Alcuni scienziati affermano che la coscienza può connettersi con l’intero universo. Un recente esperimento suggerisce che il cervello non è troppo caldo o umido perché la coscienza possa esistere come un’onda quantistica che si collega al resto dell’universo.
Quando si parla di coscienza, o mente, è vero che tutto suona un po’ etereo. Sia che la intendiamo come qualcosa di creato nel nostro cervello in base al funzionamento dei nostri neuroni, sia la si concepisca come entità indipendentemente da noi, non esiste una spiegazione scientifica universalmente accettata per capire da dove provenga o dove viva. Tuttavia, nuove ricerche sulla fisica, l’anatomia e la geometria della coscienza hanno iniziato a scoprire la sua possibile forma.
In altre parole, potremmo presto essere in grado di identificare una vera e propria architettura della coscienza.
Il nuovo lavoro si basa su una teoria proposta per la prima volta dal fisico premio Nobel Roger Penrose e dall’anestesista Stuart Hameroff negli anni ’90: la teoria della riduzione oggettiva orchestrata (Orch OR). In termini generali, essa afferma che la coscienza è un processo quantistico facilitato dai microtubuli delle cellule nervose del cervello.
Penrose e Hameroff hanno suggerito che la coscienza sia un’onda quantistica che passa attraverso questi microtubuli. E che, come ogni onda quantistica, abbia proprietà come la superposizione (la capacità di essere in molti luoghi allo stesso tempo) e l’entanglement (la possibilità che due particelle molto distanti siano collegate).
Molti esperti hanno messo in dubbio la validità della teoria Orch OR. Questa è la storia degli scienziati che stanno lavorando per riportarla in auge.
Attraverso l’universo
Per spiegare la coscienza quantistica, Hameroff ha recentemente dichiarato al programma televisivo Closer To Truth che essa deve essere invariante rispetto alla scala, come un frattale. Un frattale è un modello infinito che può essere molto piccolo o molto grande e mantenere le stesse proprietà a qualsiasi scala. Gli stati normali di coscienza possono essere quelli che consideriamo ordinari: sapere di esistere, per esempio.
Ma quando si ha uno stato di coscienza elevato, è perché si tratta di una coscienza di livello quantistico in grado di essere ovunque nello stesso momento, spiega l’esperto. Ciò significa che la coscienza può connettersi o intrecciarsi con particelle quantistiche al di fuori del cervello, teoricamente ovunque nell’universo.
Altri scienziati hanno posto delle obiezioni per respingere questa teoria. Gli sforzi per ricreare la coerenza quantistica – mantenendo le particelle quantistiche come parte di un’onda piuttosto che scomposte in particelle discrete e misurabili – funzionavano solo in ambienti molto freddi e controllati. Se si tolgono le particelle quantistiche da quell’ambiente, l’onda si spezza, lasciando particelle isolate.
Il cervello non è freddo e controllato, ma piuttosto caldo, umido e morbido. Pertanto, la coscienza non potrebbe rimanere in sovrapposizione nel cervello. Le particelle del cervello non potevano connettersi con l’universo.
Ma poi sono arrivate le scoperte della biologia quantistica. Si è scoperto che gli esseri viventi utilizzano le proprietà quantistiche anche se non sono freddi e controllati.
La fotosintesi, ad esempio, permette alla pianta di immagazzinare l’energia di un fotone, o particella quantica di luce. La luce che colpisce la pianta provoca la formazione di un eccitone, che trasporta l’energia al centro di reazione della pianta, dove può essere immagazzinata. Per raggiungere il centro di reazione, però, deve attraversare le strutture della pianta, un po’ come quando si attraversa un quartiere sconosciuto per andare dal dentista.
Alla fine, l’eccitone deve arrivare a destinazione prima di bruciare tutta l’energia che trasporta. Per trovare il percorso giusto prima di esaurire l’energia della particella, gli scienziati dicono che l’eccitone usa la proprietà quantistica della sovrapposizione per provare tutti i percorsi possibili contemporaneamente.
Nuove prove suggeriscono che i microtubuli nel nostro cervello potrebbero essere custodi di questa coerenza quantistica ancora meglio della clorofilla. Uno degli scienziati che ha lavorato con il team Orch OR, il fisico e professore di oncologia Jack Tuszynski, ha recentemente condotto un esperimento con un modello computazionale di microtubulo.
Il suo team ha simulato di far brillare una luce su un microtubulo, come se un fotone inviasse un eccitone attraverso una struttura vegetale. Stavano verificando se il trasferimento di energia della luce nella struttura del microtubulo potesse rimanere coerente come avviene nelle cellule vegetali. L’idea era che se la luce durava abbastanza a lungo prima di essere emessa – era sufficiente una frazione di secondo – indicava una coerenza quantistica.
In particolare, il team di Tuszynski ha simulato l’invio di fluorescenza di triptofano, ovvero fotoni di luce ultravioletta non visibili all’occhio umano, ai microtubuli. In una recente intervista, Tuszynski ha riferito che, in 22 esperimenti indipendenti, le eccitazioni del triptofano hanno creato reazioni quantistiche che sono durate fino a cinque nanosecondi.
Si tratta di una durata migliaia di volte superiore a quella che ci si aspetterebbe dalla coerenza di un microtubulo. È anche più che sufficiente per svolgere le funzioni biologiche necessarie. “Siamo quindi certi che questo processo sia più duraturo nella tubulina che nella clorofilla”. Il team ha pubblicato i suoi risultati sulla rivista ACS Central Science all’inizio di quest’anno.
In breve, il cervello non è né troppo caldo né troppo umido perché la coscienza possa esistere come onda che si connette con l’universo.
Tuszynski sottolinea che il suo team non è il solo a inviare la luce nei microtubuli. Un gruppo di professori della University of Central Florida ha illuminato i microtubuli con luce visibile. In questi esperimenti, dice Tuszynski, hanno osservato la riemissione di questa luce per centinaia di millisecondi o secondi. “È il tempo di risposta tipico dell’uomo a qualsiasi tipo di stimolo, visivo o sonoro”, spiega.
Dirigere la luce sui microtubuli e misurare il tempo che impiegano a emettere quella luce “è un indicatore indiretto della stabilità di alcuni stati quantistici postulati”, spiega, “che è fondamentale per la teoria secondo cui questi microtubuli possono avere sovrapposizioni quantistiche coerenti che possono essere associate alla mente o alla coscienza”. In breve, il cervello non è né troppo caldo né troppo umido perché la coscienza possa esistere come onda che si connette all’universo.
Anche se la strada da percorrere per dimostrare la teoria di Orch OR è ancora lunga, si tratta di dati significativi e promettenti. Penrose e Hameroff continuano a spingersi oltre i limiti, collaborando con persone come il leader spirituale Deepak Chopra per esplorare le espressioni della coscienza nell’universo che potrebbero essere in grado di identificare in laboratorio nei loro esperimenti sui microtubuli. Questo genere di cose mette a disagio molti scienziati.
Tuttavia, ci sono ricercatori che stanno esplorando come potrebbe essere l’architettura di una coscienza universale. Una di queste idee proviene dallo studio del clima.
L’architettura della coscienza universale
Il dottor Timothy Palmer è un fisico matematico di Oxford specializzato in caos e clima (è anche un grande ammiratore di Roger Penrose). Palmer ritiene che le leggi della fisica debbano essere fondamentalmente geometriche. La teoria degli insiemi invarianti è la sua spiegazione del funzionamento del mondo quantistico. Tra le altre cose, suggerisce che la coscienza quantistica sia il risultato di un universo che opera in uno “spazio di stato” di una particolare geometria frattale.
È uno scioglilingua, ma in parole povere significa che siamo bloccati in una corsia o in un percorso di una forma frattale cosmica che è condivisa da altre realtà che sono anch’esse bloccate nelle loro traiettorie. Questa nozione compare nel capitolo finale del libro di Palmer, The Primacy of Doubt, How the Science of Uncertainty Can Help Us Understand Our Chaotic World.
In esso suggerisce la possibilità che la nostra esperienza di libero arbitrio – di aver avuto la possibilità di scegliere la nostra vita, così come la nostra percezione che esiste una coscienza al di fuori di noi – sia il risultato della coscienza di altri universi che condividono il nostro spazio di stato. L’idea si basa su una speciale geometria chiamata Strange Attractor.
Forse avrete sentito parlare dell’Effetto farfalla, l’idea che il battito d’ali di una farfalla in una parte del mondo possa influenzare un uragano in un’altra parte del mondo. In realtà il termine si riferisce a un concetto più complesso sviluppato dal matematico e meteorologo Edward Lorenz nel 1963. Lorenz cercava di semplificare le equazioni utilizzate per prevedere l’evoluzione di una determinata condizione meteorologica.
Le ridusse a tre equazioni differenziali che potevano essere utilizzate per identificare lo “spazio di stato” di un particolare sistema meteorologico. Per esempio, se c’erano una data temperatura, una direzione del vento e un livello di umidità, cosa sarebbe successo dopo? Iniziò a tracciare la traiettoria dei sistemi meteorologici introducendo diverse condizioni iniziali nelle equazioni.
Ha scoperto che se le condizioni iniziali erano diverse anche solo di un centesimo di punto percentuale, se l’umidità era appena un po’ più alta o la temperatura un pelo più bassa, le traiettorie – ciò che accadeva dopo – potevano essere molto diverse. Sul grafico, una traiettoria poteva partire in una direzione, formando anse e torsioni, apparentemente a caso, mentre un’altra avrebbe creato forme completamente diverse nella direzione opposta.
Ma quando Lorenz iniziò a tracciarle, scoprì che molte traiettorie finivano per rientrare nei confini di una particolare forma geometrica nota come attrattore strano. Era come se le auto fossero su una pista: potevano andare in qualsiasi direzione, purché non facessero due volte la stessa strada e rimanessero sulla pista. La pista era l’attrattore di Lorentz a forma di farfalla.
Palmer ritiene che il nostro universo possa essere solo una traiettoria, una macchina, in uno spazio di stato cosmologico come l’attrattore di Lorentz. Quando immaginiamo scenari “e se”, in realtà stiamo ricevendo informazioni su versioni di noi stessi in altri universi che stanno navigando nello stesso strano attrattore: le “auto” di altri sulla pista, spiega Palmer. Questo spiega anche il nostro senso di coscienza, di libero arbitrio e di essere connessi a un universo più grande.
“Almeno secondo la mia ipotesi, potrebbe essersi evoluto in sottoinsiemi frattali molto speciali di tutti gli stati concepibili nello spazio degli stati”, spiega Palmer a Popular Mechanics. Se le sue idee sono corrette, dice, “allora dobbiamo guardare alla struttura dell’universo sulle sue scale più grandi, perché questi attrattori ci parlano davvero di una sorta di geometria olistica dell’universo”.
L’esperimento di Tuszynksi e la teoria di Palmer non ci dicono ancora cosa sia la coscienza, ma forse ci dicono dove vive, che tipo di struttura la ospita. Ciò significa che non è solo un concetto etereo e disincarnato. Se la coscienza è ospitata da qualche parte, anche se questo posto è uno spazio di stati complicato, possiamo trovarla. E questo è un inizio.
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