Qui est au courant ? Nous ou l'espace-temps ?
Métaphysique? De nombreux scientifiques craignent que les hypothèses sur la nature quantique de l'esprit et de la mémoire appartiennent à ce domaine non scientifique bien connu. D'autre part, qu'est-ce, sinon la science, que la recherche d'une base physique, bien que quantique, pour la conscience, au lieu d'une recherche d'explications surnaturelles ?
1. Microtubules - Visualisation
Pour citer le numéro de décembre du New Scientist, l'anesthésiste de l'Arizona Stuart Hameroff dit depuis des années que microtubules - des structures fibreuses d'un diamètre de 20-27 nm, formées à la suite de la polymérisation de la protéine tubuline et agissant comme un cytosquelette qui forme une cellule, y compris une cellule nerveuse (1) - existent dans "Superpositions" quantiquesce qui leur permet d'avoir deux formes différentes en même temps. Chacun de ces formulaires est associé à un certain nombre d'informations, kubitem, dans ce cas stockant deux fois plus de données qu'il n'y paraît d'après la compréhension classique de ce système. Si l'on ajoute à cela le phénomène enchevêtrement de qubits, c'est-à-dire les interactions de particules non proches, montre modèle du fonctionnement du cerveau en tant qu'ordinateur quantiquedécrit par le célèbre physicien Roger Penrose. Hameroff a également collaboré avec lui, expliquant ainsi l'extraordinaire vitesse, flexibilité et polyvalence du cerveau.
2. Stuart Hameroff et Roger Penrose
Le monde des mesures de Planck
Selon les partisans de la théorie de l'esprit quantique, le problème de la conscience est lié à la structure de l'espace-temps sur l'échelle de Planck. Pour la première fois, cela a été souligné par les scientifiques mentionnés ci-dessus - Penrose et Hameroff (90) dans leurs travaux au début du IIe siècle. Selon eux, si nous voulons accepter la théorie quantique de la conscience, alors nous devons choisir l'espace dans lequel les processus quantiques ont lieu. Ce peut être un cerveau - du point de vue de la théorie quantique, un espace-temps à quatre dimensions qui a sa propre structure interne à une échelle incroyablement petite, de l'ordre de 10 à 35 mètres. (Longueur Planck). A de telles distances, l'espace-temps ressemble à une éponge dont les bulles ont un volume
10-105 m3 (l'atome se compose spatialement de presque cent pour cent de vide quantique). Selon les connaissances modernes, un tel vide garantit la stabilité des atomes. Si la conscience est aussi basée sur le vide quantique, elle peut influencer les propriétés de la matière.
La présence de microtubules dans l'hypothèse de Penrose-Hameroff modifie localement l'espace-temps. Elle "sait" que nous sommes et peut nous influencer en modifiant les états quantiques des microtubules. De là, des conclusions exotiques peuvent être tirées. Par exemple, tel que tous les changements dans la structure de la matière dans notre partie de l'espace-temps, produits par la conscience, sans aucun retard dans le temps, peuvent théoriquement être enregistrés dans n'importe quelle partie de l'espace-temps, par exemple dans une autre galaxie.
Hameroff apparaît dans de nombreuses interviews de presse. théorie du panpsychismebasé sur l'hypothèse qu'il existe un certain type de conscience dans tout ce qui vous entoure. Il s'agit d'une vue ancienne restaurée au XIXème siècle par Spinoza. Un autre concept dérivé est panprotopsychisme - Présentation du philosophe David Chalmers. Il l'a inventé comme le nom du concept selon lequel il existe un être "ambigu", potentiellement conscient, mais qui ne devient vraiment conscient que lorsqu'il est activé ou divisé. Par exemple, lorsque des entités protoconscientes sont activées ou accédées par le cerveau, elles deviennent conscientes et enrichissent les processus neuronaux d'expérience. Selon Hameroff, les entités panprotopsychiques pourraient un jour être décrites en termes de physique fondamentale de l'univers (3).
Petits et grands effondrements
Roger Penrose, à son tour, s'appuyant sur la théorie de Kurt Gödel, prouve que certaines actions effectuées par l'esprit sont incalculables. Indique que vous ne pouvez pas expliquer la pensée humaine de manière algorithmique, et pour expliquer cette incalculabilité, vous devez regarder l'effondrement de la fonction d'onde quantique et de la gravité quantique. Il y a quelques années, Penrose s'est demandé s'il pouvait y avoir une superposition quantique de neurones chargés ou déchargés. Il pensait que le neurone pouvait être à égalité avec l'ordinateur quantique dans le cerveau. Les bits dans un ordinateur classique sont toujours "on" ou "off", "zéro" ou "un". D'autre part, les ordinateurs quantiques fonctionnent avec des qubits qui peuvent être simultanément dans une superposition de "zéro" et "un".
Penrose croit que la masse est équivalente à la courbure de l'espace-temps. Il suffit d'imaginer l'espace-temps sous une forme simplifiée comme une feuille de papier à deux dimensions. Les trois dimensions spatiales sont compressées sur l'axe des X, tandis que le temps est tracé sur l'axe des Y. Une masse dans une position est une page courbée dans une direction, et une masse dans une autre position est courbée dans l'autre direction. L'essentiel est qu'une masse, une position ou un état corresponde à une certaine courbure dans la géométrie fondamentale de l'espace-temps qui caractérise l'univers à très petite échelle. Ainsi, une certaine masse en superposition signifie une courbure dans deux directions ou plus en même temps, ce qui équivaut à une bulle, un renflement ou une séparation dans la géométrie de l'espace-temps. Selon la théorie des mondes multiples, lorsque cela se produit, un tout nouvel univers peut naître - les pages de l'espace-temps divergent et se déroulent individuellement.
Penrose est d'accord dans une certaine mesure avec cette vision. Cependant, il est convaincu que la bulle est instable, c'est-à-dire qu'elle s'effondre dans l'un ou l'autre monde après un temps donné, qui est en relation avec l'échelle de séparation ou la taille de l'espace-temps de la bulle. Par conséquent, il n'est pas nécessaire d'accepter de nombreux mondes, mais seulement de petites zones dans lesquelles notre univers est déchiré. En utilisant le principe d'incertitude, le physicien a découvert qu'une grande séparation s'effondrera rapidement et une petite lentement. Alors une petite molécule, comme un atome, peut rester en superposition très longtemps, disons 10 millions d'années. Mais une grande créature comme un chat d'un kilogramme ne peut rester en superposition que pendant 10 à 37 secondes, nous ne voyons donc pas souvent de chats en superposition.
Nous savons que les processus cérébraux durent des dizaines à des centaines de millisecondes. Par exemple, avec des oscillations d'une fréquence de 40 Hz, leur durée, c'est-à-dire l'intervalle, est de 25 millisecondes. Le rythme alpha sur un électroencéphalogramme est de 100 millisecondes. Cette échelle de temps nécessite des nanogrammes de masse en superposition. Dans le cas de microtubules en superposition, 120 milliards de tubulines seraient nécessaires, soit leur nombre est de 20 XNUMX. neurones, qui est le nombre approprié de neurones pour les événements psychiques.
Les scientifiques décrivent ce qui pourrait hypothétiquement se produire au cours d'un événement conscient. L'informatique quantique a lieu dans les tubulines et conduit à l'effondrement selon le modèle de réduction de Roger Penrose. Chaque effondrement forme la base d'un nouveau schéma de configurations de tubuline, qui à son tour détermine comment les tubulines contrôlent les fonctions cellulaires au niveau des synapses, etc. Mais tout effondrement de ce type réorganise également la géométrie fondamentale de l'espace-temps et ouvre l'accès ou l'activation de la entités intégrées à ce niveau.
Penrose et Hameroff ont nommé leur modèle réduction objective composée (Orch-OR-) car il existe une boucle de rétroaction entre la biologie et "l'harmonie" ou la "composition" des fluctuations quantiques. A leur avis, il existe des phases alternatives d'isolement et de communication définies par des états de gélification dans le cytoplasme entourant les microtubules, se produisant environ toutes les 25 millisecondes. La séquence de ces "événements conscients" conduit à la formation de notre courant de conscience. Nous le vivons comme une continuité, tout comme un film semble être continu, bien qu'il reste une série d'images séparées.
Ou peut-être même plus bas
Cependant, les physiciens étaient sceptiques quant aux hypothèses du cerveau quantique. Même dans des conditions cryogéniques de laboratoire, maintenir la cohérence des états quantiques pendant plus de quelques fractions de seconde est un gros problème. Qu'en est-il du tissu cérébral chaud et humide ?
Hameroff pense que pour éviter la décohérence due aux influences environnementales, la superposition quantique doit rester isolée. Il semble plus probable que l'isolement puisse se produire à l'intérieur de la cellule dans le cytoplasmeoù, par exemple, la gélification déjà mentionnée autour des microtubules peut les protéger. De plus, les microtubules sont beaucoup plus petits que les neurones et sont structurellement connectés comme un cristal. L'échelle de taille est importante car on suppose qu'une petite particule, comme un électron, peut se trouver à deux endroits en même temps. Plus quelque chose grossit, plus il est difficile en laboratoire de le faire fonctionner à deux endroits en même temps.
Cependant, selon Matthew Fisher de l'Université de Californie à Santa Barbara, cité dans le même article du New Scientist de décembre, nous n'avons une chance de résoudre le problème de cohérence que si nous descendons au niveau spins atomiques. En particulier, cela signifie le spin dans les noyaux atomiques du phosphore, présent dans les molécules de composés chimiques importants pour le fonctionnement du cerveau. Fisher a identifié certaines réactions chimiques dans le cerveau qui produisent théoriquement des ions phosphate dans des états intriqués. Roger Penrose lui-même a trouvé ces observations prometteuses, bien qu'il privilégie toujours l'hypothèse des microtubules.
4. Intelligence artificielle - vision
Les hypothèses sur la base quantique de la conscience ont des implications intéressantes pour les perspectives de développement de l'intelligence artificielle. Selon eux, nous n'avons aucune chance de construire une véritable IA consciente (4) basée sur la technologie classique, silicium et transistor. Seuls les ordinateurs quantiques - et non la génération actuelle ou même la prochaine génération - ouvriront la voie à un cerveau synthétique "réel", ou conscient.
