Calculons-nous mieux que l’Univers ? – III

1. Une image qui vaut bien plus que mille mots 

 The Earth Simulator Center
Pas tout à fait une pouponnière !

Le dernier billet se terminait par cette question : Se pourrait-il que la cosmologie soit même en train de s’adapter à l’air du temps, à notre époque de convergence numérique ? Existe-t-il en fait une cosmologie numérique ?

Ci contre, cette vision du centre de calcul du Earth Simulator Center, à Yokohama au Japon, n’est pas tirée d’un film de science-fiction. Quelques grands centres similaires sont disséminés sur la planète, permettant de conduire des simulations informatiques de toutes sortes de phénomènes, dont les phénomènes cosmologiques. Elles sont généralement peu connues du grand public.

2. Le fondement de la cosmologie computationnelle

Sur quels fondements peut-on s’appuyer, en utilisant le terme Cosmologie computationnelle, tel que nous avons tenté de le décrire brièvement dans le premier billet ?

Les simulations cosmologiques, généralement présentées sous forme animée, sont un produit dérivé de la cosmologie contemporaine. Elles se situent tout d’abord dans le troisième Ordre présenté dans le second billet : l’Ordre du Spectacle.

Cette classification est strictement pour la commodité de cette analyse; elle ne jette aucun discrédit à la valeur indéniable du savoir cosmologique. Les simulations s’y classent à tire de représentations virtuelles du réel, autant sur le mode spatial que sur le mode temporel.

Généralement, leur qualité visuelle est indiscutable. Elles peuvent être en soi d’extraordinaires objets de contemplation, voire de médiation, tout en nous faisant réfléchir sur la phénoménalité presque impénétrable du tissu cosmique. Elles prennent un sens tout à fait différent lorsque le regard est éduqué, en nous permettant de pénétrer derrière le complexe jeu de représentations qu’elles nous offrent au premier coup d’œil.

Mais comment ces simulations prennent-elle sens et nous confrontent-elles au mystère infini de l’Univers, imperceptible à nos sens ? 

Afin d’illustrer le propos, visionnez une première fois cette simulation de l’interaction des ondes gravitationnelles entre deux trous noirs, sans essayer de comprendre exactement de quoi il s’agit. Simple exercice d’admiration.

Un nouveau modèle

Cette simulation provient du dossier Black Hole Simulation Breakthrough – qui présente l’interaction des ondes gravitationnelles entre deux trous noirs, selon une vision d’Einstein. Les chercheurs ont transposé mathématiquement le modèle einsteinien dans l’ordinateur de leur centre de recherche – ce fut la plus grande expérience de calcul jamais effectuée par un ordinateur de la NASA.

Dans quel ordre de grandeur ce phénomène se produit-il, en termes de distance, et de temps? – belle interrogation ouvrant la porte à la prochaine section…

2006-05-17 | Planche graphique | Article explicatif  | Nytimes.com

3. Comment cette simulation est-elle possible ?

Chaque simulation cosmologique se caractérise ainsi :

• Chaque simulation, même si elle désigne un phénomène différent, résulte d’une connaissance approfondie d’un ou plusieurs modèles mathématiques déduit des théories existantes sur les lois fondamentales qui semblent gouverner l’Univers. D’entrée de jeu, ces modèles mathématiques, aussi abstraits peuvent-ils nous paraître, sont déjà en eux-mêmes des systèmes de représentation symbolique du réel.
• Chaque modèle mathématique est le fruit des avancées de la recherche scientifique. Depuis quelques décennies, en recourant aux outils informatiques, les chercheurs tentent maintenant de les transposer visuellement.
• Chaque animation n’est pas une «animation» dans le sens traditionnel, où des objets sont animés l’aide d’un système de génération d’images par ordinateur (CGI), comme dans les dessins animés. C’est plutôt le résultat d’une série de calculs très complexes, découlant de ces modèles mathématiques. Le résultat est donc le produit, avant tout chose, d’une simulation mathématique, et secondairement le résultat d’une simulation informatique. Cette distinction est à conserver à l’esprit.
• Chaque simulation exige généralement une puissance de traitement dont l’ordre de grandeur dépasse souvent notre sens commun. Elle peut mobiliser pendant plusieurs heures ou plusieurs jours à la limite, le laboratoire informatique d’un centre de calcul. Elle s’obtient avec des super ordinateurs pouvant effectuer plus de 50 trillions d’opérations par seconde !
• Un aspect plus important encore est que ces animations illustrent des phénomènes qui se produisent souvent sur très une longue période de temps.
• Ce qui doit retenir aussi l’attention, c’est que les distances qui y sont représentées se situent dans des échelles de grandeur en dehors des capacités de notre expérience sensorielle.
• Ces durées et ces distances transcendent donc notre capacité à comprendre de premier abord ces phénomènes ne pouvant être représentés que par des simulations informatiques.

C’est dans ce sens que nous pouvons affirmer que la cosmologie copmutationnelle peut désormais se classer dans le champ de la convergence numérique, sous deux perspectives distinctes:

• la simulation mathématique, rendue possible par le calcul numérique;
• la simulation visuelle, rendue possible par l’utilisation de vecteurs géométriques tridimensionnels qui doivent être ramenés dans l’espace bidimensionnel de l’image.

4. Un retour sur les Sursauteurs Gamma

Voici un second exemple qui illustre un autre phénomène dont il a été question dans un billet précédent - Tsunami causé par une explosion cosmique? – où a été présentée l’explosion d’un Sursauteur Gamma Mou.

Ce billet se terminait par un clin d’œil à d’étranges interprétations, dont l’auteur fut victime d’ailleurs, puisque son imagination débordante et sa culture scientifique chancelante le conduit parfois à des pistes un peu moins fréquentées.

Il vous est maintenant possible de visualiser une simulation d’un SGR, provenant de l’article Simulation Matches Historic Gamma-Ray Burst, tiré du rapport annuel 2003 du NERSC (National Energy Research Scientific Computing Center).

SGR | NERSC | QuickTime

En résumé, cette simulation illustre un jet émanant du centre dune étoile, 9 secondes après que l’effondrement de son centre en un trou noir. Le jet émane à travers sa surface, ayant un rayon équivalent au Soleil. Le bleu représente les régions de basse densité, le rouge est plus dense et le jaune encore plus.

Encore un fois, il n’est pas nécessaire de comprendre en entier le phénomène pour apprécier les vertus de cette simulation. Ici, on a un temps et une espace délimité dans la description de la simulation.

5. Trois fusions galactiques 

• La première représente deux galaxies spirales, comportant chacune un trou noir au centre, au début de la fusion. Des centaines de millions d’années après que les galaxies fusionnent, les trous noirs au centre fusionneront à leur tour.
• La seconde représente la fusion de deux galaxies. Elles n’entrent pas en collision; leurs coeurs passent à proximité et tournent séparément avant de revenir ensemble. Elle est le résultat du travail de Thomas J. Cox, de l’université deCalifornie, à Santa Cruz.
• La troisième simulation est la version animée de l’illustration en entête de premier billet de cette série. Elle représente la distibution logarithmique de la densité des gaz d’une galaxie simuleés, la grille dans laquelle elle se déroue est sur une étendue de 134 kpc., la densité la plus faible est en rouge et la plus élevée en bleu. Elle est le résultat du travail de Masao Mori de l’Université de Californie à Los Angeles et Masayuki Umemura de l’Université de Tsukuba.

Fusion galactique | NASA | 4.6 Mo | Media Player

Fusion galactique  | NERSC | 729 Ko | QuickTime

Formation d’un nuage galactique | EARTH SIMULATOR | 12.8 Mo Media Player

5. L’ancêtre des futurs HAL

Ayant maintenant pu nous familiariser avec quelques simulations informatiques, histoire de nous ouvrir l’imagination encore, remémorons-nous un instant la tétralogie 2001-3001, mettant en vedette nul autre que le superordinateur HAL.

Dans un article intitulé HAL’S Legacy, Arthur C. Clarke, le père de cette omnisciente machine, évoque sa naissance en l’attribuant affectueusement au CRHC – Centre de calcul haute performance de l’Université d’Urbana - en date du 12 janvier 1997. Le superordinateur suivant pourrait donc être considéré comme son ancêtre, même s’il n’a pas toutes les capacités de HAL. Clarke a été un peu en avance sur son temps.

Voici donc le superordinateur Columbia du NAS, occupant actuellement la 4ème position au palmarès 2005 du TOP 500 Supercomputer Site Selon l’OQLF, un superordinateur est un «ordinateur de très grande puissance, très rapide, destiné principalement à l’exécution de travaux scientifiques caractérisés par l’importance du volume et la complexité des programmes de calcul». Cette définition correspond exactement à cette magnifique et extraordinaire machine – une série de billets, sous la thématique L’Ordre des Machines, paraîtra dans ce blogue, dès cet été.

Sa puissance de calcul est phénoménale : 51,87 Teraflops. Comme un Teraflops égale à 1 million de billions d’opérations par seconde – 51  x 10 E 18 – conservez à l’esprit que nous obtenons ce chiffre mirobolant : 51 870 000 000 000 000 000 opérations de calcul à la seconde !

• Cette puissance de calcul s’appuie sur un jeu de 20 grappes de 512 microcroprocesseurs Itanium 2 Intel, ce qui en porte le total à 10,240 !
• Peut-on s’imaginer aussi que les simulations informatiques impliquant une telle puissance de calcul peuvent être troublées par des défaillances informatiques, si les équations sont trop complexes ?
• Quel défi ce doit être de redémarrer un tel superordinateur, utilisé par des centaines ou des milliers de personnes à la fois, selon l’ampleur des projets de calcul. Pensez-y quand vous redémarrerez votre minuscule micro-ordinateur – ce pléonasme est maintenant significatif, n’est-ce pas…

Vous pouvez faire plus ample connaissance de cette machine ultra performante en consultant le site Columbia Super Computer hébergé au NASA Advanced Super Computing (NAS) Division.

Vous pouvez avoir un aperçu des projets de calcul et de simulation en cours, en consultant le document Project Columbia e-Books, via un connexion sécurisée du NAS – sélectionnez le bouton OK.

Si cette connexion venait à ne plus être disponible, il est aussi possible d’explorer le site à partir de la page NAS Division Projects.

Un dernier fait: le plus puissant ordinateur répertorié en 2005 est le IBM Blue Gene avec 131072 processeurs, procurant une puissance de calcul de 280,6 Teraflops. Un nouveau superordinateur, en construction, devrait atteindre une puissance incroyable de 360 Teraflops, soit plus de 5 fois celle du superordinateur Columbia.

6. Les simulations sont avant tout des perceptions

D’un point de vue épistémologique, en creusant le concept de simulation, une nouvelle piste de recherche peut aussi être explorée de manière amusante, en tentant de déceler dans quel réseau sémantique se situe le terme simulation.

Conservons à l’esprit que les simulations sont avant tout des représentations, soumises à notre perception. On peut paraphraser sommairement Piaget, qui fait remarquer que « la perception est une connaissance des objets résultant d’un contact avec eux, alors que la représentation consiste à les évoquer en leur absence »

Réseau sémantique
Représentation sémantique du terme «simulation»

En cliquant sur l’image précédente, vous obtiendrez une vue détaillée d’une Galaxie sémantique tracée autour du mot simulation, produite sur un outil très évolué d’analyse sémantique: l’Atlas Sémantique de l’Institut des sciences cognitives.

Si vous disposez d’une machine virtuelle Java, sur votre ordinateur personnel, vous pourrez ainsi tracer le réseau sémantique des mots représentation et perception, et les comparer à l’exercice illustré ci haut, avec le mot simulation. Amusez-vous bien !

7. Clin d’œil

On peut terminer cette réflexion sur la sémantique en relisant le billet Le monde existe-t-il vraiment ? – en attend le prochain billet de cette série, qui vous introduira à un ouvrage incontournable, permettant d’aborder la cosmologie numérique.

Prochain billet 

L’Univers peut-il être considéré comme un vaste système de traitement de l’information ?

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Cosmologie-computationnelle | Puissance-Calcul

Version 1.2 – 16 mai 2006

 

Calculons-nous mieux que L’Univers ? II

 

Le dernier billet se terminait par ces questions :

Comment s’articulent entre elles ces trois perspectives cosmologiques ?

Comment peuvent-elles nous aider, malgré un regard radicalement différent sur l’histoire de notre Univers, à établir si nous calculons mieux que L’Univers ? 

Rappelons qu’il s’agit de cosmologie computationnelle, cosmologie quantique, et cosmologie spéculative.

Comme le sujet est vaste, nous allons retenir uniquement le premier volet : la route vers la cosmolologie computationnelle, à travers nos systèmes de représentations.

La cosmologie comme système de représentations

La cosmologie, même à titre de science «exacte», peut être considérée comme un système de représentations. Elle nous renvoie d’hypothétiques images des débuts de l’Univers, auparavant sous forme de mythes et de légendes, maintenant sous forme de représentations picturales.

Tous les récits cosmologiques demandent en quelque sorte une mise en ordre de l’Univers, à travers les créations scientifiques et artistiques des Humains. Nous les classerons provisoirement dans 3 Ordres différents.

1. L’Ordre séculaire des mythes et des légendes

Historiquement, nous pourrions préciser que nos représentations se sont d’abord inscrites dans l’Ordre des mythes et légendes. Ce sont surtout les traditions orales qui ont enrichi le patrimoine des interrogations de l’Humain à propos des origines de l’Univers.

Le site Cosmobranche est un très bel exemple de la palette qui peut être couverte lorsque la cosmologie est abordée dans cette perspective. Une visite nous fait comprendre que cette perspective mériterait d’être développée longuement, car c’est en somme la préhistoire de la cosmologie moderne.

Même si nous ne les mentionnons que brièvement, conservons un vif intérêt pour ces représentations, car elles sont indissociables de l’ensemble des représentations de l’Univers; dans perspective anthropologique, elles font partie de nos modèles intérieurs de la réalité. Avis donc aux passionnés, beaucoup de sites nous renseignant sur les différentes formes de mythologie cosmologique peuvent être explorés dans ce domaine; la Cosmologie Inuit serait un exemple très intéressant, pour sortir des sentiers battus.

2. L’Ordre des images d’Épinal

Ensuite, nos représentations, autant individuelles que collectives, se sont hissées dans l’Ordre pictural, qui pourrait sommairement se découper en trois types de représentations :

• En premier, nous célébrons encore aujourd’hui ces magnifiques illustrations datant de l’époque de la calligraphie et de la peinture, des œuvres picturales telles qu’on peut en retrouver dans la magnifique exposition virtuelle Le ciel et la Terre, de la BNF. Ces représentations sont sorties tout droit de l’imaginaire humain, sans nécessairement reposer sur des observations scientifiques, dans les premières époques.
• On passera ensuite des plaques photographiques des télescopes, sépia du début du siècle, aux chatoyantes images de Hubble. Ces représentations nous semblent tellement plus réalistes, étant donné qu’elles ont issues des traces lumineuses, imprégnant des matériaux photosensibles, tels que la pellicule ou les photocapteurs numériques, similaires à ceux dans nos appareils photo numérique. Une parenthèse sur la couleur de l’Univers avait d’ailleurs déjà été ouverte dans un billet précédent : « L’Univers : Vert ou beige ? ».
• Finalement, nous voilà rendus férus d’images produites à l’aide de systèmes de génération d’images par ordinateur (CGI), qui sont le résultat de simulations informatiques permettant de reproduire «fidèlement» ce que nous croyons être des séquences fondatrices de l’Univers. C’est le point sur lequel nous devons réellement porter notre attention, afin de mesurer le glissement de sens que les recherches scientifiques introduisent dans notre perception. Nous y reviendrons de manière plus détaillée.

3. L’Ordre du Spectacle

Ne nous y trompons pas, maintenant, il y a un nouveau glissement subtil des discours narratifs et picturaux qui s’effectue au niveau de nos interprétations du roman cosmogonique. Ce n’est pas seulement au niveau des connaissances scientifiques que cela se produit, mais aussi au niveau de nos imageries mentales.

Comme si cette mutation des représentations n’était pas suffisante, la création de L’Univers n’est plus ce drame cosmique devant lequel nous nous sommes agenouillés pendant des siècles, baignés dans un mystère qui semblait inaccessible à la raison humaine. Non, bien calés dans nos fauteuils, dans nos salons assombris et devant nos grands écrans de télé LCD ou plasma – ils le sont de plus en plus d’ailleurs. Nous n’avons peut-être pas pris conscience, en bout de piste, que nous venons de franchir une nouvelle frontière dans notre perception : nos représentations cosmologiques s’inscrivent dans un nouvel Ordre, propre à notre civilisation contemporaine : l’Ordre du Spectacle…

Plus besoin de sortir sous la voûte étoilée, que nous voyons d’ailleurs de moins en moins dans nos cités modernes. Vous avez sans doute manifesté un certain intérêt à la cosmologie, en acceptant de parcourir ce billet, au lieu de passer la soirée sous les étoiles. Et alors ? L’Univers s’offre d’ailleurs beaucoup mieux en spectacle sur le Web, l’auteur de ce blogue en est une manifestation, parcourant site après site et se faisant inviter aux représentations les plus chatoyantes !

Vous êtes-vous déjà procuré ou loué un vidéodisque, pour assister au spectacle de la création de l’Univers ? Bien possible que vous ayez déjà vu la série Cosmos de Carl Sagan, The Elegant Universe de Brian Green ou Stephen Hawking’s Universe.

En plus, attendez vous impatiemment la prochaine version de nouvelles séries, encore mieux conçues graphiquement, sur un support Bluray ou HD DVD, en haute définition et en  format panoramique 16:9 ? Vous venez sans doute de comprendre alors que le roman cosmogonique s’inscrit véritablement dans l’Ordre du spectacle et que ceci n’est pas une élucubration théorique.

Non seulement notre manière de comprendre l’histoire de l’Univers est-elle en train de subir une mutation profonde, à la lumière des recherches des astronomes et des astrophysiciens. Notre manière de raconter ce vaste roman-feuilleton est en pleine mutation technologique. L’histoire de l’Univers subit donc une double mutation : une conséquente aux incessantes percées scientifiques, une autre conséquente au développement des moyens audio-visuels.

Se pourrait-il alors que la cosmologie soit même en train de s’adapter à l’air du temps, à notre époque de convergence numérique ? Existe-t-il une cosmologie numérique ?

Ces questions ouvrent la porte du prochain billet sur ce thème.

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Sytème de représentation

Illustration : Simulations Take Us Inside The Mind Of Einstein. Section Visuals and Telecon.

 

Calculons-nous mieux que l’Univers ? – I

Simulation du premier milliard d’années d’une protogalaxie

Ce billet est le premier volet d’une série de billets dont l’objectif est de répondre à cette question inhabituelle, pour la plupart d’entre nous. Cette question sous-entend aussi une question corollaire : L’Univers calcule-t-il mieux que nous ?

Ce sous-entendu n’est pas évoqué habituellement, le calcul étant considéré une invention humaine. C’est ce que la plupart des gens croient. On pense rarement, sinon jamais, que l’Univers puisse calculer; à vrai dire, cette question ne devrait même pas se poser. Mais sommes-nous véritablement les maîtres incontestés du calcul ?

Les superordinateurs produisant des simulations numériques très complexes en seraient la preuve irréfutable; l’illustration ornant ce billet en est un bel exemple. Elle représente les résultats d’une simulation de l’évolution d’une proto-galaxie.

Du côté des simulations plus communes, permettant de produire quotidienemement les prévisions météorologiques, nous convenons facilement qu’elles sont loin de l’infaillibilité. Lorsque nous quittons le logis sans parapluie et nous faisons surprendre par une averse imprévue, notre confiance dans le calcul est ébranlée.

Le climat est très difficile à prévoir; il est le résultat d’un certain chaos; beaucoup de gens ont entendu parler de l’effet papillon, dont il est question abondamment dans La théorie du Chaos de James Gleick. Sa désignation technique est la dépendance sensitive aux questions initiales.

Même si cet exemple souligne que le calcul humain est défaillant, cela ne démontre pas pour autant que l’Univers calcule; l’existence de l’Univers pourrait-elle reposer sur le calcul ?

L’Univers ne semblant pas être une machine à calculer, à première vue, pourquoi donc poser cette question ? Et peut-on y répondre en ne considérant qu’une perspective cosmologique, dans ce sens ?

Il n’y a pas une seule perspective cosmologique, mais plusieurs. Considérons pour le moment trois perspectives différentes, afin de nous conduire graduellement à répondre à notre question : la cosmologie computationnelle, la cosmologie quantique et enfin la cosmologie spéculative.

1. Cosmologie computationnelle

• Cette première perspective, un nouveu produit de la cosmologie contemporaine, prend de plus en plus de terrain – elle se présente à nous sous forme de simulation informatique de phénomènes cosmologiques.

L’auteur a pris connaissance de l’illustration figurant en tête de billet dans la nouvelle La plus grande simulation de l’évolution des galaxies, publiée sur le site techno-science.net. Elle provient d’une simulation de Masao Mori de l’université de Californie et de Masayuki Umemera de l’université de Tsukuba. Ces deux chercheurs ont également participé à des travaux similaires, en 2004, en compagnie de Ryoji Matsumoto.

Ce que ces deux simulations ont en commun, c’est d’avoir été réalisées au Earth Simulator Center, au Japon, qui a tenu pendant plusieurs années la tête du palmarès des 10 superordinateurs les plus puissants au monde.

Ainsi, suite au travail méticuleux des ces chercheurs, soutenu par la très grande capacité de calcul d’un superordinateur, nous disposons maintenant d’une photo de plus dans l’album de «portraits de famille» de notre Univers.

Sans avoir besoin de comprendre le phénomène représenté par cette simulation, n’est-elle pas, en tant que simple objet de contemplation, une image sur laquelle il est agréable de méditer ? Elle jalonne notre tentative de reconstruire, depuis des siècles, le roman cosmogonique – un thème déjà abordé. Même si nous demeurons conscients des limites posées par nos sens et par nos méthodes de simulation, on voudrait quand même en faire une murale – au mieux, un magnifique cadre pour suspendre au mur de la bibliothèque d’un chercheur passionné de cosmologie ! 

On peut s’attendre que la recherche progresse rapidement dans ce domaine. De nouveaux candidats se pointent à l’horizon, pour effectuer des calculs encore plus complexes : les ordinateurs quantiques. Même si nous n’en sommes qu’au niveau spéculatif, parce que des doutes planent sur notre capacité d’en produire, ils sont une promesse potentielle d’une puissance de calcul infiniment plus grande. Puisque nous parlons de simulations… quelqu’un se rappelle ici où avoir vu bien en évidence Simulacres et simulation, de Jean Baudrillard?

Voilà où nous en sommes, au niveau de nos représentations cosmologiques de l’Univers, du côté de la simulation. Dans une perspective anthropologique, rappelons que nous devrions considérer ces simulations comme étant le résultat le plus récent de l’évolution de nos systèmes de représentations symboliques. Mais la carte n’est pas le territoire, nous répétait sans cesse un professeur d’épistémologie et méthodes.

2. Cosmologie quantique

• Une nouvelle perspective cosmologique, en relation avec la convergence numérique caractérisant notre époque, émerge depuis quelques années. Cette nouvelle perspective est en fait un modèle cosmologique reposant sur un précepte difficile à saisir : l’Univers serait un ordinateur traitant la matière comme si elle était une information. Attention : le terme ordinateur doit être pris ici dans le sens de machine à calculer et non d’équipement informatique.

En délaissant la perspective de la cosmologie computationnelle, pour aborder celle de la cosmologie quantique, il est important de préciser que nous abordons un sujet très différent.

Ce nouveau modèle cosmologique n’a rien à voir avec les simulations dont il est question dans la section précédente. C’est un modèle émergent, dont nous avons pris connaissance pour la première fois en 2004, dans un article du Scientific American, intitulé Black Holes Computers.

Black Holes Computers
Seth Lloyd & Y. Jack Ng
Scientific American
Novembre 2004, Vol. 291, No. 5. – pages 52 – 61. 

La première lecture cet article nous place devant une perspective inédite, en considérant un trou noir comme un système de traitement de l’information. Cette idée est maintenant assez répandue, puisque plus de 356 entrées figurent sur ce thème au moment de la publication de ce billet, en effectuant un recherche sur Black Hole Computers.

Voici le sommaire de cet article – en traduction libre :

• Du simple fait d’exister, tous les systèmes physiques emmagasinent de l’information. En évoluant dynamiquement dans le temps, ils traitent cette information. L’Univers, en quelque sorte, calcule.
• Si de information peut s’échapper des trous noirs, comme la plupart des physiciens le supposent maintenant, un trou noir aussi calcule. Le format de son espace mémoire est proportionnel au carré de son taux de calcul. La nature mécanique quantique de l’information est responsable de cette capacité computationnelle; sans effets quantiques – quantum effect, un trou noir détruirait l’information au lieu de la traiter.
• Les lois de la physique qui limitent la puissance des ordinateurs déterminent aussi la précision avec laquelle la géométrie de l’espace temps peut être mesurée. Cette précision est moins grande que celle envisagée auparavant par les physiciens, indiquant que le nombre d’«atomes concrets» d’espace et de temps pourrait être plus élevé qu’on s’y attendait.

Nous voilà plongés dans un sujet bien aride. Il faut cependant retenir un point crucial à propos de ces nouveaux modèles computationnels : il tendent à orienter graduellement notre perception de l’Univers comme une vaste machine à traitement de l’information. Ainsi, la matière serait le résultat du traitement d’unités d’informations de base, ce qui ramènerait une fois de plus à la même forme binaire – 01 – utilisée dans les simulations conduites sur les superordinateurs. Conservons en mémoire cette analogie.

Enfin, même si le temps fait son oeuvre depuis la publication de cet article, le sujet est d’un très grand intérêt, quoiq’un peu obscur à premier abord. Au moment de cette première lecture, on ne pouvait pas présager que l’auteur Seth Lloyd allait élaborer plus longuement sur sa nouvelle théorie et publier un livre spécifiquement sur ce sujet.

3. Cosmologie spéculative

• Cette troisième perspective cosmologique doit mériter notre attention, même si elle repose sur de la littérature spéculative. En effet, de nombreux auteurs situent leur oeuvre à l’intérieur d’un modèle cosmologique qui n’a rien à voir avec les modèles cosmologiques actuels.

Il peut être intéressant d’étoffer le discours cosmologique en incluant cette perspective. Sans vouloir susciter de débat, les théories cosmologies scientifiques, telles que le Big Bang, la Théorie des cordes ou des Multivers sont spéculatives, en élargissant la définition. Pour les fin de cette analyse, nous retiendrons comme spéculatives les cosmologies présentées par les auteurs de science-fiction, d’ailleurs souvent désignée comme étant de la littérature spéculative.

Un premier exemple est tiré de la tétralogie 2001-3001 Les odyssées de l’espace d’Arthur C. Clark. Il nous plonge dans un Univers parcouru d’entités esprit, contrairement aux cosmologistes actuels qui tentent de nous instiller que l’Univers ne serait que le résultat d’une série de transformations de 0 et de 1. Ces entités esprits ne font pas partie de nos modèles cosmologiques actuels, qui ne prêtent aucunement conscience à la matière. Clarke a l’audace de présenter le tissu cosmique dans une perspective tout à fait différente.

Nous sentons, dans le destin de HAL, qu’une présence intelligente semble l’appeler, du fond de l’Univers. Vers la fin de la tétralogie, il opère une fusion avec eux. Ces entités esprit, errant dans le Cosmos sous forme d’immenses monolithes, s’autorépliquent en dévorant les planètes, comme on le voit si bien dans le film tiré du second volet, 2010. La plupart des gens ont vu 2001 Odyssée de l’espace et sont restés suspendus sur sa fin, mais la clé de la cosmologie Clarkienne ne peut être comprise qu’en lisant sa tétralogie au complet.

Un second exemple de cosmologie spéculative a attiré des foules de cinéphiles, il y a quelques années. Les frères Wachowski, en ayant scénarisé la trilogie La Matrice, ont apporté, aux philosophes notamment, de l’eau au moulin en nous confrontant à une question fondamentale et débattue : qu’est ce que le réel? On pourrait établir une analogie intéressante avec la perspective computationnelle de l’Univers, présentée précédemment, qui nous amène aux limites de ce réel en proposant un modèle mathématique sous-jacent à l”Univers.

En effet, beaucoup de cinéphiles ont été étonnés par le précepte sur lequel repose le scénario cauchemardesque. Rappelons que certains de ses habitants vivent dans un monde entièrement simulé par un réseau gigantesque d’ordinateurs, auxquels ils sont reliés directement par une interface neurale, alors qu’ils sont littéralement endormis dans d’immenses tours où ils baignent toute leur vie dans un liquide placentaire. Dans un sens, ils vivent par procuration. Émergent alors des questions philosophiques fondamentales sur la réalité ou l’illusion et sur la liberté de choix.

Mais, ce qui est le plus criant, dans cette trilogie, c’est de finir par nous demander nous-mêmes si nous ne vivons pas dans un Univers simulé, même si cette perspective peut paraître tout à fait invraisemblable.

Dans ce dernier cas, nous pourrions alors momentanément nous poser la question alors, l’Univers calcule-t-il mieux que nous ?

Prochain billet

Nous avons donc examiné, d’un seul trait, trois facettes ou perspectives cosmologiques différentes afin de placer un décors pour tenter de répondre à notre ultime question, calculons-nous mieux que l’Univers? :

• La cosmologie computationnelle, proposée par des astrophysiciens cosmologistes, nous introduisan à l’évolution incroyable de la puissance de calcul, ses capacités ne cessant d’atteindre des sommets;
• La cosmologie quantique, à titre de nouveau modèle cosmologique, nous introduisant à un Univers qui serait lui-même un puissant ordinateur, dans le sens élargi du terme; donc beaucoup plus puissant que notre cosmologie computationnelle, qui ne fait que simuler, alors que les potentiels calculs de l’Univers produiraient ce monde réel dans lequel nous vivons;
• La cosmologie spéculative, pour nous ouvrir de nouvelles avenues de réflexion sur des modèles comologiques inspirés, avec des exemples proposées par Arthur C. Clark et les frères Wachowski.

Il est maintenant approprié de se poser deux questions fondamentales :

• Comment s’articulent entre elles ces trois perspectives cosmologiques ?
• Comment peuvent-elles nous aider, malgré un regard radicalement différent sur l’histoire de notre Univers, à établir si nous calculons mieux que L’Univers ?

Ces questions ouvrent la porte du prochain billet sur ce thème.

Niveau 201 | Bibliothèque de signets | Référence

Cosmologie Computationnelle | Cosmologie Quantique | | Cosmologie-Spéculative

• Galaxy Simulation breaks new ground. Physicsweb. 31 mars 2006-03-31. 
• Large Scale Numerical Simulations of Galaxy Formation. Ryoji Matsumoto, Masao Mori et Masayuki Umemura. Jounal of the Earth Simulator Vol. 2. 2004-12.
• La plus grande simulation de l’évolution des galaxies. Technocience.net. 2006-05-04.

Dédicace

Ce billet rend hommage à l’anthropologue Pierre Maranda, ayant instigué à l’auteur un premier regard anthropologique sur l’univers numérique et cybernétique.

Révision 4.2 - 21 mai 2006