La physique peut-elle expliquer la conscience ? Et celle-ci façonne-t-elle la réalité ?

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| Getty

Reliée à des concepts comme la connaissance, l’émotion, l’existence, l’intuition, la pensée ou encore le ressenti, la conscience est un terme polysémique sur lequel s’interroge l’Homme depuis qu’il tente de comprendre sa place dans l’Univers. Au cours des dernières années, les neurosciences ont traqué le siège de la conscience, et pourraient même l’avoir finalement trouvé. Mais les physiciens s’y intéressent également. Si la physique décrit l’Univers, peut-elle également expliquer la conscience ? Et, comme certains scientifiques l’affirment, la conscience a-t-elle le pouvoir de façonner la réalité dans laquelle nous vivons ?

Si la physique explique tous les phénomènes de l’Univers, et si la conscience fait partie de l’Univers, alors il semble que la physique puisse expliquer la conscience. Bien sûr, cela suppose que la conscience n’est pas séparée de la réalité matérielle expliquée par la physique — ce qui va à l’encontre de la vision dualiste de l’esprit et de la matière de René Descartes.

Certains n’ont aucun problème avec cela. Daniel Dennett de l’Université Tufts dans le Massachusetts et Michael Graziano de l’Université de Princeton, soutiennent que notre sens intuitif que la conscience a besoin d’une explication qui va au-delà des descriptions objectives du monde physique est déplacé. La conscience est un mirage produit par des mécanismes neuronaux sophistiqués dans le cerveau, soutiennent-ils, nous n’avons donc pas besoin de nouvelle physique pour l’expliquer.

Au contraire, nous avons besoin d’une meilleure compréhension de la façon dont le cerveau crée des modèles : du monde, d’un soi dans le monde et d’un soi qui fait l’expérience subjective du monde. D’autres non-dualistes ne nient pas catégoriquement que la conscience peut avoir des propriétés inhabituelles qui doivent être expliquées. Si cela est correct, alors la mécanique quantique peut offrir une explication.

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Les systèmes quantiques peuvent exister dans une superposition de tous les états possibles simultanément, et la réalité classique émerge lorsque cette superposition s’effondre en un seul état. Une idée est que cela se produit lorsque la masse d’un système quantique franchit un certain seuil. Selon le physicien théoricien Roger Penrose de l’Université d’Oxford et l’anesthésiste Stuart Hameroff de l’Université de l’Arizona, la conscience émerge à la suite de tels effondrements se produisant dans le cerveau.

Effondrements quantiques cérébraux : sont-ils à l’origine de la conscience ?

Dans leur modèle, appelé réduction objective orchestrée (Orch OR), des éléments structurels microscopiques au sein des neurones, appelés microtubules, entrent dans des états de superposition quantique. Ceux-ci s’étendent sur des réseaux de neurones et lorsque la masse des microtubules en superposition dépasse un certain seuil, elle s’effondre, produisant des moments conscients.

schema microtubule microscopie electronique
Les microtubules sont des fibres constituant le cytosquelette des cellules. Selon la théorie de Penrose et Hameroff, les microtubules neuronaux pourraient entrer en état de superposition puis s’effondrer, donnant ainsi naissance à un état de conscience défini. © MicroBot

Il y a beaucoup de points à relier pour que cette idée soit prise au sérieux. L’une est de montrer que les microtubules peuvent atteindre des états de superposition quantique dans les températures relativement hautes du cerveau humain. Selon Hameroff, les travaux préliminaires et non publiés de Jack Tuszynski de l’Université de l’Alberta, au Canada, et de Gregory Scholes de l’Université de Princeton, ont atteint cet objectif. « Ils ont trouvé des preuves d’états quantiques dans les microtubules persistant jusqu’à 5 nanosecondes », explique-t-il.

L’étape suivante consiste à exposer les microtubules à des anesthésiques, qui perturbent sélectivement la conscience tout en laissant intactes les fonctions cérébrales non conscientes. « La prédiction est que les anesthésiques atténueraient les états quantiques des microtubules proportionnellement aux puissances anesthésiques connues pour endormir les humains et les animaux », explique Hameroff. Cela fournit un moyen de tester Orch OR, dit-il, et Bruce MacIver de l’Université de Stanford en Californie envisage de mener une telle expérience.

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Mais que se passe-t-il si la conscience est séparée de la matière et donc en dehors du domaine de la physique ? Si c’est le cas, Orch OR interprète le problème à l’envers, déclare Johannes Kleiner du Munich Center for Mathematical Philosophy en Allemagne. Dans un article qui n’a pas encore été publié, lui et Kobi Kremnitzer de l’Université d’Oxford montrent mathématiquement que si la conscience non matérielle devait affecter la réalité matérielle, dans notre réalité physique, les superpositions sembleraient s’effondrer spontanément. « Donc, la flèche va de la conscience à l’effondrement. Dans Orch OR, c’est de l’effondrement à la conscience », explique Kleiner.

La conscience façonne-t-elle la réalité dans laquelle nous vivons ?

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