Des mathématiques à l’univers conscient?

Johannes Kleiner, mathématicien au Centre de Philosophie des Mathématiques de Munich, estime que nous sommes aujourd’hui face à une possible révolution scientifique: la logique mathématique, appliquée au problème de la conscience, mènerait à la conclusion que l’univers serait lui-même une entité consciente.

Les questions de l’origine et de la nature de la conscience noircissent pas mal de pages de ce blog. C’est une problématique qui hante la philosophie depuis que le concept existe, que certains nomment « le dur problème de la conscience » car, en effet, comment expliquer que notre matérialité, tous ces neurones qui composent notre cerveau, en arrivent à nous donner la conscience de nous-même, à nous donner une réaction émotionnelle à une odeur de café ou au goût d’une madeleine? (1)

Un principe du débat sur la conscience, en Occident du moins, fut longtemps de le restreindre au vivant, voire à l’humain. L’idée que les animaux, les singes mais également les oiseaux, les poulpes et en fait la plupart des animaux, sinon tous, sont dotés de conscience, est une idée récente issue d’expériences (démontrant par exemple qu’un pigeon sait se reconnaître dans un miroir, et sait faire la différence entre son image et lui-même), et de l’observation de relations entre l’activation de certaines parties du cerveau et des phénomènes conscients.

De ceci a découlé l’idée de l’origine biologique (et non plus seulement strictement humaine) de la conscience, et qu’il était en principe possible de calculer un niveau de conscience pour chaque forme biologique, de la bactérie à l’humain, en partant de la complexité des interrelations entre les différents composants du système neurologique associé à chacune de ces formes.

Plus un système neurologique est complexe, au sens de la densité des connexions entre chaque partie et, donc, de la densité des boucles de feedback, plus il serait conscient. Ce principe est celui de la théorie intégrée de l’information de la conscience (IIT), initialement présenté en 2004 par Giulio Tononi, qui nomme cette mesure de conscience phi. L’article « Principes de conscience » présente cette approche de manière plus détaillée (2).

Un élément clé de cette théorie, appelé le postulat d’exclusion, est que la conscience (au sens de la conscience de soi-même) n’émerge que si le phi total du système dépasse le phi du plus « évolué » de ses sous-ensembles. Certaines expériences valident le concept IIT, par exemple le fait que les éléments du cerveau les plus riches en connexions ont plus d’impact sur notre conscience que les éléments les moins riches. D’autres expériences, cependant, contredisent la théorie: la conscience ne disparaît pas sous anesthésie, par exemple. Certes on devient « inconscient » techniquement parlant, mais les circuits neuronaux associés à la conscience restent en fonction.

Un problème majeur de cette approche est l’impossibilité, en pratique, de calculer phi pour autre chose qu’un système de quelques neurones. Calculer le phi d’un cerveau humain et ses 86 milliards de neurones prendrait plus de temps que l’âge de l’univers, même en y mettant toutes les ressources informatiques du monde. Ce facteur, outre la difficulté de faire un lien qualitatif entre phi et, par exemple, l’émotion associée à notre tasse de café, fait que la théorie IIT ne fait pas l’unanimité.

Certains, cependant, poussent la chose plus loin et cherchent à déterminer, sur base des postulats de l’IIT, le degré de conscience d’un objet non biologique, inanimé. Scott Aaronson, un chercheur en physique théorique de l’université du Texas, applique les mathématiques de l’IIT à une matrice dite de Vandermonde, où toutes les valeurs sont reliées entre elles (donc assimilable à une boucle de feedback), ce qui permet, par exemple, de créer les systèmes de correction d’erreurs de lecture que l’on trouve sur les lecteurs de CD et DVD.

Il en arrive à la conclusion qu’il est possible de calculer un phi pour ces systèmes, et qu’un tel système poussé à une taille suffisamment importante aurait un phi équivalent à un phi humain, voire nettement plus. Conclusion: cette approche est sans intérêt vu qu’elle permet l’octroi d’un degré de conscience à des choses qui n’en ont manifestement pas. On peut imaginer des structures mathématiques à très grande échelle, avec un phi énorme, mais zéro conscience de fait. De conscience observable du moins.

C’est là où notre Johannes Kleiner du début n’est pas d’accord: si nous ne pouvons pas, a priori, percevoir la conscience d’un objet inanimé doté de phi, ce n’est pas nécessairement parce qu’il n’en a pas, mais parce que nous ne pouvons pas communiquer avec lui au niveau requis pour que cette conscience nous apparaisse.

Kleiner et son collègue Sean Tull ont alors développé une approche, toujours basée sur l’IIT, permettant de simplifier les choses en les dissociant sur trois plans: les aspects physiques qui encodent l’information (matière vivante comme matière inerte), les différentes manières dont la conscience peut se manifester, et une forme de librairie des liens possibles reliant le physique et la manifestation consciente. Un papier scientifique sur ce sujet fut publié en février 2020 (3), ses auteurs présentant ce travail comme une boîte à outils mathématiques pour sonder la conscience de tout système, quel que soit sa structure physique.

De ceci découle la possibilité logique que toute structure puisse être dotée d’une forme de conscience. Que ce soit à l’échelle quantique ou à celle de l’univers. C’est donc ici que s’ouvre la boîte de Pandore et qu’il faut s’assurer, avant tout, que la bouteille de whisky n’est pas confinée hors de portée.

Physique quantique et conscience.

Une question fondamentale de la physique quantique, souvent adressée sur ce blog, est celle de la cause de l’effondrement, ou décohérence, de la fonction d’onde quantique en une particule « réelle » au moment de l’observation. L’explication classique, dite de Copenhague, n’explique en fait rien mais reconnait simplement que c’est l’observateur qui, de par son observation – autrement dit, par l’application de sa conscience – opère cette transformation du monde quantique (où tout n’est que probabilité, ou états de superposition) au monde classique, le nôtre, là où les choses se pèsent et se mesurent une par une.

Mais ceci cache un énorme problème: toute la matière étant issue du phénomène quantique originel, et toute cette matière ayant donc existé avant le développement de systèmes suffisamment complexes pour être dotés de conscience, comment expliquer l’apparition de matière avant l’apparition de conscience?

Tchin.

La réponse la plus simple, évidemment, serait soit que la conscience est inhérente à l’univers depuis le début, soit que la conscience n’ait en fait rien à voir là-dedans. Débat passionnant que j’ai tenté de présenter dans l’article « La Réalité, une vue de l’Esprit Sain? » (4), où l’on trouve par exemple ceci:

Poussons le bouchon: si le monde est en fait constitué de ce que Platon nommait les Idées, que Müller nomme les expériences, que Smolin nomme les événements, voire de ce que Hoffman nomme les agents de conscience, c’est qu’il n’est pas un contenant dans lequel se passent des choses, mais une création perpétuelle issue d’un champ d’information et de lois qui permettent de créer quelque chose (une Idée, une expérience, un événement). Autrement dit l’univers serait le contenu et notre cerveau le contenant. Nous habiterions une réalité virtuelle qui se composerait continuellement autour de nous.

https://zerhubarbeblog.net/2020/02/07/la-realite-une-vue-de-lesprit-sain/

Si l’on met de côté l’idée que la conscience n’est qu’une illusion, proposition tout à fait recevable mais hors sujet ici, reste le principe panpsychique (une conscience intrinsèque à l’univers) qui passerait alors du rayon « new age » au rayon des sciences dures. En fait cela fait assez longtemps que cette idée tourne dans les milieux de la physique théorique, le grand physicien John Wheeler ayant même invoqué, dans les années 80, un « univers participatif » (5).

Un autre génie, Sir Roger Penrose (qui fut un prof de Stephen Hawkings) étudie depuis longtemps de possibles liens quantiques entre la conscience et l’univers, allant jusqu’à dire que « notre conscience est la raison pour laquelle l’univers existe. » (6).

Face à tout ceci d’autres scientifiques, tout comme la plupart des gens sans doute, ne considèrent pas que les outils formels des sciences en général, et des mathématiques en particulier, puissent nous apporter grand chose sur la question de la conscience. C’est trop complexe, trop subjectif et sans doute plus abordable par la méditation bouddhiste que le casse-tête matheux.

C’est possible, mais reste que si la meilleure manière de décrire la complexité de l’univers est l’approche mathématique, ce qui aujourd’hui semble vrai, on ne peut pas soustraire la conscience à cette méthode vu que la conscience fait partie de l’univers. Sauf à admettre que c’est l’univers qui fait partie de la conscience, auquel cas, en effet, les outils qui permettent de décrire l’univers ne sont pas ceux qui permettent de décrire ce dans quoi l’univers existe, ce de quoi ces outils sont issus – j’imagine que Gödel serait d’accord avec cela (7).

Johannes Kleiner, lui, pense qu’il est trop tôt pour jeter l’éponge. Il croit qu’en combinant les expériences scientifiques, la philosophie et les mathématiques, il est possible d’aller plus loin vers une compréhension du phénomène de la conscience (8). Il est, sans doute, sur une piste parallèle à celle de Donald Hoffman et ses agents de conscience (9), une théorie où la réalité de l’univers nous serait fondamentalement inaccessible, mais néanmoins manipulable via une interface simplifiée, ce que nous appelons « conscience ».

Liens et sources:

(1) https://zerhubarbeblog.net/2018/03/13/le-dur-probleme-de-la-conscience/

(2) https://zerhubarbeblog.net/2019/11/07/principes-de-conscience/

(3) https://arxiv.org/pdf/2002.07655.pdf

(4) https://zerhubarbeblog.net/2020/02/07/la-realite-une-vue-de-lesprit-sain/

(5) https://futurism.com/john-wheelers-participatory-universe

(6) https://uncommondescent.com/philosophy/roger-penrose-somehow-our-consciousness-is-the-reason-the-universe-is-here/

(7) https://fr.wikipedia.org/wiki/Th%C3%A9or%C3%A8mes_d%27incompl%C3%A9tude_de_G%C3%B6del

(8) https://www.newscientist.com/article/mg24632800-900-is-the-universe-conscious-it-seems-impossible-until-you-do-the-maths/?utm_campaign=onesignal&utm_medium=alert&utm_source=editorial

(9) https://zerhubarbeblog.net/2017/01/11/de-limperceptibilite-du-reel/

A propos Vincent Verschoore

Animateur de Ze Rhubarbe Blog depuis 2008.

4 réponses

  1. vincent pujol

    Bonjour, je viens de découvrir Ze Rhubarde et savourer l article « Des maths à l Univers… »
    Juste un Merci, je vais allé découvrir les autres articles sur le sujet de la conscience, ah oui, spéciale dedicace sur le style rédactionnel sombre dynamique et harmonieux sur un sujet qui l’est aussi mais qu’on n’explique pas encore.
    Vincent Pujol
    Jutoo66@gmail.com

  2. « c’est l’observateur qui, de par son observation – autrement dit, par l’application de sa conscience – opère cette transformation »
    donc c’est valable également quand cet observateur est un chat…..

  3. vous posez des questions vraiment intéressantes, à la foi sans tabous, et avec rigueur, c’est comme ça qu’il faut faire ! même si ces temps-ci ce sont deux vertus qui tendent à se perdre !!…
    sans même parler de la censure ! et aussi de l’influence corruptrice du panurgisme et de la peur pour sa carrière chez les ceusses qui sont « payés pour penser » ! bref ce que j’appelle l’analyse marxiste du « si petit monde » des universitaires !

    autre remarque : Vous évoquez, sans doute sans trop y croire, la « complexité » qui créerait la conscience, c’est de l’ordre de l’oeuf de Colomb, mais en fait j’ai découvert en lisant Vincent Fleury, que la complexité c’est une imposture ! ou elle n’existe pas, et la nature en faire fonctionne par le plus simple, ce qui est logique, simple qui peut paraître complexe à ceux qui sont chargés d’en faire un modèle mathématique, c’est tou. Quand à une mystérieuse « complexité » qui expliquerait, on se demande bien comment, ce que nous n’arrivons pas à expliquer, ce n’est qu’un truc magique, et la confiance aveugle qu’on y met une FOI irrationnelle ! les plus « rationalistes » ne seraient finalement pas si rationalistes que ça !

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