La conscience est-elle liée à la physique quantique ?

Essayer d’expliquer d’où viennent les expériences subjectives semble avoir peu à voir avec la physique. Certains scientifiques, cependant, ont spéculé que les niveaux les plus profonds de la physique théorique contiennent peut-être les connaissances nécessaires pour éclairer cette question en suggérant que la physique quantique peut être utilisée pour expliquer l’existence même de la conscience.

Conscience et physique quantique

L’une des premières façons dont la conscience et la physique quantique se rejoignent est l’interprétation de Copenhague de la physique quantique. Selon cette théorie, la fonction des ondes quantiques s’effondre lorsqu’un observateur conscient mesure un système physique. C’est l’interprétation de la physique quantique qui a déclenché l’expérience de la pensée du chat de Schroedinger, démontrant à un certain degré l’absurdité de cette façon de penser, sauf qu’elle correspond tout à fait aux preuves de ce que les scientifiques observent au niveau quantique.

Une version extrême de l’interprétation de Copenhague a été proposée par John Archibald Wheeler et est appelée le principe anthropique participatif, qui dit que l’univers entier s’est effondré dans l’état que nous voyons spécifiquement parce qu’il fallait la présence d’observateurs conscients pour provoquer l’effondrement. Tout univers possible qui ne contient pas d’observateurs conscients est automatiquement exclu.

L’ordre implicite

Le physicien David Bohm a fait valoir que puisque la physique quantique et la relativité étaient toutes deux des théories incomplètes, elles devaient pointer vers une théorie plus profonde. Il pensait que cette théorie serait une théorie quantique des champs qui représenterait une totalité indivisible dans l’univers. Il a utilisé le terme « ordre implicite » pour exprimer ce que doit être, selon lui, ce niveau fondamental de la réalité, et a estimé que ce que nous voyons sont des reflets brisés de cette réalité fondamentalement ordonnée.

Bohm a proposé l’idée que la conscience était en quelque sorte une manifestation de cet ordre implicite et que tenter de comprendre la conscience en regardant uniquement la matière dans l’espace était voué à l’échec. Cependant, il n’a jamais proposé de mécanisme scientifique pour étudier la conscience, de sorte que ce concept n’est jamais devenu une théorie pleinement développée.

Le cerveau humain

L’idée d’utiliser la physique quantique pour expliquer la conscience humaine a vraiment pris son envol avec le livre de Roger Penrose de 1989, « The Emperor’s New Mind » : Concerning Computers, Minds, and the Laws of Physics » (L’esprit nouveau de l’empereur : concernant les ordinateurs, les esprits et les lois de la physique). Ce livre a été écrit spécifiquement en réponse à l’affirmation des chercheurs en intelligence artificielle de la vieille école qui croyaient que le cerveau n’était guère plus qu’un ordinateur biologique. Dans ce livre, Penrose soutient que le cerveau est beaucoup plus sophistiqué que cela, peut-être plus proche d’un ordinateur quantique. Au lieu de fonctionner selon un système strictement binaire de marche et d’arrêt, le cerveau humain travaille avec des calculs qui sont dans une superposition de différents états quantiques en même temps.

L’argument en faveur de cette mesure implique une analyse détaillée de ce que les ordinateurs conventionnels peuvent réellement accomplir. Fondamentalement, les ordinateurs fonctionnent grâce à des algorithmes programmés. Penrose revient sur les origines de l’ordinateur, en évoquant les travaux d’Alan Turing, qui a développé une « machine de Turing universelle » qui est le fondement de l’ordinateur moderne. Cependant, Penrose soutient que ces machines de Turing (et donc tout ordinateur) ont certaines limites qu’il ne pense pas que le cerveau ait nécessairement.

L’indétermination quantique

Certains partisans de la conscience quantique ont avancé l’idée que l’indétermination quantique – le fait qu’un système quantique ne puisse jamais prédire un résultat avec certitude, mais seulement comme une probabilité parmi les différents états possibles – signifierait que la conscience quantique résoudrait le problème de savoir si les humains ont réellement le libre arbitre ou non. Ainsi, si la conscience humaine est régie par des processus physiques quantiques, alors elle n’est pas déterministe et les humains ont donc le libre arbitre.

Il existe un certain nombre de problèmes à ce sujet, qui sont résumés par le neuroscientifique Sam Harris dans son court livre « Free Will », où il déclare

« Si le déterminisme est vrai, l’avenir est fixé – et cela inclut tous nos futurs états d’esprit et notre comportement ultérieur. Et dans la mesure où la loi de cause à effet est soumise à l’indéterminisme – quantique ou autre – nous ne pouvons nous attribuer aucun mérite pour ce qui se passe. Il n’existe aucune combinaison de ces vérités qui semble compatible avec la notion populaire de libre arbitre.

L’expérience de la double fente

L’un des cas les plus connus d’indétermination quantique est l’expérience de la double fente quantique, dans laquelle la théorie quantique dit qu’il n’y a aucun moyen de prédire avec certitude quelle fente une particule donnée va traverser à moins que quelqu’un ne fasse une observation de son passage par la fente. Cependant, ce choix de faire cette mesure n’a rien à voir avec la détermination de la fente par laquelle la particule passera. Dans la configuration de base de cette expérience, il y a 50 % de chances que la particule passe par l’une ou l’autre fente, et si quelqu’un observe les fentes, les résultats de l’expérience correspondront à cette distribution au hasard.

Dans cette situation où les humains semblent avoir une sorte de choix, c’est qu’une personne peut choisir si elle va faire l’observation. Si elle ne le fait pas, alors la particule ne passe pas par une fente spécifique : Elle passe plutôt par les deux fentes. Mais ce n’est pas la partie de la situation que les philosophes et les partisans du libre arbitre invoquent lorsqu’ils parlent d’indétermination quantique, car il s’agit en fait d’une option entre ne rien faire et faire l’un des deux résultats déterministes.