Conștiința este poate cel mai mare mister din Univers. Cum ia naștere? Există o teorie propusă de către Stuart Hameroff și Roger Penrose, așa-numita teorie Orch OR, în care conștiința ia naștere din fenomene cuantice care au loc în creier asupra cărora acționează colapsul funcției de undă. Primele teste ale acestei teorii au început să fie efectuate (inclusiv de către un grup din care face parte autoarea acestui articol).

Conștiința

Conștiința este un fenomen încă misterios – despre care discută biologi, neurologi, fizicieni și filozofi, încercând să găsească o teorie care să ne spună cum ia naștere aceasta. Conștiința este legată de creier – de neuroni, multe miliarde, care sunt legați între ei și comunică cu semnale electromagnetice/chimice. Cum această activitate dă naștere conștiinței și dacă aceasta este doar rezultatul activității creierului sunt subiecte extrem de interesante și dezbătute. În acest context, o teorie fizică, așa-numita Orch OR, a fost propusă de Stuart Hameroff și Roger Penrose.

Pe scurt despre Orch OR

Orch OR – sau Orchestrated Objective Reduction – este o teorie în care conștiința ia naștere pe baza a două fenomene care ar avea loc în creier. Ambele foarte dezbătute și încă neconfirmate. Sunt deci doi pilaștri pe care se bazează această teorie. Primul pilastru susține că în creier, la nivelul microtubulilor din neuroni, iau naștere stări cuantice care se manifestă în grupuri mai mari sau mai mici de microtubuli; deci ar lua naștere un sistem cuantic care se află într-o suprapunere de stări. În această situație nu am fi conștienți – suprapunerea de stări reprezentând o stare de pre-conștiința. Ulterior, sistemul cuantic ar colapsa, printr-un colaps care este legat de gravitație, în doar una dintre stările inițiale; acest colaps ar da naștere unui moment de conștiință. Colapsul s-ar explica în felul următor: sistemul care este în suprapunere de stări ar genera inclusiv o suprapunere a două geometrii ale spațiului și timpului (relativitatea generală). Penrose susține că așa ceva nu este posibil și în acest moment funcția de undă a sistemului colapsează într-un timp cu atât mai scurt cu cât masa sistemului este mai mare.

Cum putem verifica Orch OR?

Pentru a verifica eventual această teorie este necesar să se demonstreze, pe de o parte, că se pot forma stări cuantice în creier. Acest lucru este dificil – deoarece creierul nu este nici izolat și nici la temperatura aproape de zero Kelvin; în acest context se crede că stări de suprapunere cuantică nu ar putea lua naștere. Totuși, autorii teoriei susțin că oarecum microtubulii ar fi izolați de exterior și în acest context s-ar putea realiza o suprapunere cuantică. Mai multe grupuri lucrează în laboratoare să verifice (sau nu) această ipoteză. Al doilea pilastru are de-a face cu teoria colapsului gravitațional: o teorie care susține că actuala mecanică cuantică nu este teoria finală ci doar o aproximație. Nu avem deocamdată dovezi cum că colapsul gravitațional ar fi corect, însă primii pași în această direcție au fost făcuți.

Colapsul gravitațional studiat la laboratorul subteran de la Gran Sasso

Un grup din care face parte și autoarea acestui articol a încercat să măsoare o radiație numită radiația spontană care ar fi prevăzută de anumite modele de colaps gravitațional. Nu este tocmai teoria lui Penrose – în care radiația nu există, dar aceasta nu este o teorie dinamică; este vorba despre o versiune a teoriei dezvoltată de  Lajos Dióși. Nu am descoperit semnale ale teoriei – am pus deci limite asupra parametrilor acesteia. Analiza acestor rezultate din punct de vedere al teoriei conștiinței Orch OR (publicată recent într-un articol în Physics of Life Reviews) arată cum că în versiunea considerată, teoria conștiinței nu prea este posibilă. Totuși…

Pe viitor

Totuși, la ora actuală se lucrează în două direcții: pe de o parte Penrose încearcă să formuleze o teorie în care nu există radiație spontană; pe de altă parte, grupul din care fac parte Lajos Dióși și Maaneli Derakhshani (teoreticieni) și, pe lângă, Cătălina Curceanu, Kristian Piscicchia și Matthias Laubenstein ca experimentatori, pun la punct versiuni mai sofisticate (cu efecte disipative și de memorie) ale teoriei și versiuni mai complexe ale aparatului experimental de la Gran Sasso, cu suport fundamental din partea laboratorului LNGS-INFN, din partea Foundational Questions Institute (FQXi, proiectul ICON) și a John Templeton Foundation (JTF – proiectul QUBO). Vom vedea în anii următori dacă se vor găsi semnale ale celor doi pilaștri ai teoriei conștiinței Orch OR.

Pentru cine este interesat recomand interviul pe care l-am acordat în AZO Quantum.

Rubrică realizată de Cătălina Curceanu, prim cercetător în domeniul fizicii particulelor elementare şi al fizicii nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Roma, Italia) şi Luminiţa Costea, profesoară de Fizică la Colegiul Naţional „Mihai Viteazul”, Sfântu Gheorghe