Imaginez une intelligence artificielle (IA) qui réinvente la physique… mais qui nous laisse, pauvres humains, totalement perplexes. C’est ce défi singulier que des chercheurs de l’Université de Columbia ont relevé : demander à une IA de redécouvrir les lois de la matière sans l’aide du moindre manuel de physique ni du petit coup de pouce de Newton. Résultat ? Des lois alternatives efficaces, mais incompréhensibles. Plongée dans un univers où 4,7 n’est pas une note sur 20, mais le nombre de paramètres que l’IA invente pour décrire le monde…

Un nouveau chemin pour la science… vraiment ?

La science moderne est fondée sur l’itération : partir de données simples, bâtir des théories, puis des modèles, et recommencer. Cela nous a menés loin, incontestablement, mais d’autres voies restent possibles. C’est une question classique des amateurs de science-fiction : comment une autre civilisation conceptualiserait-elle la physique ? Jusqu’ici, ce genre de réflexion restait du domaine de l’imaginaire, mais l’intelligence artificielle change la donne.

Ces technologies excellent dans la manipulation d’éléments abstraits, d’où leur succès en vision par ordinateur… et leur choix par l’équipe new-yorkaise pour une expérience inédite. Pas de théorie préalable, pas de table de multiplication secrète : seulement des vidéos (grâce à une caméra) d’un système physique, par exemple un pendule, que l’IA doit observer pour en extraire le nombre de paramètres nécessaires à sa description. Un véritable reboot mental de la physique !

Pendules, IA et le mystère du 0,7

Prenons le fameux double pendule : chez Newton, il suffit de 4 variables d’état (angle et vitesse angulaire de chaque bras). Alors, IA, combien de paramètres selon toi ? Réponse : 4,7. Oui, 4,7. Panique à bord chez les scientifiques : comment le nombre de paramètres peut-il être une fraction ?

  • Les chercheurs ont tenté, avec toutes les combinaisons possibles, de relier ces paramètres IA à nos classiques (vitesse, énergie, etc.).
  • Deux des variables s’approchent de l’angle des bras, mais pour les autres… mystère total.

Comme le rapporte Boyuan Chen, chef d’orchestre de l’étude, « nous avons tenté de corréler les autres variables avec absolument tout et n’importe quoi », mais rien n’y fait : « Nous ne comprenons pas encore le langage mathématique que parle l’IA ».

Et malgré tout ça, l’algorithme réussit à prédire le comportement des systèmes testés avec une précision bluffante. Morale de l’histoire : même sans compréhension humaine, ce modèle alternatif rivalise avec le nôtre !

Vers des révolutions… ou des casse-têtes ?

Les chercheurs ont répété cette prouesse avec d’autres systèmes mécaniques, obtenant à chaque fois des variables inédites et non-newtoniennes. Ainsi, l’IA ne se contente pas d’innover sur les chemins existants, elle « invente carrément de nouvelles façons de se déplacer » (façon de parler !).

Loin d’être un simple exercice de style, ces résultats suggèrent qu’il existe potentiellement d’innombrables façons de décrire la réalité observable, parfois plus performantes que nos schémas actuels. L’enjeu reste maintenant d’identifier lesquelles pourraient être comprises et exploitées par l’humain. Si tout le monde s’accorde à reconnaître que refonder la physique sur le seul raisonnement d’une IA serait risqué, voire contre-productif pour l’instant, on imagine bien le potentiel de ces méthodes pour explorer les domaines les plus mystérieux de la science.

Quels futurs, quels risques ?

L’informatique quantique illustre bien cette perspective : un domaine plein de promesses, qui piétine souvent faute de maîtriser ses propres règles. Avec des idées neuves sorties d’un « cerveau » n’ayant peur de rien, pourquoi ne pas ouvrir des portes… à condition de garder la clé ?

  • Ce principe de « repartir de zéro » pourrait s’appliquer à d’autres disciplines : logistique, urbanisme, climatologie, santé publique.
  • De nombreuses ruptures apparues en IA sont venues compléter et optimiser nos concepts humains, ici l’IA pourrait même en inventer de nouveaux de toute pièce.
  • Un système indépendant capable de révéler des phénomènes restés invisibles jusque-là ? Y compris sur le fonctionnement même des IA !

Bien sûr, l’émergence de telles IA s’accompagne de son lot de craintes : opacité des raisonnements, risques de surabondance de résultats non exploitables, et même mises en garde dignes de Stephen Hawkins ! La confiance excessive en ces nouveaux schémas pourrait-elle mener l’humanité droit dans le mur ? Prudence, donc.

Vers une science boostée à l’IA : miracle ou embrouille ? Le débat est ouvert, mais une chose est certaine : entre les apports déjà concrets de l’intelligence artificielle et ses perspectives révolutionnaires, chercheurs et curieux ont de quoi garder l’œil (et le cerveau) grand ouvert. Reste à comprendre, à l’avenir, si ces lois mystérieuses finiront en révolution ou… en casse-tête permanent pour l’humanité.