Durante o século 20, os pesquisadores ampliaram as fronteiras da ciência mais do que nunca, com grandes avanços em dois campos muito distintos. Enquanto os físicos descobriram as estranhas regras contra-intuitivas que governam o mundo subatômico, nossa compreensão de como a mente funciona floresceu.
No entanto, nos campos recém-criados da física quântica e da ciência cognitiva, mistérios difíceis e preocupantes ainda perduram e ocasionalmente se entrelaçam. Por que os estados quânticos se resolvem de repente quando são medidos, fazendo parecer pelo menos superficialmente que a observação por uma mente consciente tem a capacidade de mudar o mundo físico? O que isso nos diz sobre a consciência?
A Redação conversou com três pesquisadores de diferentes áreas sobre seus pontos de vista sobre uma potencial conexão de consciência quântica. Pare-nos se você já ouviu isso antes: um físico teórico, um físico experimental e um professor de filosofia entram em um bar. Informações do portal popular mechanics.
A estranha Física Quântica e Consciência
Os primeiros físicos quânticos notaram através do experimento de dupla fenda que o ato de tentar medir fótons à medida que passam por fendas do tamanho de comprimento de onda para uma tela de detecção do outro lado mudou seu comportamento.
Essa tentativa de medição fez com que o comportamento ondulatório fosse destruído, forçando a luz a se comportar mais como uma partícula. Enquanto este experimento respondeu à pergunta “a luz é uma onda ou uma partícula?” — não é nenhum, com propriedades de ambos, dependendo da circunstância — deixou para trás uma questão mais preocupante em seu rastro. E se o ato de observação com a mente humana estiver realmente fazendo com que o mundo manifeste mudanças , ainda que em escala incompreensivelmente pequena?
Cientistas renomados e respeitáveis, como Eugene Wigner, John Bell e, mais tarde, Roger Penrose, começaram a considerar a ideia de que a consciência poderia ser um fenômeno quântico. Eventualmente, o mesmo aconteceu com os pesquisadores da ciência cognitiva (o estudo científico da mente e seus processos), mas por razões diferentes.
Ulf Danielsson, autor e professor de física teórica na Universidade de Uppsala, na Suécia, acredita que uma das razões para a associação entre física quântica e consciência – pelo menos do ponto de vista da ciência cognitiva – é o fato de que os processos em nível quântico são completamente aleatório. Isso é diferente da maneira determinista pela qual a física clássica procede, e significa que mesmo os melhores cálculos que os físicos podem fazer em relação aos experimentos quânticos são meras probabilidades.
“A CONSCIÊNCIA É UM FENÔMENO ASSOCIADO AO LIVRE ARBÍTRIO E O LIVRE ARBÍTRIO FAZ USO DA LIBERDADE QUE A MECÂNICA QUÂNTICA SUPOSTAMENTE FORNECE.”
A existência do livre-arbítrio como elemento da consciência também parece ser um conceito profundamente não determinista. Lembre-se de que em matemática, ciência da computação e física, funções ou sistemas determinísticos não envolvem aleatoriedade no estado futuro do sistema; em outras palavras, uma função determinística sempre produzirá os mesmos resultados se você fornecer as mesmas entradas. Enquanto isso, uma função ou sistema não determinístico fornecerá resultados diferentes todas as vezes, mesmo se você fornecer os mesmos valores de entrada.
“Acho que é por isso que as ciências cognitivas estão olhando para a mecânica quântica. Na mecânica quântica, há espaço para o acaso”, diz Danielsson. “A consciência é um fenômeno associado ao livre-arbítrio e o livre-arbítrio faz uso da liberdade que a mecânica quântica supostamente oferece.”
No entanto, Jeffrey Barrett, professor de lógica e filosofia da ciência do chanceler da Universidade da Califórnia, Irvine, acha que a conexão é um tanto arbitrária do lado da ciência cognitiva.
“É realmente difícil explicar a consciência, é um problema filosófico profundo e permanente. Então, os físicos quânticos estão desesperados e esses caras [cientistas cognitivos] também estão desesperados”, disse Barrett. “E eles acham que a mecânica quântica é estranha. A consciência é estranha. Pode haver alguma relação entre os dois.”
Essa racionalização não é convincente para ele, no entanto. “Não acho que haja qualquer razão para supor da direção da ciência cognitiva que a mecânica quântica tenha algo a ver com a explicação da consciência”, continua Barrett.
Da perspectiva quântica, no entanto, Barrett vê uma razão clara pela qual os físicos propuseram pela primeira vez a conexão com a consciência.
“Se não fosse pelo problema da medição quântica, ninguém, incluindo os físicos envolvidos nesta discussão inicial, estaria pensando que a consciência e a mecânica quântica têm algo a ver uma com a outra”, diz ele.
Superposição e o Gato de Schrödinger
No coração da “estranheza” quântica e do problema de medição, há um conceito chamado “superposição”.
Como os possíveis estados de um sistema quântico são descritos usando matemática ondulatória – ou mais precisamente, funções de onda – um sistema quântico pode existir em muitos estados sobrepostos, ou uma superposição. O estranho é que esses estados podem ser contraditórios.
Para ver como isso pode ser contra-intuitivo, podemos nos referir a um dos experimentos mentais mais famosos da história, o paradoxo do gato de Schrödinger.
Concebido por Erwin Schrödinger, o experimento vê um gato infeliz colocado em uma caixa com o que o físico descreveu como um “dispositivo diabólico” por uma hora. O dispositivo libera um veneno mortal se um átomo na caixa decair durante esse período. Como o decaimento dos átomos é completamente aleatório, não há como o experimentador prever se o gato está vivo ou morto até que a hora termine e a caixa seja aberta.
Tratar o gato, a caixa e o dispositivo como um sistema quântico com dois estados possíveis – “morto” ou “vivo” – antes que a caixa seja aberta significa que está em uma superposição desses estados . O gato está morto e vivo antes de você abrir o recipiente.
O problema da medição pergunta o que há em “abrir a caixa”— análoga a fazer uma medição — que faz com que a função de onda entre em colapso e essa superposição seja destruída, resolvendo um estado? É devido à introdução da mente consciente do experimentador?
O físico quântico inicial Eugene Wigner pensava assim até pouco antes de sua morte em 1995.
Mente Quântica e Corpo Físico
Em 1961, Wigner apresentou uma teoria na qual a mente era crucial para o colapso de uma função de onda e a destruição da superposição que persiste de uma forma ou de outra até hoje.
Wigner e outros físicos que aderiram à teoria dos colapsos conscientes – como John von Neumann, John Wheeler e John Bell – acreditavam que um objeto inanimado sem consciência não colapsaria a função de onda de um sistema quântico e, assim, a deixaria em paz. uma superposição de estados.
Isso significa que colocar um contador Geiger na caixa com o gato de Schrödinger não é suficiente para levar o sistema a um estado “morto” ou “vivo”, embora seja capaz de dizer se o átomo de liberação de veneno decaiu.
A superposição permanece, disse Winger, até que um observador consciente abra a caixa ou talvez ouça o tique-taque do contador Geiger.
Isso leva à conclusão de que existem dois tipos distintos de “substâncias” no universo: as físicas e as não físicas , cabendo a mente humana nesta última categoria. Isso sugere, porém, que o cérebro é um objeto físico e biológico, enquanto a mente é outra coisa, resultando no chamado “dualismo mente-corpo”.
Para materialistas como ele, Danielsson diz que o colapso de uma função de onda na mecânica quântica é resultado de uma interação com outro sistema físico. Isso significa que é bem possível que um “observador” seja um objeto completamente inconsciente. Para eles, o contador Geiger na caixa com o gato de Schrödinger é capaz de desmoronar a superposição de estados.
Isso se encaixa no fato de que os sistemas quânticos são sistemas incrivelmente bem equilibrados, facilmente colapsados por um campo eletromagnético disperso ou até mesmo por uma mudança de temperatura. Se você quer saber por que não temos computadores quânticos confiáveis, essa é uma parte da razão – os estados quânticos dos quais eles dependem são facilmente perturbados.
Além disso, como Barrett aponta, existem várias maneiras de pensar sobre a mecânica quântica que não envolvem o colapso da superposição quântica.
A mais famosa, a interpretação de muitos mundos da mecânica quântica de Hugh Everett III, sugere que quando o experimentador faz uma medição, a função de onda não entra em colapso. Em vez disso, cresce para incluir o experimentador e todo o universo, com um “mundo” para cada estado possível. Assim, o experimentador abre a caixa não para descobrir se o gato está vivo ou morto, mas sim, se está em um mundo em que o gato sobreviveu ou não.
Se não houver colapso de superposições, não há problema de medição.
Claramente, com vencedores do Prêmio Nobre como Wigner e Roger Penrose persuadidos de que pode haver algo em uma possível conexão de consciência quântica, no entanto, a ideia não pode ser totalmente descartada.
Kristian Piscicchia, pesquisador do Centro Enrico Fermi de Estudo e Pesquisa em Roma, Itália, certamente concorda. Ele faz parte de uma equipe que busca uma compreensão mais profunda da mente e da relação entre a consciência e as leis da natureza.
Essa equipe recentemente começou a testar uma teoria específica que conecta a consciência ao colapso da superposição quântica – a teoria da redução objetiva orquestrada (teoria Orch OR) – apresentada pelo Prêmio Nobel e pelo matemático de Oxford Penrose e pelo anestesiologista Stuart Hameroff da Arizona State University na década de 1990.
Testando Teorias da Consciência Quântica
A teoria OR de Orch considera o colapso quântico relacionado à gravidade e argumenta que esse colapso realmente dá origem à consciência. De acordo com algumas abordagens da teoria Orch OR, o mecanismo de colapso de superposição subjacente deve causar a emissão espontânea de uma pequena quantidade de radiação. Isso a distingue de outras teorias da consciência quântica, pois a torna experimentalmente testável.
“Quando um sistema está em uma superposição quântica, uma superposição instável de duas geometrias espaço-temporais é gerada, o que determina o colapso da função de onda em um tempo característico”, diz Piscicchia à Popular Mechanics. “O mecanismo ocorre no nível dos microtúbulos no cérebro.”
Os microtúbulos são um elemento-chave das células eucarióticas que são críticos para a mitose, motilidade celular, transporte dentro das células e manutenção da forma celular. A teoria de Hameroff vê os microtúbulos nos neurônios do cérebro como a sede da consciência quântica, mantendo os efeitos quânticos por tempo suficiente para realizar cálculos que dão origem à consciência antes de entrar em colapso.
“Uma quantidade suficiente de material de microtúbulos estaria em uma superposição quântica coerente por uma escala de tempo entre meio segundo e dez milissegundos até que um evento de colapso resulte no surgimento de uma experiência consciente”, diz Piscicchia. “Projetamos um experimento sensível o suficiente para revelar eventuais sinais de radiação espontânea relacionada à gravidade, nas escalas de tempo de colapso necessárias para que o mecanismo Orch OR seja eficaz.”
Ele acrescenta que os resultados que a equipe obteve limitam a quantidade mínima de microtubulinas necessárias para esta forma de teoria Orch OR. Esse limite foi considerado proibitivamente grande, o que significa que os resultados indicam que muitos dos cenários estabelecidos pela teoria da consciência quântica de Hameroff e Penrose são implausíveis.
Piscicchia ressalta que o trabalho da equipe não pode descartar todas as possibilidades, no entanto, são necessários mais testes.
No entanto, a existência do próprio conceito de consciência quântica – e a forma como é representado na cultura popular – pode representar uma ameaça para futuras investigações científicas.
Os Perigos do “Misticismo Quântico”
O dualismo mente-corpo sugerido pela consciência quântica pode ser uma ladeira potencialmente escorregadia que levou alguns proponentes para longe da ciência e para o sobrenatural.
O conceito também foi aproveitado para explicar a existência da alma, a vida após a morte e até a existência de fantasmas, dando origem a uma indústria caseira de “misticismo quântico”.
“Há muita literatura que usa a autoridade da física e, em particular, da física quântica para fazer todo tipo de afirmação”, explica Danielsson. “Você pode ganhar muito dinheiro enganando as pessoas de várias maneiras para comprar não apenas livros, mas também vários produtos. Dá uma visão errada do que é a ciência.”
“O misticismo quântico torna muito difícil para os cientistas sérios pensarem em problemas como a mecânica quântica e a consciência.”
O físico também acredita que é definitivamente o caso de que a ascensão do misticismo quântico está prejudicando a pesquisa legítima. “O misticismo quântico torna muito difícil para cientistas sérios pensarem em problemas como mecânica quântica e consciência”, acrescenta. “Isso ocorre porque existe o risco de você se associar a coisas que não são tão sérias.”
Danielsson não descarta que, mesmo que a mente seja uma propriedade puramente emergente do cérebro e, portanto, de natureza completamente física, o fenômeno da consciência pode exigir uma nova física para explicá-lo. Ele não acha necessariamente que isso precisa ser a mecânica quântica, no entanto.
“Isso não significa que pode haver muitos fenômenos interessantes novos na mecânica quântica que podem aparecer no mundo dos vivos, inclusive em nossos cérebros”, conclui. “Não se deve dizer que a mecânica quântica é trivial e que não há mistério nela.
“É apenas mais uma propriedade fantástica do mundo em que vivemos. Não é místico de uma maneira sobrenatural.”
