Théorie quantique de la conscience

Mots-clés

Théorie quantique de la conscience , Problème difficile de la conscience , Problème de mesure de la physique quantique , Résonances de Schumann et ondes cérébrales , Théorie de l’information quantique , Intrication quantique , Synchronie à grande échelle des ondes cérébrales

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Partager Zhi, G. et Xiu, R. (2023) Théorie quantique de la conscience.

Journal of Applied Mathematics and Physics ,

11 , 2652-2670. doi:

10.4236/jamp.2023.119174 .

1. Introduction

La conscience est liée à la perception. C’est une expérience phénoménale subjective, imprévisible et non déterministe des mondes intérieur et extérieur. Elle est associée au sens de soi, aux sentiments, au choix, au libre arbitre, au contrôle du comportement volontaire, à la mémoire, à la pensée, au langage et à l’imagination [ 1 ] [ 2 ] .

Ce qu’est réellement la conscience et comment elle se forme restent un mystère. Selon David Chalmers, le problème difficile de la conscience explique pourquoi et comment un processus physique objectif génère une expérience subjective spécifique [ 3 ] [ 4 ] . Le problème facile aborde les différents mécanismes que le cerveau utilise pour intégrer l’information, catégoriser et discriminer les stimuli environnementaux et les souvenirs, focaliser l’attention et effectuer d’autres tâches associées à l’expérience consciente [ 5 ] [ 6 ] . Actuellement, bien que de nombreux progrès aient été réalisés, les neurosciences continuent d’avoir du mal à aborder le problème difficile de la conscience.

La plupart des recherches en neurosciences reposent sur la physique classique. Dans cet article, nous avançons que la conscience est un phénomène quantique. En nous appuyant sur une nouvelle interprétation de la physique quantique, nous proposons une théorie quantique de la conscience (QTOC). Nous démontrons que cette théorie permet de résoudre à la fois le problème complexe et facile de la conscience et d’autres problèmes complexes et non résolus de la science de la conscience et des neurosciences.

La physique étudie la composition de chaque chose et son fonctionnement. Elle utilise des formules mathématiques pour décrire des données expérimentales et formuler des prédictions, ce qui peut conduire à de nouvelles découvertes et technologies. La physique est le fondement des sciences naturelles. La physique quantique est la théorie physique la plus fondamentale à ce jour [ 7 ] – [ 12 ] . Elle étudie la composition de chaque chose et son fonctionnement au niveau le plus profond à l’heure actuelle. La physique quantique permet d’obtenir les prédictions les plus précises et a permis des progrès scientifiques et technologiques majeurs. Par exemple, les progrès de la physique quantique ont conduit à la découverte de la structure de l’ADN, qui révèle comment la vie se reproduit [ 13 ] .

Les phénomènes quantiques sont les phénomènes élémentaires, fondamentaux et fondamentaux qui sous-tendent tous les phénomènes observés. Par exemple, les phénomènes quantiques sont à l’origine de la brillance du soleil [ 14 ] , en raison de l’effet quantique, de l’incertitude de localisation et d’impulsion, du chevauchement des fonctions d’onde et de l’effet tunnel quantique. La physique classique, comme la mécanique newtonienne et l’électromagnétisme, s’avère être la moyenne cumulative des phénomènes quantiques et dérivable de la physique quantique [ 11 ] .

1.1. Quatre raisons pour lesquelles la conscience devrait être étudiée avec la physique quantique

En raison de l’incompréhension actuelle sur la physique quantique et de la tendance à l’ignorer parmi les chercheurs en neurosciences et en biologie, nous souhaitons ici énumérer quatre raisons majeures expliquant l’importance d’appliquer la physique quantique dans la recherche et les études sur la conscience et les sciences de la vie en général.

Les phénomènes quantiques et la conscience sont tous deux subjectifs et non déterministes [ 7 ]. En effet, il ne faut pas considérer comme une coïncidence que deux des aspects les plus fondamentaux de l’existence – à savoir la conscience et les phénomènes quantiques – partagent la même nature subjective et probabiliste. La physique classique n’a pas une telle nature. C’est la première raison d’utiliser la physique quantique pour étudier la conscience.

La physique quantique utilise la fonction d’onde pour étudier les aspects physiques, énergétiques et informatifs d’un objet. L’aspect informatif d’un objet, c’est-à-dire l’information qu’il contient, est étroitement lié à sa conscience. La physique classique fait la moyenne des différentes possibilités représentées par l’information [ 11 ]. Par conséquent, elle ne peut aborder la nature informative/consciente de notre existence. C’est la deuxième raison pour laquelle la physique quantique est nécessaire à l’étude de la conscience.

Français La thermodynamique et la physique statistique étudient la relation entre l’entropie, l’énergie, la pression et d’autres aspects physiques d’un objet. L’entropie mesure le désordre, qui est associé à l’aspect informatif d’un objet, comme le montre la théorie de l’information de Claude Shannon [ 15 ] . Max Tegmark [ 16 ] estime que les échelles de temps de décohérence pour les ions impliqués dans la propagation des potentiels d’action sont de 10 à 20 ordres de grandeur plus petites que les échelles de temps pertinentes de la dynamique neuronale. Il soutient que les degrés de liberté du cerveau humain liés aux processus cognitifs doivent être considérés comme un système classique plutôt que quantique, c’est-à-dire qu’il n’y a rien de fondamentalement mauvais dans l’approche classique actuelle des simulations de réseaux neuronaux.

Nous sommes en désaccord avec la proposition de Tegmark car elle ignore l’ordre, la corrélation et la cohérence qui existent et qui dominent en réalité le cerveau et la vie en général. Nous proposons et démontrerons que, bien que la décohérence, telle qu’indiquée par Tegmark, existe dans le cerveau et tout ce qui est observé dans la nature, ce sont la structure stable, l’ordre, la connexion, la corrélation et la cohérence qui conduisent à la conscience et à la vie en général [ 17 ] [ 18 ] . La connexion, la corrélation et la cohérence qui sous-tendent l’expérience consciente sont dues aux structures atomiques, moléculaires, cellulaires et autres structures internes stables établies au sein du cerveau et du corps entier. Ces structures sont évidemment bien plus fortes que les effets de décohérence calculés par Tegmark ; sinon, il n’y aurait ni atomes, ni molécules, ni cellules, ni cerveau, ni corps, ni vie stables.

Pour étudier les conséquences de la structure, de l’ordre, de la connexion et de la cohérence, la physique quantique est nécessaire. Par exemple, pour étudier la structure atomique la plus simple – l’atome d’hydrogène – Niels Bohr a compris qu’il était nécessaire d’utiliser une nouvelle physique fondée sur un ensemble de nouvelles règles, à savoir la physique quantique. Il a contribué à fonder et à développer la physique quantique, ce qui a conduit à la prédiction de la relation entre la structure et le spectre de l’atome d’hydrogène [ 7 ]. Le spectre d’un atome d’hydrogène est constitué des vibrations avec lesquelles l’atome d’hydrogène peut résonner et qu’il peut émettre. La vie et la conscience reposent sur la structure, l’ordre, la connexion, la corrélation et la cohérence. Les systèmes neuronaux, les membranes, les microtubules, l’ADN et les structures des systèmes vivants présentent une plus grande similitude avec les cristaux, les matériaux semi-conducteurs, les supraconducteurs, les lasers et les superfluides. En mécanique classique, l’existence de tels phénomènes est impossible ; ils doivent être étudiés avec la physique quantique. C’est la troisième raison pour laquelle la physique quantique doit être impliquée dans l’étude de la conscience.

Français La physique quantique révèle que tout a à la fois une nature corpusculaire et ondulatoire [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] . La physique quantique étudie la relation entre la nature ondulatoire et corpusculaire d’un objet. Par exemple, la physique quantique est nécessaire pour comprendre même certains des champs vibratoires les plus simples, tels que le rayonnement du corps noir et le spectre de rayonnement de l’atome d’hydrogène. De nombreuses ondes cérébrales sont observées [ 19 ] . Pour étudier la relation entre les ondes cérébrales, la structure et la fonction du cerveau, et les informations transportées, reçues et traitées par le cerveau, la physique quantique est nécessaire. C’est la quatrième raison pour laquelle l’étude de la conscience doit nécessairement impliquer la physique quantique.

1.2. État actuel de l’utilisation de la physique quantique pour l’étude de la conscience

L’hésitation à appliquer la physique quantique à l’étude de la conscience ou de la vie s’explique par un manque de compréhension véritable de sa signification métaphysique. Actuellement, la plupart des physiciens utilisent la physique quantique comme un outil mathématique pour effectuer des calculs relatifs au monde microscopique, sans en saisir pleinement la portée et les implications globales.

En physique quantique, tout est décrit par une fonction d’onde, qui décrit les probabilités qu’un objet existe dans certains états. Les phénomènes quantiques observés dépendent de l’observateur. Le problème très controversé de la mesure quantique concerne la façon dont les phénomènes quantiques observés et subjectifs naissent d’un champ quantique objectif et indéterministe décrit par la fonction d’onde probabiliste. Diverses interprétations de la physique quantique sont proposées pour résoudre ces paradoxes, notamment l’interprétation de Copenhague [ 8 ] [ 9 ] , les théories des ondes pilotes [ 20 ] et les interprétations à plusieurs mondes [ 21 ] [ 22 ] . Wolfgang Pauli, John von Neumann et Eugene Wigner, et plus récemment Henry Stapp et le philosophe David Chalmers, ont exprimé l’idée que l’observation consciente provoque une réduction de l’état quantique, c’est- à-dire que la conscience « fait s’effondrer la fonction d’onde » [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] . Cependant, cette vision dualiste laisse la conscience et la superposition quantique scientifiquement inexpliquées.

Français L’application de la physique quantique en neurosciences a été explorée dans un certain nombre de livres et d’articles [ 26 ] – [ 35 ] . Une théorie importante parmi ces travaux publiés a été développée par Roger Penrose et Stuart Hameroff, qui proposent l’auto-effondrement ou « réduction objective » (« RO ») des états de superposition quantique — un « effondrement de la fonction d’onde quantique » — comme source non calculable possible de la conscience [ 36 ] [ 37 ] [ 38 ] . Penrose [ 26 ] [ 27 ] soutient que l’effondrement se produit naturellement en raison d’un seuil objectif dans la structure à petite échelle de l’univers, de sorte que les événements produisent les rudiments de l’expérience consciente phénoménale. Pourtant, la réduction d’état quantique est un autre mystère. Dans les années 1960, Luigi M. Ricciardi et Hiroomi Umezawa [ 33 ] ont suggéré d’utiliser le formalisme de la théorie quantique des champs pour décrire les états du cerveau, en mettant l’accent sur la mémoire. Cette proposition a été affinée [ 39 ] [ 40 ] [ 41 ] et développée en incluant les effets de dissipation, de chaos, de fractales et de bruit quantique [ 42 ] [ 43 ] [ 44 ] [ 45 ] [ 46 ] . Walter Jackson Freeman et Giuseppe Vitiello envisagent une manière dont l’activité mentale peut être explicitement expliquée dans le contexte de la théorie quantique des champs [ 47 ] [ 48 ] [ 49 ] [ 50 ] .

Dans nos travaux précédents [ 51 ] [ 52 ] [ 53 ] , nous proposons une nouvelle interprétation de la physique quantique, qui peut aider à expliquer la subjectivité et l’incertitude inhérentes à la physique quantique. Dans cet article, nous construisons une théorie quantique de la conscience (QTOC) basée sur ces travaux. Dans ce qui suit, nous révélerons d’abord les principes de QTOC, puis nous explorerons comment QTOC peut aborder le problème difficile de la conscience, son application et ses prédictions.

2. Principes de la théorie quantique de la conscience (QTOC)

Nous proposons une théorie quantique de la conscience (QTOC) basée sur deux principes dérivés de notre nouvelle interprétation de la physique quantique [ 51 ] [ 52 ] [ 53 ] .

Premier principe

Le constituant de base de tout est le champ vibratoire quantique, qui transporte la matière, l’énergie et l’information.

Français Ce principe dérivé de la physique quantique suggère que tout est un champ vibrationnel [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] . La vibration — également appelée « onde » — est une oscillation périodique s’étendant dans l’espace et le temps, caractérisée par une longueur d’onde, une fréquence et une amplitude. La vibration quantique se comporte également comme une particule à certains égards, ayant une masse, une charge, un spin, une énergie et une impulsion spécifiques. L’échange d’énergie, d’impulsion, de spin, de charge et de masse ne peut avoir lieu que entièrement en quanta au lieu de partiellement. Le champ vibrationnel quantique est décrit mathématiquement par une fonction d’onde, qui montre les types et les quantités d’ondes existant dans le champ. La physique quantique a développé diverses techniques pour calculer la fonction d’onde, telles que l’équation de Schrödinger, l’intégrale de chemin de Feynman et la méthode matricielle. Dans la formulation de l’intégrale de chemin de Feynman de la physique quantique, la fonction d’onde est obtenue en sommant les trajectoires possibles [ 11 ] .

Dans nos travaux précédents, nous proposons que le champ vibrationnel quantique d’un objet présente trois aspects fondamentaux : un aspect physique, un aspect énergétique et un aspect informationnel [ 51 ] [ 52 ] :

1) L’élément physique – que nous appellerons « matière » – est ce que nous voyons, entendons, touchons, observons, mesurons et expérimentons. C’est l’existence physique. Il se compose de ce que l’on peut observer et mesurer, comme la fréquence, la masse, la rotation, la charge, les relations, les finances, la carrière, le corps, les électrons, la gravité, le champ électromagnétique, etc.

2) L’aspect énergétique – que nous appelons simplement « énergie » – est ce qui déplace et modifie la matière, comme l’énergie et l’élan.

3) L’aspect informationnel – que nous appelons simplement « information » – est ce qui informe ; c’est ce qui donne forme et consistance à la matière et à l’énergie. Il est lié à l’entropie, aux états possibles et à la probabilité d’être dans un état particulier. L’information peut être exprimée sous forme de réponses à des questions. Puisque toutes les réponses aux questions peuvent être formulées comme « oui » ou « non », la mesure et l’expression mathématiques de l’information – appelée « bit » – se composent de deux nombres, tels que (0, 1).

Cette proposition selon laquelle tout est un champ quantique transportant matière, énergie et information est liée à la sagesse chinoise ancienne connue dans la médecine traditionnelle chinoise et la sagesse du Tao sous le nom de Jing Qi Shen, également appelé San Bao, qui signifie trois trésors ou trois joyaux [ 54 ] . C’est aussi une déduction naturelle de la physique quantique. En physique quantique, la fonction d’onde décrit les vibrations et le champ vibratoire associés à un objet [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] . À partir de la fonction d’onde, on peut calculer la matière, l’énergie et l’information d’un objet transporté dans le champ vibratoire quantique.

Selon la théorie de l’information fondée par Claude Shannon [ 15 ] , l’information décrit les états possibles au sein d’un objet. L’information est intrinsèquement probabiliste. Les probabilités de la fonction d’onde décrivent l’information dans un objet. La nature non déterministe de la physique quantique est due au fait que la physique quantique inclut et peut décrire l’aspect informationnel d’un objet, tandis que la physique classique, à l’exception de la thermodynamique, ne peut pas décrire l’aspect informationnel ; cette dernière fournit plutôt une moyenne de différentes possibilités [ 11 ] . L’idée que tout est fait d’information, d’énergie et de matière peut expliquer pourquoi la physique quantique est fondamentalement incertaine et non déterministe. Cette idée est également la clé pour intégrer la conscience dans les sciences naturelles et expliquer la nature subjective et incertaine de la conscience. Comme expliqué plus loin, la conscience est étroitement liée au champ quantique et à l’aspect informationnel de toute chose.

Principe deux

Un objet absorbe les vibrations quantiques par résonance. La réception et le traitement des vibrations – incluant l’information, l’énergie et la matière – conduisent à une expérience consciente subjective.

L’absorption d’une onde quantique se produit par résonance. La fonction d’onde révèle les états énergétiques possibles d’un objet et les probabilités d’être dans ces états. L’objet peut absorber ou émettre des vibrations dont l’énergie est égale à la différence d’énergie entre ces états possibles [ 7 ] [ 12 ] . Ce processus est appelé « résonance ». Si l’on connaît la fonction d’onde d’un objet, il est possible de calculer précisément avec quels types de vibrations il peut résonner et donc recevoir ou émettre [ 53 ] . À partir de ce calcul, on peut obtenir le spectre d’un objet.

Les phénomènes quantiques se produisent lors du processus de mesure, dans lequel des détecteurs sont utilisés pour initier, créer et présenter des phénomènes quantiques [ 51 ] [ 52 ] [ 53 ] . Un détecteur est un instrument capable d’absorber les vibrations et de présenter certains changements. Par exemple, un appareil photo est un détecteur qui peut absorber la lumière et créer une photo. L’antenne d’une radio est un détecteur qui reçoit les ondes radio afin que la diffusion radio puisse avoir lieu. Nos yeux, nos oreilles, notre nez et notre peau sont tous des détecteurs. Les détecteurs reçoivent les vibrations, les informations, l’énergie et la matière liées à un phénomène ou à un objet, apportant ainsi de la matière, de l’énergie et des informations, qui induisent par conséquent certains changements ou expériences observables ou mesurables. Les détecteurs sont ce qui « fait s’effondrer la fonction d’onde » en recevant les vibrations, les informations, l’énergie et la matière de ce qui est observé dans QTOC. La mesure quantique se produit grâce aux détecteurs [ 51 ] [ 52 ] [ 53 ] .

On ne peut observer les vibrations quantiques et les phénomènes associés que lorsque les détecteurs entrent en résonance avec elles. Par exemple, nous pouvons voir la lumière visible car notre corps a développé un système qui résonne avec elle, reçoit ces vibrations et traite l’information, l’énergie et la matière qu’elle véhicule. Plus précisément, les photorécepteurs de la rétine peuvent absorber la lumière visible par résonance, puis la transformer en signaux électriques qui parviennent au cerveau. Ce dernier transforme ensuite ces signaux en images. Nous ne pouvons pas voir la lumière ultraviolette, car nous ne disposons pas de détecteurs, de photorécepteurs, pour la recevoir.

Un objet ou un phénomène peut apparaître comme un objet classique, vu comme un point plutôt que comme un champ vibratoire, lorsque l’échelle spatiale et temporelle des vibrations qui lui sont associées est bien inférieure à l’échelle d’observation. Par exemple, un faisceau de lumière visible peut apparaître comme une particule suivant une trajectoire rectiligne plutôt que comme une onde, car il vibre à une fréquence trop rapide et à une longueur d’onde trop petite pour que sa nature ondulatoire soit observable. La physique classique fournit une description appropriée des phénomènes quantiques lorsque l’échelle d’observation est bien supérieure à l’échelle de temps des vibrations quantiques associées à ces phénomènes. Par exemple, les électrons, la lumière visible et les protons peuvent apparaître comme des particules lorsque leurs échelles de temps vibrationnelles quantiques (10-20 ^secondes pour un électron, 10-15 ^secondes pour la lumière visible, 10-23 ^secondes pour un proton) sont bien inférieures à l’échelle d’observation. Dans ce cas, notre observation étant la moyenne de leurs états quantiques possibles, la description du mécanisme classique suffit.

Semblable aux phénomènes quantiques, la conscience apparaît lorsqu’on utilise ses détecteurs internes pour recevoir les vibrations, l’information, l’énergie et la matière liées à un objet ou à un phénomène. Chaque objet possède ses propres détecteurs, déterminés par les vibrations qu’il peut absorber ou émettre, son spectre. La physique quantique permet de calculer les détecteurs d’un objet, c’est-à -dire son spectre. Par exemple, la fonction d’onde de l’atome d’hydrogène peut être calculée. La structure d’un atome d’hydrogène détermine les états énergétiques quantiques possibles. Lorsque l’énergie d’une vibration est égale à la différence d’énergie entre les deux états possibles d’un atome d’hydrogène, cette vibration peut être absorbée par cet atome. Ce processus est appelé « résonance » en physique quantique. À partir de la fonction d’onde, on peut calculer toutes les vibrations possibles avec lesquelles un atome d’hydrogène peut résonner. On obtient ainsi le spectre atomique et le détecteur d’un atome d’hydrogène. Lorsqu’un atome est plus structuré que l’hydrogène, son spectre comprend davantage de vibrations possibles [ 55 ]. Il peut donc résonner avec et absorber davantage de vibrations. Lorsque les atomes forment des molécules, des molécules des cellules, des cellules des organes et d’autres structures internes, les spectres et les détecteurs s’élargissent pour inclure une plus grande gamme de fréquences pouvant être absorbées et émises. À mesure que chaque structure supplémentaire se forme, le spectre et les détecteurs de la structure d’origine restent sensiblement les mêmes, et de nouveaux spectres et détecteurs sont ajoutés pour former un spectre global plus riche.

Les vibrations quantiques s’étendent dans l’espace-temps. Elles sont les constituants fondamentaux de toute chose. Elles existent par elles-mêmes et ne sont portées par rien. Par exemple, un photon est un champ quantique. C’est une particule élémentaire et une onde. Il existe également des vibrations « classiques » portées par la matière. Par exemple, le son est une vibration classique portée par l’air. Une vague océanique est une vibration classique portée par l’eau. La nature des vibrations classiques dépend de la matière spécifique qu’elles traversent. À partir de la fonction d’onde, on peut calculer les vibrations quantiques et classiques avec lesquelles un objet peut entrer en résonance et qu’il peut recevoir.

Un moment d’expérience consciente débute lorsque nos détecteurs reçoivent des vibrations, des informations, de l’énergie et de la matière liées à un phénomène ou à un objet, induisant ainsi des changements ou des expériences perceptibles. Nos détecteurs déterminent le type d’expériences conscientes que nous pouvons vivre. Le type de détecteur détermine ce qui peut être observé et vécu. Si l’on active différents détecteurs, l’expérience sera différente. C’est le fondement de la nature subjective de la conscience. C’est pourquoi une même chose peut être vécue différemment par différents observateurs. On peut également avoir une expérience différente d’une même chose en utilisant différents détecteurs. Par exemple, avec un appareil photo classique capable de capturer la lumière visible, nous pouvons obtenir une photo montrant l’image de la lumière visible. Avec un appareil photo capable de capturer la lumière infrarouge, nous obtenons une photo montrant l’image de la lumière infrarouge. Avec nos yeux, nous voyons des images de lumière visible. Avec nos oreilles, nous entendons les sons. Ce sont des phénomènes et des expériences différents car nous utilisons des détecteurs différents.

Dans la figure 1 , il est montré que tout est un champ vibratoire, ce qui est exprimé mathématiquement par la fonction d’onde :

ψ =∑n = 1Nunnetje (Ent −pnx ) /ℏ

La fonction d’onde informe sur les états énergétiques possibles ( En,pn) et les probabilités unn

Dans ces états, qui se rapportent à l’énergie et à l’information d’un objet. La matière est ce qui est observé et ressenti par l’observateur. Elle est déterminée par les détecteurs qu’il utilise.

Figure 1. Description mathématique du champ vibrationnel quantique et de sa relation avec l’expérience consciente.

3. Aborder le problème difficile de la conscience

Le problème difficile de la conscience – aussi appelé « problème corps-esprit » – consiste à comprendre comment une matière telle que le cerveau humain est capable d’expérience subjective [ 3 ] [ 4 ] [ 56 ] . David Chalmers souligne que la solution de ce problème difficile de la conscience nécessite des « lois psychophysiques » régissant la relation entre l’esprit et la matière. Pour résoudre ce problème difficile, David Chalmers propose trois principes spéculatifs [ 4 ] :

1) Le principe de cohérence structurelle

Il s’agit d’un principe d’isomorphisme entre les structures de la conscience et de la conscience.

Dans le QTOC, la conscience dépend des détecteurs. La conscience est due à l’activation et à l’utilisation des détecteurs. La conscience et la perception sont toutes deux dues à la réception des détecteurs ; elles sont donc corrélées.

2) Le principe d’invariance organisationnelle

Ce principe stipule que deux systèmes ayant la même organisation fonctionnelle fine auront des expériences qualitativement identiques.

Dans la théorie du QTOC, le champ vibratoire d’un individu – décrit mathématiquement par la fonction d’onde – détermine toutes ses qualités et tous ses comportements, y compris ses détecteurs et processeurs d’information, d’énergie et de matière. Si deux systèmes ont une fonction d’onde similaire – c’est-à-dire la même organisation fonctionnelle fine – ils auront des expériences qualitativement identiques.

3) La théorie du double aspect de l’information

L’information (ou du moins certaines informations) a deux aspects fondamentaux : un aspect physique et un aspect phénoménal.

Dans la QTOC, l’information est véhiculée par des champs vibratoires, qui constituent l’aspect physique de l’information. On peut percevoir l’information grâce à ses détecteurs et processeurs. Par conséquent, l’information possède à la fois des aspects physiques et expérientiels.

On peut donc conclure que les trois principes suggérés par David Chalmers peuvent tous être dérivés de la théorie quantique du comportement. Dans cette théorie, l’esprit est étroitement lié à l’information. Dans des travaux antérieurs [ 51 ] [ 52 ] , nous soulignons que l’information comporte trois aspects :

1) Contenu de l’information

2) Récepteur/détecteur d’informations

3) Processeur d’informations

On peut calculer son récepteur et son processeur d’information à partir de sa fonction d’onde. L’expérience consciente se produit selon le processus suivant :

1) Certaines informations dans le champ vibratoire ou l’environnement recevables par l’observateur apparaissent et attirent l’attention de l’observateur

2) Le récepteur/détecteur de l’observateur ou de l’expérimentateur reçoit l’information.

3) Le processeur traite les informations reçues et dirige l’énergie vers où elle va.

4) L’énergie déplace et change la matière.

5) La matière est ce que l’on observe et expérimente.

Dans la QTOC, l’esprit et la conscience sont reliés à la matière via le processus de manifestation en cinq étapes mentionné précédemment. Ces deux principes précisent le mécanisme quantique qui régit la capacité du corps à vivre une expérience consciente et la capacité de la conscience à le modifier.

En expliquant comment les phénomènes quantiques subjectifs et indéterministes se produisent grâce à la mesure quantique, QTOC peut aborder le problème difficile de la conscience.

4. Applications et prévisions du QTOC

4.1. Application au développement de divers modèles de conscience

La théorie quantique quantique soutient le panpsychisme [ 57 ]. Elle indique que tout – y compris les électrons, les atomes, les molécules, les cellules, les organes, les arbres, les rivières, les montagnes, la Terre, la Lune, le Soleil, les étoiles, les galaxies et l’univers dans son ensemble – peut avoir une certaine conscience, car ils contiennent tous des informations, peuvent recevoir et traiter des informations, et subir les changements qui en résultent. On peut utiliser la physique quantique pour calculer le niveau, la qualité et la quantité de conscience d’un objet. Pour ce faire, il faut calculer la fonction d’onde de l’objet. De cette fonction d’onde, on peut déduire le contenu, le récepteur et le processeur de l’information, de l’énergie et de la matière.

Français QTOC fournit la base physique et la formulation mathématique pour étudier le panpsychisme et d’autres théories et modèles de conscience, tels que la théorie de l’information intégrée [ 58 ] , la théorie de la résonance générale [ 59 ] [ 60 ] , les modèles de champ [ 61 ] [ 62 ] [ 63 ] , la théorie de l’espace de travail global de la conscience [ 64 ] [ 65 ] , la théorie de la conscience comme mémoire et attention [ 66 ] [ 67 ] , et d’autres modèles et théories de la conscience [ 5 ] . Par exemple, avec QTOC, on peut calculer l’information intégrée proposée dans la théorie de l’information intégrée, la cohérence et la synchronie suggérées dans la théorie de la résonance générale, le champ indiqué dans la théorie des champs, l’espace de travail global cognitif proposé dans la théorie de l’espace de travail global cognitif, et la mémoire et l’attention indiquées dans la théorie de la conscience comme mémoire et attention.

Prenons l’exemple de la théorie de l’espace de travail global de la conscience. Cette théorie postule l’existence d’un système d’« espace de travail global » sous-jacent à l’expérience consciente. Cet espace de travail global est l’organe de communication du système nerveux, et son contenu – qui correspond approximativement à l’expérience consciente – est largement réparti dans tout le système. Le cerveau est considéré comme un vaste ensemble de processeurs automatiques spécialisés, certains imbriqués et organisés au sein d’autres processeurs. Ces processeurs peuvent rivaliser ou coopérer pour accéder à l’espace de travail global, leur permettant ainsi d’envoyer des messages globaux à n’importe quel autre système. Toute expérience consciente naît de la coopération et de la compétition entre différents processeurs d’entrée.

Selon la théorie quantique de la conscience (QTOC), tout est essentiellement un champ vibratoire quantique s’étendant dans l’espace et le temps et transportant information, énergie et matière. De ce fait, il existe un champ vibratoire universel dont tout fait partie et auquel tout peut accéder [ 51 ]. Ce champ vibratoire quantique joue le rôle d’espace de travail global. L’hypothèse d’un espace de travail global et d’une messagerie globale dans la théorie de l’espace de travail global peut être un résultat naturel de la théorie quantique de la conscience (QTOC). Cependant, il existe une différence cruciale entre le champ vibratoire universel suggéré par la théorie quantique de la conscience (QTOC) et celui discuté dans la théorie de l’espace de travail global de la conscience (QTOC). Le champ vibratoire universel suggéré par la théorie quantique de la conscience (QTOC) est beaucoup plus vaste que l’espace de travail global localisé de cette théorie. Il existe non seulement dans le cerveau, mais englobe également le corps tout entier, voire l’univers entier. Il est accessible à tous.

4.2. La prédiction d’un champ vibratoire universel et de la synchronie

La nature des vibrations quantiques réside dans leur existence possible dans l’espace et le temps. De ce fait, une prédiction naturelle de la théorie quantique quantique est l’existence d’un champ vibratoire universel, dont tout fait partie et auquel tout peut accéder, c’est -à-dire recevoir ou envoyer des vibrations, des informations, de l’énergie ou de la matière.

Différentes parties du cerveau et du corps peuvent recevoir des vibrations du champ vibratoire universel selon la gamme de vibrations avec laquelle elles sont capables de résonner. Les types de vibrations avec lesquelles une partie particulière du corps peut résonner et absorber dépendent de ses structures atomiques, moléculaires, cellulaires, neuronales et autres structures internes. Si différentes parties du corps ou du cerveau entrent en résonance avec le même groupe de vibrations du champ vibratoire universel et le reçoivent, leurs états ou vibrations peuvent devenir synchronisés ou cohérents. Ce processus est similaire au fait que si chacun synchronise son horloge avec une horloge universelle, chacun peut se synchroniser rapidement. Ce mécanisme est également similaire à celui de la création d’un laser. Le laser est une lumière cohérente. Il est créé par la lumière émise par un cristal qui rebondit entre deux miroirs pour stimuler la génération de lumière cohérente.

Français Il existe des expériences indiquant la corrélation entre la performance cognitive et le rythme cardiaque [ 68 ] . La cohérence sociale et globale a été découverte, par exemple, grâce à la synchronisation du rythme cardiaque entre des paires de personnes et dans des groupes, ainsi qu’avec les fréquences de résonance du champ magnétique terrestre [ 69 ] [ 70 ] . Il a été découvert que le rythme cardiaque de l’humanité peut être synchronisé interpersonnellement à travers la planète avec la fréquence de résonance du champ magnétique terrestre. L’impact de l’activité solaire sur le climat terrestre et l’histoire humaine, y compris la vie et l’activité mentales, a été observé [ 71 ] [ 72 ] [ 73 ] [ 74 ] [ 75 ] . Toutes ces découvertes suggèrent que l’effet du champ vibratoire universel s’étend bien au-delà du cerveau et du corps, englobant l’ensemble de l’humanité, la Terre et le système solaire.

4.3. Résonance de Schumann et ondes cérébrales

Français La résonance de Schumann (RS) est un ensemble de fréquences générées par la résonance de la cavité ionosphérique terrestre. La similitude entre les ondes cérébrales telles que alpha (8 – 12 Hz), bêta (12 – 30 Hz) et gamma (30 – 100 Hz) avec les RS et la tendance des rythmes de l’électroencéphalogramme (EEG) à devenir synchrones avec l’activité de la RS a été signalée pour la première fois par Koenig [ 72 ] . Pobachenko et al. [ 73 ] ont découvert que les variations de l’EEG étaient corrélées aux changements de la RS au cours du cycle quotidien. Persinger et al. ont également étudié l’activité EEG et la RS, constatant que la puissance dans les profils spectraux EEG avait des périodes répétées de cohérence avec les trois premières fréquences de résonance de la RS (7 – 8 Hz, 13 – 14 Hz et 19 – 20 Hz) en temps réel [ 74 ] .

Français Cette resynchronisation répétée dans les gammes alpha, bêta et gamma des ondes cérébrales se produit dans des décalages temporels très courts couvrant de très longues distances. Le mécanisme dominant dans la physique classique pour les interactions neuronales par transmission synaptique axodendritique ou couplage de jonction communicante ne peut pas entièrement expliquer la cohérence précise de la synchronie globale des ondes cérébrales [ 75 ] [ 76 ] . Freeman et Vitiello appliquent la théorie quantique des champs à plusieurs corps développée en physique de la matière condensée pour décrire ces ondes cérébrales cohérentes à longue portée [ 76 ] . Hunt et Schooler proposent une théorie de résonance générale pour expliquer comment les structures résonnantes communiquent et parviennent à une résonance partagée [ 59 ] . Cependant, le mécanisme spécifique reste inconnu dans ces théories.

Selon la théorie quantique quantique, la similitude entre la RS et les ondes cérébrales thêta, alpha, bêta, gamma et autres n’est pas fortuite. Les ondes alpha, bêta, gamma et autres proviennent de la capacité du cerveau à entrer en résonance avec la RS, qui fait partie du champ vibratoire quantique universel. Ces résonances transportent la RS à l’intérieur du cerveau. Si différentes parties du cerveau peuvent entrer en résonance avec la RS, elles peuvent alors recevoir et émettre des ondes cérébrales dans sa gamme. Ce processus permet d’établir une cohérence avec la RS, ce qui peut conduire à une synchronie entre différentes parties du cerveau. Les RS qui circulent dans notre cerveau peuvent stimuler simultanément différentes parties du cerveau. C’est pourquoi la synchronie et la cohérence instantanées des différentes parties du cerveau se produisent dans les bandes de fréquences alpha (8-12 Hz), bêta (12-30 Hz), gamma (30-100 Hz) et peut-être dans d’autres bandes de fréquences. Ce type de cohérence et de synchronicité peut également se produire entre différentes parties du corps, des personnes et différents objets sur Terre, comme cela a été démontré dans des expériences [ 68 ] – [ 75 ] .

Il est important de souligner que les ondes cérébrales thêta, alpha, bêta, gamma et autres ne constituent qu’un groupe d’ondes cérébrales. De nombreuses autres ondes cérébrales proviennent de résonances avec d’autres vibrations du champ vibratoire universel.

On peut se demander pourquoi le corps a développé la capacité de résonner avec la RS. Cela pourrait s’expliquer par le fait que cette capacité permet au corps de recevoir et d’envoyer des informations, de l’énergie et de la matière depuis et vers la Terre, ainsi que vers toutes les autres entités présentes sur cette planète. Par exemple, les humains et d’autres formes de vie, comme les plantes et les animaux, développent la capacité de résonner avec la lumière visible et de la recevoir, laquelle transporte des informations, de l’énergie et de la matière du soleil par le biais de ces vibrations. Les systèmes vivants développent des capacités essentielles pour résonner avec et recevoir diverses vibrations entre eux, ainsi qu’avec la Terre, le Soleil, les galaxies et l’univers. Ces informations, cette énergie et cette matière peuvent être vitales pour la survie, la vitalité, la santé, le bien-être, l’immunité, la communication, l’inspiration, le but et le sens de la vie, ainsi que pour la santé et le développement physique, mental, émotionnel et spirituel. Être capable de résonner avec ces vibrations peut également aider à se connecter aux autres, à la Terre, au Soleil, à la galaxie et à l’univers. Cela peut permettre à la vie et à la conscience d’atteindre des niveaux supérieurs, impliquant des degrés toujours plus élevés de connexion, d’ordre, de synchronie et de complexité. Cela pourrait constituer une orientation de recherche importante pour approfondir les mystères du cerveau, de la conscience et de la vie en général.

4.4. Étudier le réseau neuronal du cerveau comme un système d’information quantique

Selon la théorie quantique de l’information (QTOC), nous devons étudier le réseau neuronal du cerveau comme un système d’information quantique. Ces dernières années, la recherche sur la théorie de l’information quantique a connu de grands progrès [ 77 ], qui est non seulement au cœur des technologies de l’information modernes, mais offre également de nouveaux angles, outils et méthodes dans de nombreux domaines. Nous l’appliquons ici à l’étude des réseaux neuronaux.

L’informatique quantique offre une compréhension théorique de la corrélation, notamment des nouveaux concepts appelés « intrication quantique » et « entropie d’intrication ». L’entropie normale mesure le degré de désordre et d’incertitude existant au sein d’un objet. L’entropie d’intrication mesure la connexion, la corrélation et la cohérence existant au sein d’un objet ou entre des objets. Des milliers d’articles de recherche étudiant les propriétés de l’intrication quantique ont été publiés au cours des deux dernières décennies. Le principal résultat est que l’interaction et la connexion entre unités voisines (par exemple, spins, électrons, protons, atomes, molécules, neurones, cellules, synapses) peuvent conduire à l’intrication et engendrer un ordre à longue portée et diverses transitions de phase. Certains des nouveaux états de phase ne sont rien d’autre que les schémas de l’intrication à plusieurs corps. Les schémas non triviaux de l’intrication sont à l’origine de nombreux phénomènes très nouveaux dans la matière condensée [ 77 ].

Tout système quantique interagit inévitablement avec son environnement et conduit à la décohérence. Pour protéger un système du bruit, des codes correcteurs d’erreurs quantiques sont développés. L’idée principale de ces codes est de répartir l’information quantique d’un qubit sur un état hautement intriqué de plusieurs qubits. De cette manière, les erreurs causées par la décohérence de l’environnement peuvent être corrigées ou réduites.

Français La recherche sur la formation de la mémoire dans le cerveau indique que la mémoire est la réactivation d’un groupe spécifique de neurones, formé de décharges persistantes qui conduisent à des changements dans la force des connexions entre les neurones. Depuis les travaux expérimentaux de Karl Lashley dans les années 1940, on sait que de nombreuses activités fonctionnelles du cerveau ne peuvent pas être directement liées à des cellules neuronales spécifiques ; elles impliquent plutôt des régions étendues du cerveau [ 78 ] [ 79 ] . La description de la non-localité des fonctions cérébrales, en particulier du stockage et du rappel de la mémoire, était l’objectif principal du modèle quantique du cerveau proposé en 1967 par Ricciardi et Umezawa [ 33 ] , qui est basé sur la théorie quantique des champs (QFT) des systèmes à plusieurs corps. L’extension du modèle à la dynamique dissipative a été récemment étudiée [ 9 ] en relation avec la possibilité de modéliser des réseaux neuronaux présentant une dynamique collective et des corrélations à longue portée entre les unités du réseau.

Du point de vue de la théorie de l’information quantique, les riches structures des protéines, de l’ADN, des microtubules, des membranes, des neurones et des réseaux neuronaux sont à l’origine de l’intrication, de la cohérence et de la corrélation. Des activations instantanées et cohérentes dans le réseau neuronal cérébral sont essentielles à la formation des connexions et des interactions entre les neurones. Ces interactions peuvent établir une nouvelle intrication et une nouvelle cohérence, susceptibles de conduire à des états particuliers ou à des transitions de phase. Du point de vue de la théorie de l’information quantique, la mémoire correspond aux nouveaux états intriqués uniques et à la transition de phase vers un nouvel état cohérent.

Il est intéressant de noter que notre cerveau s’est développé et utilise naturellement des codes de correction d’erreurs quantiques pour protéger la mémoire. Chaque neurone contient des milliers, voire des dizaines de milliers, de synapses, connectées par le même corps cellulaire et donc intriquées quantiquement. Chaque synapse peut recevoir la même information quantique. Toutes les synapses de chaque neurone peuvent contenir des copies de cette même information quantique. Ainsi, l’information quantique est répartie sur un état hautement intriqué composé de plusieurs éléments. De cette façon, les erreurs causées par la décohérence de l’environnement peuvent être corrigées ou réduites. Le système neuronal utilise un code de correction d’erreurs pour protéger l’intrication et la mémoire.

L’intrication quantique n’existe pas seulement au niveau neuronal ; elle est également répandue au niveau vibratoire. Elle est essentielle à la compréhension des ondes cérébrales et de leur relation avec la conscience, les structures et fonctions cérébrales, ainsi que la structure, les fonctions et l’expression de l’ADN. L’étude du réseau neuronal cérébral, de l’ADN et du système vital en tant que système d’information quantique pourrait mener à des avancées plus profondes et plus importantes dans l’étude de la conscience et de la vie en général.

5. Discussion et conclusion

Dans cet article, nous suggérons que la conscience est un phénomène quantique. La résolution du problème de mesure quantique peut conduire à la résolution du problème complexe de la conscience. Nous proposons une théorie quantique de la conscience (QTOC) fondée sur une nouvelle interprétation de la physique quantique. Dans cette QTOC, tout naît d’un champ vibrationnel porteur de matière, d’énergie et d’information, décrit mathématiquement en termes de fonction d’onde. L’expérience consciente se produit par l’activation et l’application d’un corps capable de recevoir des vibrations par résonance ou par l’information, l’énergie et la matière. Cette QTOC fournit les fondements physiques et la formulation mathématique pour :

1) Aborder le problème difficile de la conscience.

2) Développer divers modèles de conscience et étendre les théories existantes.

3) Il prédit l’existence d’un champ vibratoire quantique universel, auquel tout peut accéder, recevoir et envoyer des informations, de l’énergie et de la matière.

4) Expliquez la synchronisation à grande échelle et presque instantanée des ondes cérébrales telles que les ondes cérébrales gamma, bêta et alpha et pourquoi et comment ces ondes cérébrales sont corrélées avec les résonances de Schumann, ainsi que pourquoi et comment une telle cohérence peut se produire non seulement entre différentes parties du cerveau et du corps, mais aussi des objets externes, la terre, le soleil et même les galaxies et l’univers.

5) Appliquer les progrès actuels de la théorie de l’information quantique, en particulier les connaissances sur l’intrication quantique et les codes de correction d’erreurs quantiques, pour étudier le réseau neuronal du cerveau et apporter un nouvel éclairage sur les neurosciences, par exemple sur le mécanisme de la mémoire.

Nous concluons que cette théorie quantique de la conscience (QTOC) mérite d’être approfondie et développée. Nous renvoyons à des travaux futurs pour une application et des tests plus détaillés de cette QTOC. Commentaires, discussions et collaborations sont les bienvenus.

Remerciements

Nous tenons à remercier Rollin McCraty pour avoir partagé ses recherches, Jonathan Schooler pour ses conseils et suggestions, et Nikki Johnson pour ses précieuses informations, suggestions, références et corrections. Nous remercions également le Dr Rugina pour ses échanges, commentaires, conseils et son aide à la publication, ainsi que Daniela Rambaldini pour ses illustrations.

Fonds

Cette recherche a été financée en partie par la National Science Foundation sous la subvention n° NSF PHY-1748958.

Conflits d’intérêts

Les auteurs déclarent que la recherche a été menée en l’absence de toute relation commerciale ou financière qui pourrait être interprétée comme un conflit d’intérêt potentiel.

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