Come Nasce la Coscienza?
Consapevolezza
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Basandoci sulle ricerche del Premio Nobel per la fisica Roger Penrose, abbiamo raccontato quali sono i meccanismi fisici che determinano la formazione di momenti di coscienza nel cervello.
Redazione - Scienza e Conoscenza - 17/02/2022
Già nella prima parte dell'articolo, Massimo Teodorani, dottore in astrofisica e ricercatore internazionale, nella sua ultima opera, Entaglement con un linguaggio semplice, chiaro, e comprensibile a tutti, approfondisce ciò che era già stato il focus di Sincronicità ovvero il legame straordinario tra fisica e psiche.
In Entaglement, Teodorani spiega come un unico meccanismo fisico sincronico sembra unire tra loro tutti i fenomeni: particelle, materia e coscienza si fondono in una sola realtà olografica, rendendo concreti e spiegabili fenomeni come la telepatia, il teletrasporto, la precognizione, la visione remota e la psicocinesi.
La gravità secondo Pernose
La gravità, in particolare la gravità quantistica, può essere paragonata ad una specie di colla che impedisce all’universo di suddividersi in tanti universi differenti e di tenersi invece compattato in un’unica entità. Differentemente dalla “teoria dei molti mondi” di Everett, Deutsch e altri, Penrose ritiene che questo sia l’unico modo per permettere l’esistenza della coscienza, appunto per mezzo di un evento obiettivo di gravità quantistica. Questi collassi – o “riduzioni obiettive”, funzionano come una specie di “valvola termoregolatrice” che tiene la nostra coscienza focalizzata in un solo universo e al contempo funziona come meccanismo di “plug-in” in grado di unire il nostro essere nel mondo fisico con l’essere cosmico eterno del reame di Planck.
La coscienza come flusso
Seguendo questa teoria, ciò che chiamiamo coscienza, non è altro che un flusso, una sequenza continua di momenti di coscienza ciascuno corrispondente ad altrettanti collassi gravito-quantistici. Va specificato però che a creare coscienza non è il classico collasso della funzione d’onda che ha luogo quando un sistema quantistico interagisce con l’ambiente (decoerenza) oppure quando subisce un processo di misura. In questo caso si tratta di un collasso autoindotto che tiene conto anche della componente quantistica della gravità e che avviene spontaneamente e in maniera obiettiva, non appena viene superato un certo valore di soglia. Dunque il collasso della funzione d’onda non è un semplice collasso quantistico, ma è un collasso gravitazionale dovuto a fattori obiettivi intrinseci alla struttura dello spazio-tempo. Tanto maggiore è la massa e tanto maggiore e rapido è il collasso gravitazionale.
Come avviene il collasso della funzione d’onda
Il collasso della funzione d’onda, che crea coscienza, dura un tempo brevissimo, e ciò avviene perché la massa (a sua volta corrispondente a un’energia, in virtù della teoria della relatività) totale corrispondente al numero di microtubuli del cervello è relativamente molto elevata.
La massa è inversamente proporzionale al tempo di collasso: tanto maggiore sarà la massa e tanto minore sarà il tempo con cui avrà luogo il collasso, ovvero la riduzione obiettiva di Penrose-Hameroff. Ecco perché esiste una differenza tra gli stati di coscienza umani e quello degli animali, anche i più piccoli e primordiali, come le amebe: tutto si rapporta in differenze di masse.
Questo concetto può essere espresso attraverso una semplicissima formula: E = h/ T, dove:
E rappresenta la auto-energia gravitazionale della massa totale delle sovrapposizioni quantistiche nei microtubuli,
H è la costante di Planck divisa per 2π,
T è il tempo di coerenza fino al collasso.
Da ciò si evince che l’energia totale di un sistema gravito-quantistico in condizione di sovrapposizione di stati è inversamente proporzionale al tempo che ci vuole per arrivare alla riduzione obiettiva, cioè al momento di coscienza. In sostanza, nel caso del cervello umano, abbiamo un collasso in tempi brevissimi per il fatto che l’energia corrispondente alla massa dei microtubuli coinvolti in un momento di coscienza è enorme.
La straordinarietà del cervello umano
Nel cervello umano ci sono ben 1018 tubiline e affinché avvenga un momento di coscienza ha bisogno di almeno 109 tubuline in stato di entanglement.
Per raggiungere un momento di coscienza di 1/10 – 1/100 di secondo (più tipicamente 1/40 sec corrispondente all’oscillazione cerebrale EEG32 di 40 Hz), si richiede una condizione di sovrapposizione quantistica dei microtubuli in soli 100.000 neuroni. È ovvio allora che se per avere un momento di coscienza per un essere umano ci vuole così poco tempo, allora questo vuole dire che nel corso della fase di veglia un essere umano può sperimentare fino a un milione di momenti di coscienza nell’arco della giornata. Questo rende l’uomo un essere indubbiamente superiore. Non che una singola cellula (dotata di microtubuli) non possa avere da sola coscienza, ma data la massa molto bassa in gioco, per avere un momento di coscienza ci vorrebbe almeno un’ora: ciò significa che una cellula singola nel corso della giornata avrebbe solo 24 momenti di coscienza: troppo pochi perché una cellula sia in grado di provare stupore di fronte a un quadro di Van Gogh. Inoltre è improbabile che uno stato di sovrapposizione quantistica possa essere mantenuto per tempi lunghi fino a un’ora, senza che la decoerenza ne distrugga lo stato. Questo ci mostra perché solo tramite il cervello nella sua globalità è possibile raggiungere momenti di coscienza brevissimi quanto basta per agire prima che la decoerenza distrugga lo stato di sovrapposizione. Allora vediamo che l’essere umano non è un ente casuale ma è una macchina intelligente di formidabile raffinatezza: ha un cervello che permette momenti di coscienza sufficientemente brevi da evitare la decoerenza e sufficientemente numerosi da permettere l’esistenza di geni come Stephen Hawking o come Leonardo da Vinci.
Fisica e Filosofia
Alla luce di quanto detto, possiamo affermare che il cervello sia la sede della coscienza? Ebbene, ragionando in termini strettamente rigorosi e mettendo assieme la fisica quantistica con la neurobiologia, Penrose e Hameroff ci dicono che l’origine della coscienza non è nel cervello ma in un “mondo assoluto” come la schiuma quantistica sulla scala di Planck. Non ci sono arrivati facendo speculazioni astratte avulse dal contesto della realtà, ma semplicemente analizzando le funzioni specifiche del cervello e riuscendo a trovare una caratteristica strutturale – il microtubulo – che trasforma il cervello in una centralina in grado di connettersi con …il mondo delle idee.
Sì, proprio il mondo delle idee di Platone! Infatti Penrose vuole proprio intendere che quella geometria fondamentale che risiede nella scala di Planck contiene tutti quei valori Platonici classici come la verità matematica e i valori etici ed estetici, cioè quei fattori di scienza e di arte che nobilitano l’uomo e che sgorgano proprio dai suoi momenti di coscienza. Non si tratta di valori realmente appartenenti all’uomo, ma solo di valori a cui l’uomo accede usando il suo cervello come trasduttore quantistico di informazione. In altre parole l’informazione risiede in un luogo come il campo di Planck, che rappresenta un po’ il sistema di riferimento assoluto dell’Universo, una zona che accomuna tutto il creato e che può essere percepito solo nel corso di momenti di coscienza: i valori estetici, la perfezione della matematica, la bellezza e i sentimenti più sublimi fanno parte della banca dati Platonica che esiste sulla scala di Planck al momento in cui i nostri microtubuli, e le tubuline al loro interno, collassano. In questo modo gli individui interagiscono ogni momento con ciò che c’è di più fondamentale nell’universo. In quest’ottica, artisti e geni sono essenzialmente coloro che fanno buon uso dei momenti di coscienza. I geni sono dotati di “buone antenne”, in grado di accedere a un regno superiore che, pensandoci bene, assomiglia molto all’inconscio collettivo di Carl Jung, e all’ordine implicato di David Bohm.
Il cervello: un computer decisamente speciale
Hameroff-Penrose dunque osservarono che quando ha luogo la fase di riduzione obiettiva nell’orchestra dei microtubuli, i valori Platonici influenzano letteralmente la scelta di particolari stati classici. Tutto questo avviene perché il cervello non funziona come un comune computer come si è voluto far credere per decenni, bensì come un particolare computer quantistico che opera in maniera non-algoritmica al momento del collasso degli stati entangled. Se noi funzionassimo come un computer tradizionale, noi non saremmo uomini evoluti in grado di capire l’alta matematica, di gustare il bello, e di avere intuizioni sublimi, saremmo solo galline evolute. Stuart Hameroff, seppur basandosi sul rigore della scienza sperimentale quale è la sua, riesce a esemplificare in maniera molto suggestiva quello che succede quando ha luogo il flusso della coscienza. Ci dice di immaginare di guardare un viso di donna familiare. Si tratta di Amy, di Betty, o di Carol? Tutte queste possibilità (e molte di più) si sovrappongono in uno stato di computazione quantistica, ma non appena viene raggiunto il valore di soglia previsto dalla “riduzione obiettiva” di Penrose, si verifica all’improvviso un evento conscio in un quarantesimo di secondo (in media). Nel momento stesso in cui i Qbit delle tubuline si riducono a stati ben definiti, allora essi diventano Bit classici. Solo in questo istante noi siamo in grado di riconoscere il viso di Carol! E questo è solo uno degli infiniti numeri di possibilità che prima del collasso si trovano sovrapposte in ben 109 tubuline.
Ancora qualcosa da scoprire
Cosa succede prima che abbia luogo un momento di coscienza, ovvero prima che abbia luogo il fenomeno della riduzione obiettiva di Penrose-Hameroff? In quei momenti di pre-coscienza noi e i microtubuli con noi, navighiamo in un oceano di sovrapposizioni quantistiche non-collassate: in un mondo che potrebbe ben rappresentare l’inconscio collettivo di Jung, e che comunque potrebbe corrispondere al nostro subconscio, ai nostri sogni, ove hanno luogo possibilità multiple egualmente esistenti, al di fuori del tempo e dello spazio. Un giorno probabilmente la scienza ci fornirà una chiave che va ben oltre i momenti di coscienza, risalendo a quello che succede nei momenti di pre-coscienza. Purtuttavia sappiamo già oggi che gli stessi momenti di coscienza sono permessi solo ed esclusivamente dall’azione del collasso gravito-quantistico, al punto che la coscienza stessa non è il risultato di uno sgorgare meccanico, ma comporta processi cerebrali strettamente connessi al livello più fondamentale della realtà: il mondo Platonico delle idee che risiede nel campo di Planck, quella geometria spazio-temporale fondamentale che esiste da sempre, ancor prima del Big Bang.
Una domanda logica scatta allora immediata: ma il campo di Planck è cosciente? Che cosa determina o “decide” il collasso della funzione d’onda in quel luogo? Il che è come dire che nell’esperimento del gatto di Schrödinger, anche se noi non sappiamo se il gatto è vivo o morto fino a che non abbiamo aperto la scatola, il gatto stesso – ovvero, l’osservatore assoluto – dovrebbe sapere sicuramente se è vivo o morto. Se le cose stanno così allora Dio esiste, ed è il campo di Planck stesso e… anche il gatto stesso! Ma ritornando alla teoria di Penrose-Hameroff, non ci sono dubbi che il cervello funziona come un ricevitore di coscienza.
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