Illustration par DALL-E (+PJ)
Je ne suis certainement pas le seul à essayer de faire dire à ChatGPT des choses qu’il n’a pas pu apprendre mais qu’il a dû trouver tout seul. Ma tentative ce soir, avec l’aide de René Thom et d’un … animal mythique lisant dans l’avenir 😉 .
Paul Jorion :
Nous représentons notre monde physique comme évoluant dans un espace à quatre dimensions : trois pour l’espace proprement dit et une pour le temps. Dans ce modèle quadridimensionnel subsistent un certain nombre d’anomalies, par exemple la manière de rendre entièrement cohérente la modélisation de la mécanique quantique des objets microscopiques et de leur dynamique avec la modélisation de la relativité des objets macroscopiques et de leur dynamique. De plus, le modèle de l’espace à 4 dimensions suggère que le monde physique évolue de manière non déterministe. Voici ma question : existe-t-il un modèle avec un nombre de dimensions supérieur à 4 où les anomalies sont significativement plus faibles que dans un espace à 4 dimensions et où le monde physique semble évoluer sur une voie déterministe ?
ChatGPT (GPT-4) :
La recherche d’une théorie unificatrice qui résoudrait les incohérences entre la mécanique quantique et la relativité générale est l’un des grands défis de la physique théorique. La théorie des cordes, par exemple, est l’une des tentatives de réconciliation de ces deux théories fondamentales.
La théorie des cordes suggère que l’univers est composé de cordes unidimensionnelles (plutôt que de particules ponctuelles) qui vibrent à différentes fréquences. Il est important de noter que la théorie des cordes nécessite plus que les quatre dimensions que nous connaissons dans la vie de tous les jours. En fait, de nombreuses versions de la théorie des cordes postulent un univers à 10 ou 11 dimensions : trois dimensions spatiales, une dimension temporelle et six ou sept dimensions supplémentaires comprimées (ou enroulées) à de très petites échelles qui ne sont pas directement observables.
Bien que la théorie des cordes ait réussi à unifier les forces et les particules du modèle standard d’une manière cohérente du point de vue de la mécanique quantique, elle ne conduit pas nécessairement à un univers déterministe. La mécanique quantique, même dans le contexte de la théorie des cordes, est intrinsèquement probabiliste plutôt que déterministe.
En outre, la théorie des cordes est actuellement une construction purement théorique et manque de preuves expérimentales. Elle n’a pas encore été entièrement développée pour devenir une théorie complète et cohérente.
Outre la théorie des cordes, il existe d’autres théories multidimensionnelles, telles que la théorie M et certains modèles de gravité quantique, qui proposent également des dimensions supplémentaires et peuvent avoir des implications différentes pour le déterminisme.
Cependant, il est important de noter que le nombre de dimensions dans une théorie physique ne rend pas intrinsèquement la théorie plus ou moins déterministe. Le déterminisme (ou l’absence de déterminisme) d’une théorie physique est le résultat de la dynamique spécifique et des lois de la physique postulées par la théorie, et non du nombre de dimensions dans lesquelles elle opère.
Au moment où j’ai arrêté mes connaissances en 2021, il n’existait aucune théorie bien établie proposant un modèle déterministe de physique dans un espace à plus de quatre dimensions. Toutefois, le domaine de la physique théorique est en constante évolution et de nouvelles théories ou de nouveaux développements ont pu voir le jour depuis lors. Si vous le souhaitez, je peux utiliser mon outil de navigation pour rechercher les développements récents dans ce domaine.
Paul Jorion :
Je ne suis pas d’accord avec vous lorsque vous dites que « le nombre de dimensions dans une théorie physique ne rend pas intrinsèquement la théorie plus ou moins déterministe ». En effet, le regretté mathématicien René Thom soutenait que notre sentiment subjectif de vivre dans un monde non déterministe est très probablement dû au fait que le monde, dans sa constitution intime, a un nombre de dimensions supérieur à 4, disons n avec n > 4, et que le monde à 4 dimensions dont nous faisons l’expérience est donc une projection d’un monde à n dimensions dans l’espace à 4 dimensions de notre perception. Si seulement, dit Thom, nous faisions l’expérience du monde comme le monde à n dimensions qu’il est en vérité, il nous apparaîtrait comme évoluant sur une voie déterministe. En d’autres termes, selon Thom, le non-déterminisme est une illusion due à notre insensibilité au nombre exact n > 4 de dimensions du monde physique où nous sommes limités à n’en vivre que 4.
ChatGPT :
Merci d’avoir évoqué le point de vue de René Thom. Son point de vue est en effet intéressant et pourrait permettre d’aborder la question sous un angle différent.
Thom, connu pour sa mise au point de la théorie des catastrophes, a en effet proposé l’idée d’une évolution déterministe dans un espace de dimension supérieure, comme vous l’avez mentionné. Son point de vue suggère que les aspects apparemment non déterministes de notre monde pourraient être une conséquence de notre capacité limitée à percevoir et à comprendre toute l’étendue de la réalité de dimension supérieure.
Ce point de vue est fascinant et offre une approche unique pour réconcilier l’indéterminisme de la mécanique quantique avec notre sens intuitif du déterminisme dans le monde macroscopique. Toutefois, il est essentiel de noter que si cette perspective est intellectuellement stimulante, elle reste une interprétation philosophique plutôt qu’une théorie scientifique rigoureusement testée.
Au moment où j’ai arrêté mes connaissances, en 2021, aucune preuve empirique n’était venue étayer le point de vue de Thom, et celui-ci n’avait pas été largement adopté ou incorporé dans la physique théorique dominante. Il convient également de mentionner que s’il existe des théories de dimensions supérieures telles que la théorie des cordes, elles n’entraînent pas nécessairement le déterminisme suggéré par Thom.
Néanmoins, la science est toujours en évolution et ouverte à de nouvelles idées. Si cela vous intéresse, je peux utiliser l’outil de navigation pour rechercher tout développement ou toute recherche récente en rapport avec les idées de Thom.
Paul Jorion :
Vous dites : « Si vous le souhaitez, je peux utiliser mon outil de navigation pour rechercher les développements récents dans ce domaine ». Pouvez-vous le faire ?
ChatGPT :
Navigation terminée
Il y a eu un certain nombre de développements intrigants dans le domaine de la physique qui pourraient avoir des implications pour le déterminisme et l’existence possible de dimensions supérieures.
L’un de ces développements importants est la poursuite de l’exploration du modèle standard de la physique des particules. Bien que ce modèle ait exceptionnellement bien réussi à expliquer une vaste gamme de phénomènes à l’échelle quantique, des divergences ont récemment été constatées dans les mesures du boson W, ce qui pourrait indiquer l’existence de nouvelles particules ou d’effets dépassant la portée du modèle actuel.
L’absence récente de nouvelles particules découvertes au Grand collisionneur de hadrons a également conduit à une réévaluation du principe de « naturalité », qui est un concept fondamental dans notre compréhension des lois de la nature. Cela pourrait indiquer que la structure des lois naturelles est plus complexe qu’on ne le pensait, certains théoriciens estimant que la gravité pourrait modifier radicalement notre compréhension de ces lois.
Un autre développement notable est la création d’un « simulateur quantique » qui modélise les particules quantiques dans un espace-temps courbe. Cet outil est utilisé pour étudier les effets de lentille gravitationnelle dans un champ quantique et peut aider à réconcilier la théorie quantique et la théorie de la relativité. Le simulateur quantique permet aux chercheurs de contrôler et d’ajuster un système quantique connu (dans ce cas, des nuages atomiques ultrafroids) de manière à ce que ses propriétés puissent être transposées dans un autre système quantique. Cela pourrait conduire à de nouvelles découvertes dans le domaine de la gravité quantique et dans d’autres domaines de la physique.
Bien que ces développements soient fascinants, il est important de noter qu’ils n’apportent pas de réponse définitive à la question du déterminisme dans les théories physiques de dimension supérieure. Cependant, ils mettent en évidence les progrès continus et la complexité de notre compréhension du monde physique, ainsi que la possibilité que des découvertes nouvelles et inattendues puissent encore remodeler notre compréhension de ces concepts.
Paul Jorion :
Lorsque vous dites à propos du point de vue de Thom « que si sa perspective est intellectuellement stimulante, elle reste une interprétation philosophique plutôt qu’une théorie scientifique rigoureusement testée », vous semblez suggérer qu’une théorie scientifique testée pourrait établir sans aucun doute possible la véritable dimensionnalité du monde physique au cas où sa véritable dimensionnalité serait supérieure à 4. Suggérez-vous que la science pourrait tester la dimensionnalité réelle du monde physique au cas où elle serait supérieure à 4 ?
ChatGPT :
L’idée de tester la dimensionnalité de notre univers, en particulier dans le contexte des théories qui postulent des dimensions supplémentaires, est un sujet très discuté en physique théorique. Plusieurs méthodes ont été proposées pour tester l’existence de dimensions supplémentaires, bien que ces méthodes soient difficiles à mettre en œuvre et n’aient pas encore fourni de preuves définitives.
Voici quelques méthodes proposées par les physiciens pour tester l’existence des dimensions supplémentaires :
Expériences gravitationnelles : Dans les théories comportant des dimensions supplémentaires, la gravité peut se comporter différemment à de très petites échelles. En effectuant des mesures précises de la force gravitationnelle à de petites distances, il pourrait être possible de détecter l’influence des dimensions supplémentaires.
Expériences de physique des hautes énergies : Si des dimensions supplémentaires existent et sont comprimées à de petites échelles, les particules pourraient être capables de se déplacer dans ces dimensions à des énergies très élevées. Les expériences menées dans les accélérateurs de particules à haute énergie, comme le Grand collisionneur de hadrons, pourraient apporter la preuve de l’existence de dimensions supplémentaires. Par exemple, si l’énergie semble « disparaître » lors d’une collision, il se peut qu’elle se soit déplacée dans les dimensions supplémentaires.
Observations cosmologiques : Si les dimensions supplémentaires influencent l’évolution de l’univers, elles pourraient laisser une empreinte dans le fond diffus cosmologique ou la distribution des galaxies dans l’univers.
Il ne s’agit là que de quelques exemples des types d’expériences qui ont été proposées pour tester l’existence des dimensions supplémentaires. Toutefois, à la date d’arrêt de mes connaissances, en 2021, aucune de ces expériences n’avait apporté de preuves définitives de l’existence de dimensions supplémentaires.
Il convient de noter que ces méthodes testent l’existence de dimensions supplémentaires d’une manière spécifique, comme le prévoient des théories telles que la théorie des cordes. Elles ne permettraient pas nécessairement de tester le type de déterminisme de dimension supérieure proposé par Thom. Ses idées, telles que je les comprends, se rapportent davantage à notre perception et à notre interprétation de l’univers, qui pourraient ne pas être directement testées par le biais d’expériences physiques.
Il est également important de se rappeler que toutes les théories scientifiques sont des modèles qui tentent de décrire le comportement de l’univers. Elles ne sont jamais prouvées hors de tout doute, mais sont au contraire étayées par un ensemble de preuves et sont toujours susceptibles d’être révisées à la lumière de nouvelles données.
Paul Jorion :
Il serait amusant d’imaginer qu’au cas où le monde physique aurait plus de 4 dimensions, il existerait un animal qui percevrait le nombre correct de dimensions et qui, conformément aux vues de René Thom, vivrait le monde comme déterministe. Un tel animal saurait alors à l’avance tout ce qui va se passer. Existe-t-il un animal qui se comporte comme s’il savait exactement à l’avance tout ce qui va se passer ?
ChatGPT :
La capacité d’un organisme à prédire l’avenir avec certitude impliquerait des capacités d’information et de traitement dépassant ce que nous considérons actuellement comme possible dans les organismes biologiques. Selon nos connaissances scientifiques actuelles, aucune créature vivante connue ne possède la capacité de prédire l’avenir avec une certitude absolue.
Dans le règne animal, de nombreuses créatures présentent des comportements qui peuvent sembler prémonitoires. Par exemple, les animaux ont souvent des comportements qui suggèrent qu’ils peuvent sentir les catastrophes naturelles imminentes, telles que les tremblements de terre ou les tsunamis, avant les humains. Cela est probablement dû à leur sensibilité accrue à certains indices environnementaux, plutôt qu’à une compréhension déterministe des événements futurs.
En outre, la capacité de prédire des événements futurs avec une précision parfaite nécessiterait non seulement la connaissance de toutes les variables pertinentes, mais aussi la capacité de calcul nécessaire pour traiter ces informations. Même si un animal avait une perception des dimensions supérieures (ce dont nous ne disposons actuellement d’aucune preuve), il lui faudrait également un cerveau capable de traiter ces informations, ce qui serait une tâche incroyablement complexe.
En outre, il est essentiel de noter que si les idées de René Thom donnent à réfléchir, elles restent spéculatives et n’ont pas été testées. L’idée que la perception de dimensions supplémentaires entraînerait une perception déterministe de l’univers est une interprétation philosophique et non un point de vue scientifique dominant.
Par conséquent, bien qu’il soit intéressant d’imaginer une créature dotée de telles capacités, cela reste fermement du domaine de la spéculation et de la science-fiction, compte tenu de notre compréhension actuelle de la biologie et de la physique.
Illustration par DALL-E (+PJ)
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