Solidă, lichidă, gazoasă, mentală. La un test de perspicacitate sau chiar de inteligență, această enumerare ar face parte dintr-un enunț în care s-ar cere identificarea dintre cele patru elemente a celui care nu are nimic în comun cu celelalte trei. Și ar fi chiar o problemă de nivel elementar.

Cel puțin până acum, pentru că lumea complicată, dar deschizătoare de drumuri a Fizicii a ajuns într-un punct al descoperirilor în care începe să acorde tot mai mult credit posibilității ca ceea ce numim conștiință să fie doar o altă stare de agregare a materiei, tributară ordonării de un anumit fel – încă neînțeles – a atomilor.

Părintele acestei noi teorii este fizicianul Max Tegmark de la Masschusetts Institute of Technology și încă nu a fost scos pe ușa din dos a Științei cu sudalme și penalizări, semn că propunerea lui nu este atât de nebunească pe cât pare la prima vedere.

Conștiința, acea stare a recunoașterii sinelui ca individ, ca entitate separată de orice altceva, încă rămâne unul dintre marile mistere ale Universului și ale vieții. Oamenii de știință nu i-au descoperit încă „reședința” exactă în creier și nu își explică ce anume din interacțiunea neuronilor, care sunt fizici, măsurabili, are capacitatea de a crea ceva imaterial și necuantificabil precum conștiința și, implicit, experiența.

Tocmai de aceea, întrebarea pe care o ridică ei, una dintre marile întrebări ale lui Homo sapiens, este „de ce există experiență în acest univers material?”.

Răspunsul tradițional pentru această dilemă este ideea dualistă potrivit căreia entitățile vii conțin un element non-fizic – „anima” sau „suflet”, care… ei bine, le animă. Dar, cum această abordare ține mai mult de dogme religioase ori de filosofie și nu s-a putut vreodată demonstra cu adevărat pe cale științifică, desigur că ea este în bună măsură și tot mai acut dezmințită și ignorată de comunitatea savanților.

Pentru a înțelege mai bine de ce, ei ne invită să luăm în considerare faptul că trupul uman este construit din aproximativ 1029 quarci și electroni care, din ceea ce știm, se mișcă potrivit legilor fizice de bază. Imaginându-ne că tehnologia viitorului va putea să urmărească toate aceste particule, dacă se va demonstra că ele urmează întocmai legile fizicii, atunci ar însemna că ipoteticul suflet nu are niciun efect asupra particulelor, prin urmare conștiința fiecăruia dintre noi și abilitatea de a ne controla mișcările după principiul liberului arbitru nu ar avea nicio legătură cu prezența unui suflet.

Dacă, în schimb, se descoperă că particulele din care suntem făcuți nu respectă legile fizicii cunoscute pentru că sunt puse în mișcare de ceea ce s-ar putea numi „suflet”, atunci îl vom putea trata pe acesta ca pe o altfel de entitate fizică, capabilă să exercite forțe asupra particulelor, și să studiem căror legi fizice se supune el. Până atunci, experții explorează prima opțiune, cea a fizicalității – potrivit căreia conștiința este un proces care apare în cazul diferitelor sisteme fizice pe baza unor criterii explicabile de știință.

Ceea ce ridică o întrebare fascinantă: „de ce unele sisteme fizice sunt conștiente, în timp ce altele nu sunt?”.

Tegmark susține că trebuie să ne orientăm atenția asupra aranjării atomilor pentru a răspunde acestei întrebări. Doar de dragul argumentării, ducând lucrurile la un nivel destul de incomod, ne putem imagina că fiecare dintre noi este rezultatul hranei pe care a consumat-o de-a lungul vieții sale, rearanjată. Adică, conștiința nu ar fi doar atomii pe care îi mâncăm, ci ea ar depinde și de tiparele complexe în care acești atomi sunt rearanjați.

Deci, de ce este un aranjament conștient, așa cum ar fi creierul uman, și alt aranjament, ca o salată de exemplu, nu? Și unul și celălalt sunt construiți dintr-o mulțime de quarci și electroni, care nu reprezintă altceva decât tipare matematice în spațiu-timp. Adică, o mulțime de numere care specifică poziții, mișcări și proprietăți ale particulelor cum ar fi încărcătura electrică, vâscozitatea și alte caracteristici.

Analogia vine din faptul că generații de fizicieni și de chimiști au studiat îndelung ce se întâmplă atunci când se grupează laolaltă numere mari de atomi și au aflat că purtarea lor colectivă depinde de tiparele în care sunt dispuși. Spre exemplu, diferența cheie dintre un solid, un lichid și un gaz stă nu în tipurile atomilor, ci în aranjarea lor. Fierberea sau înghețarea unui lichid pur și simplu rearanjează atomii respectivei substanțe. Și, așa cum există multe tipuri de lichide, există și multe tipuri de conștiințe.

Desigur, întrebarea care se impune este: „care sunt proprietățile fizice speciale pe care trebuie să le aibă aranjamentele de atomi care manifestă conștiință?”.

Neurocercetătorii au înregistrat progrese importante recent, dându-și seama ce experiențe subiective corespund diferitelor tipare de declanșare neuronală din creier – fenomen pe care îl numesc „conștiință neuro-corelată”. Max Tegmark a extrapolat acest concept și a ridicat problema corelării experiențelor subiective cu diferitele mișcări de particule – un fel de corelare fizică a conștiinței.

Dar cum poate fi ceva atât de complex precum conștiința explicat prin ceva atât de simplu ca particulele? Acest lucru este posibil, crede Tegmark, deoarece conștiința este un fenomen ce are proprietăți mai presus de cele ale particulelor care ar aduce-o în existență, încadrându-se în categoria fenomenelor emergente – așa cum numesc fizicienii comportamentele care apar atunci când un număr de entități (agenți) simple operează într-un mediu, formând, în stare colectivă, comportamente mai complexe decât pot manifesta ele individual.

Acest lucru ar putea fi detaliat printr-un exemplu mai simplu decât conștiința – umezeala. O picătură de apă este udă, dar un cristal de gheață sau un nor de gaz nu, deși sunt făcute din exact aceleași molecule. Deci, e vorba de tiparul în care sunt aranjate moleculele, nu de tipul lor.

Adică, solidul, lichidul și gazosul sunt toate fenomene emergente și au proprietăți care le transcend pe cele ale particulelor lor constituente. Precum acestea trei, și conștiința poate fi un fenomen emergent, pentru că atunci când dormim și ea dispare, noi suntem în continuare făcuți din aceleași particule, iar singurul lucru care, posibil, se schimbă este tiparul în care sunt aranjate aceste particule.

Același principiu se poate aplica și atunci când trecem în neființă – suntem în continuare formați din aceleași particule, doar rearanjate într-un tipar mai puțin… fericit.

Adesea, fizicienii măsoară aceste tipare și evaluează ce se întâmplă atunci când cantități mari de particule sunt poziționate în diferite aranjamente. Astfel, uneori se formează proprietăți care pot fi măsurate, proprietăți precum vâscozitatea, conductivitate etc., prin care fizicienii pot clasifica diferitele elemente: dacă o substanță este foarte vâscoasă sau rigidă, este considerată solidă, altfel este clasificată ca fluidă. Dacă fluidul este greu de comprimat, atunci el este considerat lichid, altfel devine gaz sau plasmă, în funcție de cum conduce electricitatea.

Deci, se întreabă Tegmark, „ar mai putea exista și alte formule de tipul acesta, unele care să cuantifice conștiința?”.

Exact asta crede neurocercetătorul Giulio Tononi, care a definit o astfel de cantitate, pe care o numește „informație integrată” – ea practic dă măsura în care diferitele părți ale unui sistem sunt conștiente unele de celelalte. Iar el și colegii săi au reușit să măsoare o versiune simplificată a acestei cantități, folosind electroencefalografia (EEG) și au avut parte de rezultate interesante: au reușit să identifice conștiința în pacienți aflați în stare de veghe sau care visau (somn REM), dar nu și în cazul pacienților aflați sub anestezie sau care se aflau într-o fază de somn profund.

Și au identificat corect conștiința și în cazul a doi pacienți cu sindromul „locked-in” (închis în interior) – paralizați și complet incapabili să comunice. Prin urmare, ceva atât de fizic precum o mulțime de particule în mișcare ar putea crea ceva deloc fizic precum conștiința, deoarece este posibil ca aceasta din urmă nu doar să aibă proprietăți care le transcend pe acelea ale părților ei, ci și proprietăți care sunt independente de părțile sale, independente de substratul din care e făcută. Cam așa sună teoria.

De fapt, chiar avem în fizică fenomene independente exact în acest fel. Un exemplu sunt undele: ele au proprietăți precum lungime de undă, frecvență, viteză și pot fi descrise foarte exact cu ecuații chiar fără a ști în ce fel de substanță se află. Deci undele pot avea o „viață proprie”, dincolo de substratul lor.

O extrapolare sau analogie interesantă în acest sens se poate face și în lumea computerelor, unde Alan Turing, celebrul matematician și specialist în computere, a demonstrat că putem avea de a face cu un exemplu asemănător de fenomen independent de substratul său.

Astfel, dacă am fi personaje de jocuri video conștiente de sine prinse într-o realitate virtuală dintr-un computer super-inteligent, nu am putea ști dacă substratul nostru de procesare a informației este un Mac OS, Windows PC sau altă platformă, pentru că am fi independenți de acest substrat. Și nu am avea nici mijloace prin care să verificăm ceva dincolo de realitatea virtuală în care ne-am afla. Probabil unora dintre voi le vine chiar acum în minte cuvântul „Tron”, numele filmului SF al cărui subiect vizează o poveste similară.

Conștiința ar putea, deci, să fie și ea un fenomen fizic ce se simte non-fizic, asemenea undelor și proceselor matematice computerizate. Max Tegmark crede despre conștiință că „este modul în care se simte informația atunci când este procesată în anumite moduri complexe”. Acest lucru înseamnă că este independentă de substrat, dar și că singura care contează în definirea ei este structura procesării informației și nu structura materiei care face  rocesarea informației.

Desigur, nu știm exact care sunt condițiile suficiente pentru ca un sistem fizic să fie conștient, dar Tegmark a explorat deja patru condiții necesare pentru ca acest lucru să se întâmple. Pentru ca un sistem fizic să fie conștient, zice el, trebuie în primul rând ca acesta să stocheze informație, precum un computer și trebuie să fie capabil să proceseze informația, tot ca un computer. Dar, crede fizicianul, trebuie și să fie relativ independent de restul lumii, pentru că altfel această entitate nu ar simți că are niciun fel de existență proprie.

Și în final, așa cum susține și Giulio Tononi, sistemul ar trebui să fie integrat într-un întreg unificat, pentru a nu se diviza în părți independente. Tegmark chiar aduce în discuție aici un termen prin care își îmbracă viziunea – „perceptronium”, definit ca cea mai generală substanță care simte conștiință de sine subiectivă. Această substanță ar trebui să fie capabilă nu doar să stocheze și să proceseze informație, ci să facă aceste lucruri într-un mod care formează un întreg unificat și indivizibil.

În plan secundar, fizicianul extrapolează și privește această nouă manieră de a analiza conștiința ca pe o lentilă prin care se poate studia una dintre cele mai fundamentale probleme ale mecanicii cuantice, cunoscută sub numele de „problema factorizării cuantice”.

Mecanica cuantică descrie întregul univers folosind trei entități matematice:

  • un obiect intitulat Hamiltonian care descrie energia totală a sistemului;
  • o matrice a densității care descrie relația dintre toate stările cuantice din sistem;
  • ecuația lui Schrodinger, care descrie modul în care aceste lucruri variază în timp.

Problema este că, atunci când întregul univers este descris în acești termeni, există un număr infinit de soluții matematice care includ toate rezultatele cuantice posibile. Așadar, întrebarea pusă de mulți fizicieni este „de ce percepem universul în clasica versiune tridimensională?”. Aici lucrurile se complică un pic.

Spre exemplu, atunci când privim un pahar cu apă și cuburi de gheață, percepem lichidul și cuburile solide din el ca pe lucruri independente deși ele sunt conectate intim ca părți ale aceluiași sistem, aflat în stări de agregare diferite. De ce se întâmplă asta și de ce percepem tocmai această variantă dintre toate variantele cuantice posibile? O posibilă explicație ar fi aceea că percepem cubul de gheață din pahar ca pe un obiect separat pentru că părțile lui constituente sunt conectate mai puternic între ele decât cu mediul în care se află. Altfel spus, cubul de gheață este deopotrivă integrat și independent de lichidul din pahar.

Extrapolând, percepem întreaga lume în mod similar, ca pe o ierarhie dinamică de obiecte puternic integrate și relativ independente, până la planete, sisteme solare și galaxii. Putem reinterpreta asta în termeni de informație: spre exemplu, dacă știm poziția unui atom al unui piston dintr-un motor, acest lucru ne oferă informații despre pozițiile tuturor celorlalți atomi din piston, pentru că ei se mișcă dimpreună ca un obiect individual.

O diferență cheie dintre obiectele neanimate și cele conștiente este aceea că pentru cele din urmă prea multă integrare strică: atomii pistonului se comportă asemenea neuronilor în timpul unui atac vascular, urmându-se unul pe celălalt astfel încât puține fragmente de informație independentă rămân în sistem. Un sistem conștient trebuie deci să stabilească un echilibru între prea puțină integrare (cum e în cazul unui lichid ce are atomi care se mișcă independenți) și prea multă integrare (așa cum este un solid).

Acest lucru sugerează că conștiința este posibilă în zona unei faze de tranziție între stări. Și, într-adevăr, oamenii își pierd conștiința dacă parametrii fizici cheie ai creierului nostru nu sunt menținuți într-un interval îngust de valori. Dar, privind situația din punct de vedere uman și nu fizic, cam care sunt implicațiile acestei idei potrivit căreia conștiința ar fi modul în care „informația se simte” atunci când este procesată de mișcarea într-un anumit fel a particulelor? Sunt vești bune sau rele?

Desigur, în prima fază suntem tentați să respingem vehement ideea că nu reprezentăm nimic altceva decât o adunătură de particule dispuse într-un anumit tipar. Dar, fizicieni precum Tegmark susțin că acest lucru nu este deloc unul mărunt sau o reducere a ființei umane. Ba chiar, el susține că asta nu înseamnă nimic altceva decât că creierele noastre sunt cele mai frumoase tipare spațio-temporale din întregul univers cunoscut – un fel de operă de artă cosmică.

Și mai mult chiar, conștiința noastră are proprietăți dincolo de cele ale particulelor, fiind independentă de ele și, într-un fel, mai presus de acestea. Acest lucru ar fi unul pozitiv, deoarece el înseamnă că nu suntem blocați în așteptarea unui ingredient lipsă, în aventura noastră de a înțelege conștiința, ci că am avea la îndemână toate ingredientele și instrumentele necesare pentru a ne găsi răspunsurile.

Sigur că toate aceste teorii și analize exclud existența unui plan superior nouă, neînțeles, a unui suflet și a unei inteligențe care a făcut toate lucrurile posibile. Dar, nimeni nu pare să se gândească deloc la motivul pentru care legile fizicii, care fac Universul și Pământul și omul conștient, există și sunt așa cum sunt. Prin urmare, mai există multe întrebări la care trebuie să răspundem.

Și, chiar dacă se va dovedi despre conștiință că este rezultatul unor tipare ale matematicii particulelor din creierele noastre, tot va rămâne întrebarea „de ce este acest lucru posibil și ce se află în spatele legilor fizice care hotărăsc aceste rezultate?”.

Comentați pe Facebook