Fisica della mente: ultima frontiera

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La fisica molecolare si domanda oggi se esistono delle particelle che possano essere considerate i mattoni della coscienza. Questa domanda ne presuppone ovviamente un’altra : esistono delle particelle subatomiche dotate anch’ esse di coscienza? La domanda non è assurda; ogni individuo umano è costituito da molecole, le quali a loro volta sono costituite da atomi che vengono costruiti con delle particelle elementari. Ebbene, se gli uomini hanno una coscienza, questa non può che scaturire dai suoi costituenti fisici primordiali.

Le domande che i fisici moderni si pongono nascono dai risultati di un esperimento.

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Se si cerca di far passare una particella-onda attraverso la fessura di uno schermo, questa inevitabilmente la attraverserà sotto forma di corpuscolo. Se le fessure sono due, la particella, nonostante sia ancora orientata verso la prima fessura, passerà attraverso tutti i e due i fori sotto forma di onda. Il fotone o l’elettrone, in altre parole, assumono un atteggiamento intelligente in rapporto alle condizioni poste dallo sperimentatore. Attraverso diversi esperimenti si giunge alla conclusione che la particella non solo conosce se entrambi i fori sono aperti, ma anche se noi la osserviamo e quindi è in grado di adeguare di conseguenza il suo comportamento.

L’interpretazione del mondo quantistico così come viene sostenuto da alcune scuole come quella di Copenaghen, fa pensare che sia l’atto di osservare un sistema che lo forza a divenire reale. Secondo un certo punto di vista, nel momento in cui l’elettrone viene sparato, esso scompare e viene sostituito da una nube di elettroni fantasma. Ogni elettrone fantasma (il fantasma non è altro che un’onda) segue una direzione diversa verso lo schermo. Questa nube fantasma esiste e funziona solo se non viene osservata. Nel momento in cui viene osservata soltanto un elettrone sopravvive, mentre gli altri fantasmi si dissolvono nel nulla. L’elettrone che sopravvive si materializza come un elettrone reale per l’osservatore.

Tutto questo ci conduce ad una deduzione: la nostra coscienza potrebbe interferire con il Campo Unificato in maniera tale da indurlo a creare qualcosa che parte dalla nostra stessa mente.

Dice il noto fisico David Bohm: “Se si potrà dimostrare che esistono effettivamente dei legami tra i processi quantistici e quelli del pensiero, allora molte cose del pensiero potranno essere spiegate in modo del tutto naturale”

Oggi si arriva a ipotizzare che il fenomeno della coscienza possa essere la conseguenza di movimenti di elettroni all’interno di proteine presenti nei microtubuli. Sembra infatti che le proteine approfittino direttamente degli effetti quantici per compiere attività che altrimenti sarebbero assolutamente impossibili. R.Penrose , famoso fisico dell’Università di Oxford, rifacendosi ad alcune pionieristiche ricerche dell’ anestesiologo S.Hameroff e del neurofisiologo B.Libet, ipotizzò che i processi cerebrali come la coscienza o la consapevolezza dovessero essere direttamente collegate al fenomeno fisico noto come “coerenza quantistica”.

 

 

Rapporto tra organuli cellulari e microtubuli
Rapporto tra organuli cellulari e microtubuli

Tale fenomeno è quel meccanismo fisico per cui i metalli portati a bassa temperatura manifestano il fenomeno della superconduttività dell’ elettricità senza opporre resistenza.

Una situazione molto simile, seppure in condizioni ambientali decisamente diverse, avviene secondo Penrose anche a livello cerebrale, in particolare a livello dei tubuli : l’evento cosciente nell’uomo, e cioè il passaggio dallo stato di pre-coscienza allo stato di coscienza, avviene al raggiungimento da parte dei tubuli dello stato di massima “eccitazione coerente”. Come gli elettroni nella superconduttività (che muovendosi all’unisono permettono alla corrente di muoversi senza ostacoli), così la globalizzazione della coerenza tra i tubuli cerebrali permette il verificarsi del processo cognitivo.

Il tempo di transizione della fase pre-cosciente alla fase cosciente con la conseguente attivazione del segnale motore che consente ad esempio di muovere un braccio, dura circa mezzo secondo. Il susseguirsi delle transizioni dal livello minimo al livello massimo di coerenza dei tubuli, costituisce il “corso della coscienza”, lo scorrere del tempo.

I fenomeni di coerenza quantistica oltre a spiegare razionalmente le dinamiche dei processi cognitivi, darebbero conto di quello che Penrose chiama “Senso Unitario” della mente. Il processo cosciente non può mai essere frutto dell’attivazione di una singola area del cervello ma deve scaturire dall’ azione concertata in un gran numero di zone della mente.

 

 

Proteine all'interno dei microtubuli
Proteine all'interno dei microtubuli

L’oscillazione coerente dei tubuli, la quale interessa la maggior parte del cervello, provvederebbe egregiamente a quel collegamento globale essenziale per l’ estrinsecazione dell’ atto mentale.

Alcuni aspetti paradossali ma verificati della meccanica quantistica sembrerebbero richiedere l’esistenza di una “consapevolezza” nei fenomeni subatomici, o comunque richiedono un riesame del concetto di “oggettività” e del ruolo dell’osservatore cosciente nei fenomeni fisici (Bell, 1966; Aspect ed altri, 1982; Mandel, Chiao ed altri, 1991).  Il Teorema di Bell ci mostra fondamentalmente che, se la Meccanica quantistica è valida (e gli esperimenti fisici non sono stati finora in grado di affermare il contrario), le misurazioni eseguite su due particelle saranno sempre correlate, indipendentemente dalla distanza che le separa. Possiamo spiegare questa affermazione utilizzando due particelle subatomiche che ruotano sul proprio asse.(spin). Immaginiamo di avere un sistema con due particelle molto vicine che ruotano in direzioni opposte: si descrive comunemente questa situazione dicendo che lo spin di una particella è up (verso l’alto) e quello dell’altra è down (verso il basso). Misurando gli spin delle particelle dopo che queste sono state notevolmente allontanate, scopriremo che sono rimasti uno up e l’altro down.

 

 

http://www.aip.org/png/html/prisbreak.html
http://www.aip.org/png/html/prisbreak.html

Queste particelle, in ragione del loro spin, si comportano come piccoli magneti, quindi si può affermare che sono dotate di momenti magnetici. E’ possibile modificarne l’orientamento facendole passare attraverso campi magnetici: la Meccanica quantistica ci dice che se modifichiamo l’orientamento di una particella in modo che, invece di ruotare verso l’alto intorno a un asse verticale, ruoti a sinistra intorno ad un asse orizzontale, scopriamo che anche l’altra particella ruota intorno a un asse orizzontale, ma nella direzione opposta, che definiremo destra. Questi risultati sono stati confermati da due esperimenti, il primo eseguito nel 1972 da John Clauser e Stuart Freeman negli Stati Uniti e il secondo da A. Aspect, P. Grangier e C. Roger al CERN di Ginevra nel 198I. Quindi, per quanto possa apparire insolito, esiste una qualche forma di comunicazione istantanea tra le due particelle, tale che, modificando lo spin di una, muta istantaneamente lo spin dell’altra. Istantanea in termini fisici significa velocità superluminare ossia superiore alla luce. Probabilmente se alcune particelle subatomiche sono state insieme, esse conservano un’«affinità» permanente che sembra in qualche modo trascendere le limitazioni fisiche. D’altra parte una spiegazione fisica della coscienza deve pur esistere, se non si vuole ricadere in una concezione metafisica che separi la mente dal resto del mondo.