Se avete avuto modo di leggere un altro articolo che ho scritto sul Premio Nobel 2020 per la Fisica, sono certo che ricorderete uno dei tre vincitori del premio, Roger Penrose, per le sue sorprendenti abilità con la matematica e il calcolo.

Oltre a questo lavoro, Penrose ha pubblicato negli ultimi anni anche articoli su un altro tema interessante, diverso dal campo dei buchi neri.

Penrose ha un'altra area di ricerca che riguarda la coscienza e la meccanica quantistica.

Ok, si può dire che la meccanica quantistica è anche matematica e calcolo, ma possiamo dire che è un altro tipo di matematica, molto diversa dai buchi neri.

La meccanica quantistica si basa quasi interamente sull'equazione di Schrödinger, mentre i ruoli neri si basano sull'equazione di Einstein; si può dire che l'approccio in ogni caso è diverso.

Penrose ritiene e conclude nel suo articolo HAMEROFF; PENROSE, 2014 che esista una connessione tra le strutture dell'universo e il nostro cervello, più precisamente la struttura biomolecolare del cervello.

E forse, attraverso la meccanica quantistica, potremmo spiegare questa connessione. Ma che tipo di connessione potrebbe essere? Come può una struttura così grande come l'universo avere qualcosa in comune con le nostre piccole grandi teste lucenti?

Nel 2018 un comico chiamato Joe Rogan ha accolto Penrose nel suo talk show, per quasi due ore hanno parlato del lavoro di Penrose, della coscienza, della meccanica quantistica e di un mucchio di altre cose.

Sul tema della coscienza, Penrose ha condiviso le sue idee su quanto sia difficile formalizzare una comprensione astratta della coscienza e inserirla nel computer, come qualcosa che può essere tradotto in numeri.

Anche se avete una sorta di traduzione e pensate che l'argomento sia corretto, per avere questa sensazione di giudizio dovete considerare delle regole, quindi siete guidati da queste regole, e forse la nostra mente non segue nessuna regola che conosciamo, rendendo quell'argomento e quella traduzione semplicemente non reali. Capito?

Ecco una frase di Penrose a questo proposito: "Cos'è la comprensione? Che cosa significa? È qualcosa che segue le regole? È un algoritmo?

Non è un algoritmo...", Quindi se non è un algoritmo, cos'è? E la meccanica quantistica non è qualcosa che già conosciamo?

Ebbene, sì, lo sappiamo, ma conosciamo solo una piccola parte di qualcosa che sembra essere così grande e complesso e diverso da tutto ciò con cui lavoriamo.

A livello quantistico, le cose non accadono come nella nostra realtà, sono guidate da leggi totalmente diverse, se c'è una legge, e tutto questo perché ancora non lo sappiamo.

Se avete visto Ant-Man dei film Marvel, credo che abbiate capito di cosa sto parlando.

Ricordiamo per un attimo il gatto di Schrödinger. Nel 1935 Schrödinger cercò di spiegare il concetto di meccanica quantistica con un esperimento di pensiero: un gatto, una bottiglia di veleno e un elemento radioattivo in una scatola chiusa.

Se l'elemento decade, la bottiglia di veleno si rompe e il gatto muore.

Il punto è che, con la scatola chiusa, non possiamo vedere cosa succede all'interno, senza conoscere il risultato dell'esperimento non si sa cosa sia realmente successo, quindi il gatto può essere sia vivo che morto.

Questa è la parte interessante della meccanica quantistica: le cose possono essere due cose allo stesso tempo, o essere in due luoghi contemporaneamente.

Vivo e morto allo stesso tempo, capito?

Penrose dice di essere convinto che ciò che accade nella nostra testa non è un algoritmo, non segue alcuna regola, crede di essere qualcos'altro.

Qualcosa che "richiede il nostro apprezzamento cosciente di ciò a cui stiamo pensando, il pensiero è una cosa di coscienza e la comprensione è un'attività cosciente".

Essere un'attività di coscienza come suonare uno strumento, essere creativi, lavorare o innamorarsi. Queste attività di coscienza non sono apparentemente dati di calcolo, ma qualcosa di diverso.

Fortunatamente, sono iniziate alcune spiegazioni che hanno dato ragione a tutte le domande degli scienziati.

La risposta potrebbe essere nei nostri neuroni, le cellule che portano avanti le sinapsi con tutti i tipi di informazioni, chimiche, elettriche, meccaniche e termiche.

Penrose ha raccontato a Rogan che qualche anno fa ricevette una lettera da Stuart Hameroff, in cui si diceva che Penrose non considerava i neuroni e le strutture chiamate microtubuli e che potevano essere lo strumento fondamentale in assoluto per la coscienza.

Purtroppo, non è possibile isolare gli effetti quantistici nei neuroni perché si ha la decoerenza ambientale, ciò che funziona allo stato quantistico, non si riproduce su scala superiore. 

"Sembrano proprio il tipo di cose che potrebbero sostenere il tipo di meccanica quantistica fino a un livello tale da aspettarsi un collasso dello stato quantistico", dice Penrose a Rogan a proposito del contenuto della lettera di Hameroff.

Microtubuli sono piccoli tubi composti da una proteina chiamata tubulina, hanno diverse funzioni nel nostro corpo, ma nel cervello, oltre alla loro funzione convenzionale come dare supporto alla struttura e al trasporto, i microtubuli possono avere un ruolo nel trasporto di informazioni nel neurone (DENT; BAAS, 2014).

A quanto pare, le subunità del microtubulo possono avere due diversi tipi di interazioni, di tipo A e di tipo B.

Il primo è il più simmetrico, ha lo stesso aspetto da tutte le parti. Nel cervello è presente il tipo A, essendo la simmetria la caratteristica più importante per permettere alle informazioni di organizzarsi in modo diverso.

Dopo tutto, cos'è la coscienza? Alla domanda di Joe, Penrose ha spiegato che c'è questo tipo di stato quantico conservato nel nostro livello di coscienza e che i microtubuli potrebbero essere l'elemento che porta l'effetto quantico, ma non esclude che siano coinvolte altre strutture, che non abbiamo ancora scoperto. 

Penrose sospettava che ci fosse una classe di molecole che abitano queste sinapsi e che sono simmetriche come pentagoni ed esagoni, avendo in ogni vortice una proteina con una forma a Triscele, che si uniscono lungo i bordi come il disegno di un pallone da calcio. Ma è sufficiente la simmetria? Le sostanze costituite da queste proteine sono un altro fattore importante? E qual è la vera funzione di queste proteine nelle sinapsi? Purtroppo non lo sappiamo ancora.

A quanto pare, la simmetria ha un ruolo chiave in un fenomeno chiamato effetto Yarn teller nella meccanica quantistica.

Succede quando abbiamo una struttura altamente simmetrica ed è possibile avere un grande divario tra il livello energetico più basso e quello successivo.

La grande lacuna può nascondere informazioni importanti sul livello energetico più basso, e questa mancanza di informazioni è uno dei problemi. Ma "tutto questo è una sorta di suggerimento di un qualche fenomeno quantistico, c'è ancora molto da capire", dice Penrose.

 Penrose ha ragione, abbiamo ancora molto da imparare e, passo dopo passo, possiamo scoprire sempre di più sul mondo della meccanica quantistica all'interno delle nostre teste.

Alcuni sostenevano che siamo in qualche modo connessi gli uni agli altri e all'universo attraverso le frequenze e le onde, ebbene, forse a un certo livello lo siamo. Ma per saperlo con certezza, abbiamo ancora bisogno di ulteriori studi in merito.

Se volete guardare il talk show completo, clicca qui o per saperne di più sull'argomento e sul lavoro di Penrose, qui sotto trovate alcuni dei suoi articoli pubblicati:

DENT, E. W.; BAAS, P. W. I microtubuli nei neuroni come vettori di informazioni. Giornale di neurochimica, v. 129, n. 2, p. 235-239, abr. 2014.

HAMEROFF, S.; PENROSE, R. La coscienza nell'universo: Una revisione della teoria "Orch OR". Recensioni sulla fisica della vita, v. 11, n. 1, p. 39-78, 1 mar. 2014.

PENROSE, R.; LANDAUER, R. La nuova mente dell'imperatore: A proposito di computer, menti e leggi della fisica. Fisica oggi, v. 43, n. 6, p. 73, 11 gen. 2008.

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