Le cerveau et la mécanique quantique.

[invite875434567890]

Bonjour à tous.
Les fonctions psychiques de nôtre cerveau (pensée, conscience, émotion…) ne seraient-elles pas issues de phénomènes quantiques de la matière.
Merci.
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[JPL]

Tarte à la crème sur laquelle on a brodé le meilleur et le pire, surtout le pire. J'ajoute que lancer un truc comme ça sous la forme d'une simple question étayée par rien (même pas une référence de lecture que tu aurais pu trouver, Penrose par exemple), ce n'est pas une bonne manière de démarrer une discussion.

[invite875434567890]

Bonsoir JPL
>> Hypothèse ici <<
J'aime particulièrement cette réflexion:
En effet, à mesure que l'on va vers l'infiniment petit, plus on se rend compte que ce que l’on appelle la réalité tend vers un état plus potentiel que réel, suggérant que la seul fixité qu'il puisse exister à ce niveau provient de l'acte même d'observation qui détermine en quelque sorte un état particulier au détriment des autres.

[Paraboloide_Hyperbolique]

Bonsoir,

A strictement parler, l'Univers entier est quantique. Le cerveau aussi donc.
Plus précisément ici, n'importe quel phénomène chimique peut en principe se déduire des lois de la mécanique quantique.

Cependant, en lisant l'article fournit via votre lien, je doute qu'un état superposition quantique puisse demeurer longtemps dans un canal ionique et avoir une quelconque influence. Je me trompe peut-être, mais ce phénomène me semble peu probable vu la nature du milieu considéré (nombreuses molécules interagissantes, agitation thermique non-négligeable...)

[A voir en vidéo sur Futura]

[mariposa]

Bonjour à tous.
Les fonctions psychiques de nôtre cerveau (pensée, conscience, émotion…) ne seraient-elles pas issues de phénomènes quantiques de la matière.
Merci.

La reponse est strictement non. Quand on entasse des echelles de complexité il y a des mecanismes d'emergence qui fait un systeme complexe n'est pas reductible a la composition de ses parties.

[Xoxopixo]

Bonjour,

disons que la justification de la nécéssité d'un phénomène de logique quantique (pour distinguer effectivement de la chimie quantique) n'a pas pour le moment etait démontrée.
Il est question, il me semble, plus d'une impression que d'une preuve, que la mémoire (qui peut s'avérer "prodigieuse" aux yeux de certains) ne pourait pas, par de "simples" mécanismes biologiques être aussi efficace que ce qui est "constaté".

La "simplicité" des mécanismes biologiques a contario de la logique quantique a par ailleurs été initalement défendue par un non-biologiste, Roger Penrose, à une époque où la connaissance de cette biologie etait (et elle l'est encore de nos jours) rudimentaire (et vue surtout selon l'aspect purement fonctionnel).

Pour pouvoir trancher il faudrait donc pouvoir, à mon avis, évaluer rationnellement les capacités biologiques des cellules selon le critère informationnel.
Ce qui n'est pas une mince affaire dans le cas où la mémoire serait un phénomène émergent, propre à la structure physique (pas de langage relationnel de bas niveau, mais un developpement allié à des principes structurels).

Un exemple intéressant, un peu en rapport avec ce problème est le "dialogue" (bien que de plus haut niveau en terme de communication) que l'on peut observer au sein d'un groupe animal.
Chez les oiseaux sociaux par exemple, lorsque le groupe s'est développé ensemble, il apparait une "harmonie" dans la communication, dont le contenu informationel peut laisser pantoit l'expert en communication (et on ne parle pas ici des traits généraux mais de la finesse)
On ne sait pas pourquoi et comment, mais ils se comprenent en finesse.
C'est propre au groupe et lié au développement.

[invite875434567890]

La reponse est strictement non. Quand on entasse des echelles de complexité il y a des mecanismes d'emergence qui fait un systeme complexe n'est pas reductible a la composition de ses parties.

Sniff… pourriez vous étayer (simplement)vôtre réponse.
Effectivement, la conscience même si je ne sais pas ce que c’est , ne peut-être issue que d’une combinaison complexe de matière inerte.
J’espérai que le vivant utilise des propriétés quantiques de la matière pour en faire sa spécificité. Cela arrangeait mes petits neurones.

[myoper]

Bonsoir.

J’espérai que le vivant utilise des propriétés quantiques de la matière pour en faire sa spécificité. Cela arrangeait mes petits neurones.

Peut être en présentant d'une autre façon: les mécanismes quantiques se produisant dans le cerveau n'ont pas de raison d'être différents de ceux qu'on va trouver ailleurs dans d'autres "objets".

[noureddine2]

salut , d'après le lien : http://fr.wikipedia.org/wiki/Esprit_quantique

Cette hypothèse part du principe, controversé, que la physique classique et son déterminisme ne peut totalement expliquer la conscience.

on fait l'hypothèse que le déterminisme macro est incompatible avec le libre arbitre et la conscience .

[Deedee81]

Salut,

on fait l'hypothèse que le déterminisme macro est incompatible avec le libre arbitre et la conscience .

C'est le coeur du sujet. Mais attention, comme ils le disent, c'est justement très controversé.

[Nathanael75]

Bonjour,

Penrose, je crois, fait référence à l'indécidabilité et au problème de calculabilité (certains raisonnements de mathématiciens dépassent ces limitations) pour montrer que la physique du cerveau ne peut pas être classique (déterministe) et propose la mécanique quantique comme source d'aléatoire.
Quelqu'un pourrait il préciser le raisonnement ? (un lecteur de Penrose par exemple )

Pourquoi par exemple, la complexité du cerveau, des processus chimique etc ne peut pas faire émerger un comportement stochastique (sans référence à la mécanique quantique) ?
Un tel comportement stochastique, reposant sur une physique déterministe à la base, ne pourrait il pas expliquer la conscience ? (enfin, je n'y connais rien à la théorie de la calculabilité, mais ma question revient à : si on met plein de machine de turing, on ne peut pas aboutir à un comportement émergent qui fasse mieux qu'une seule machine de turing ? enfin bref, je n'y connais rien).

Sinon, les processus physico chimiques sont fondamentalement quantiques, a t on besoin d'introduire des mécanismes hypothétiques (réduction dans les synapses etc) pour faire passer le cerveau d'une machine de turing à une machine quantique (décohérence trop rapide...) ?

Enfin, des scientifiques ont-ils proposé une explication pour l'émergence de la conscience (définition ?) à partir de la décohérence ?

Si quelqu'un est assez aimable pour essayer de m'éclairer

[Chanur]

Bonjour,

si on met plein de machine de turing, on ne peut pas aboutir à un comportement émergent qui fasse mieux qu'une seule machine de turing ?

Sur ce point précis, clairement non.
Tant qu'on a un nombre fini de machines, on peut les simuler à l'aide d'une seule machine de Turing.
On peut même faire des machines de Turing universelles : capable de simuler n'importe quelle autre machine de Turing.
Machines_de_Turing_universelle s

Pour le cerveau humain ... faut voir ... C'est l'objet le plus complexe de l'univers connu alors d'ici à ce qu'on comprenne comment ça marche !

[Deedee81]

Salut,

Voir aussi : http://fr.wikipedia.org/wiki/Th%C3%A8se_de_Church
très intéressante à lire pour le débat ici.

[invite73192618]

Penrose, je crois, fait référence à l'indécidabilité et au problème de calculabilité (certains raisonnements de mathématiciens dépassent ces limitations) pour montrer que la physique du cerveau ne peut pas être classique (déterministe) et propose la mécanique quantique comme source d'aléatoire.
Quelqu'un pourrait il préciser le raisonnement ? (un lecteur de Penrose par exemple )

Presque. Penrose sait (et explique) que la mécanique quantique est tout autant calculable que la mécanique classique. Sa proposition est plutôt qu'il existe une mécanique non calculable qui serait à la fois à la base de la gravitation quantique et à la base des capacités de créativité mathématique, en mettant l'esprit humain directement en contact avec le monde des idées (au sens de Platon).

Pourquoi par exemple, la complexité du cerveau, des processus chimique etc ne peut pas faire émerger un comportement stochastique (sans référence à la mécanique quantique) ?

C'est la position standard, au sens qu'il est standard de considérer que la lune n'est pas fait de fromage.

si on met plein de machine de turing, on ne peut pas aboutir à un comportement émergent qui fasse mieux qu'une seule machine de turing ?

Si par pas mieux tu veux dire "tout problème calculable par une trollée de machine de turing et calculable par une machine de Turing unique", tout-à-fait.

Sinon, les processus physico chimiques sont fondamentalement quantiques, a t on besoin d'introduire des mécanismes hypothétiques (réduction dans les synapses etc) pour faire passer le cerveau d'une machine de turing à une machine quantique (décohérence trop rapide...) ?

En fait c'est le contraire: la décohérence/effondrement de la fonction d'onde est connue pour être exponentiellement rapide quand la taille de l'espace de Hilbert décrivant un système physique augmente, donc c'est à ceux qui pensent que les superpositions quantiques peuvent jouer un rôle macroscopique d'expliquer comment elles pourraient être conservées sur une échelle macroscopique. (Ce n'est pas conceptuellement impossible, juste extrêmement difficile et on ne voit rien dans le système nerveux qui puisse permettre une superposition au-delà du canal isolé -Penrose proposait les microtubules, mais comme on pouvait s'y attendre c'est bien trop bruité).

Enfin, des scientifiques ont-ils proposé une explication pour l'émergence de la conscience (définition ?) à partir de la décohérence ?

Pas que je sache, mais ce ne serait pas surprenant quelqu'un quelque part qui ai exploré l'idée. Un peu dans le même genre, many-mind est une interprétation de la mécanique quantique qui peut être facilement modifié pour en faire une théorie disant "il existe une substance d'esprit qui est responsable de l'effondrement de la fonction d'onde". Mais ce serait réfuté plus ou moins directement par les travaux sur la décohérence.

[mariposa]

(Ce n'est pas conceptuellement impossible, juste extrêmement difficile et on ne voit rien dans le système nerveux qui puisse permettre une superposition au-delà du canal isolé -Penrose proposait les microtubules, mais comme on pouvait s'y attendre c'est bien trop bruité).

Bonsoir,

Le mérite de la proposition de Penrose est qu il y croit. proposition qui en a fait sourire plus d'un.

Cela me donne l'idée très générale de lancer ultérieurement un débat du style: Est-ce qu' un mathématicien peut expliquer le réel directement, sans passer par la médiation des physiciens expérimentaux et théoriques. y a t-il des exemples dans l'histoire récente?

Par respect de l'initiateur de ce fil je mentionne que mon intervention est hors sujet.

[lecosmotien]

l'existence d'état quantique macroscopique comme la supraconductivité par exemple pourrait servir de base à l'idée de présence du quantique dans le fonctionnement du cerveau.
La stabilité de la molécule d'ADN ne peut s'expliquer que par l'intrication quantique. La photo-synthèse utilise un effet tunnel quantique pour avoir un rendement suffisant dans le captage de photons (cela permettra surement de construire avec la nanotechnologie des cellulles photo-electrique de haut rendement).
Donc le vivant sait utiliser le quantique. Sait-il l'utiliser de manière macroscopique ? Je pencherai plutôt vers le oui que vers le non (oui à priori car je ne vois pas pourquoi il ne pourrait pas le faire).
On peut faire une analogie entre le fonctionnement du cerveau et un état quantique macroscopique.
Prenons un supraconducteur qui se trouve en dessous de la température de transition, il est donc dans un état supraconducteur. Puis on augmente la température au dessus de la température de transition (on agite la maille cristalline) l'état supraconducteur est détruit.
Considérons le cerveau en état de veille ou bout d'un certain temps la fatigue surgt jusqu'à ce que l'état de veille soit détruit, le système nerveux se repose (se restaure) et au bout de plusieurs heures l'état de veille s'allume de nouveau.
Dans une conférence récente , on a posé la question à Alain Aspect si on pouvait envisager que le cerveau fonctionne comme un ordinateur quantique. Il a répondu que si l'ordinateur quantique est possible (si on arrive a en construire un) alors il ne voyait pas pourquoi le cerveau ne pourrait pas en faire autant). cf:
http://www.diffusion.ens.fr/index.ph...nf&idconf=867#

[noir_ecaille]

Ça montre que vous ne connaissez pas assez en neuroscience. Il faudrait commencer par l'anatomie, puis la physiologie, et enfin la cartographie fonctionnelle -- laquelle est d'une plasticité hallucinante, rien de comparable à un ordinateur.

On peut difficilement réduire le cerveau à une machine à cause de ses propriétés intrinsèques.

• Le cerveau est à la fois un organe et un réseau, qui en plus s'intègre dans des réseaux plus vastes et diffus.
• Mais avant tout c'est une histoire, ou plutôt la résultante d'une histoire personnelle. Chaque connexion nerveuse a été façonnée et continue d'être façonnée par le vécu, pour le meilleur comme pour le pire.
• Il ne faut pas non plus négliger la partie endocrine et ses cascades d'effets et rétro-contrôles positifs comme négatifs, ainsi que les effets d'exogènes sur les différents récepteurs chimiques des neurones et des autres cellules -- notamment les cellules gliales, trop souvent négligées dans les modélisations populaires et dont l'effet sur la mémoire pourrait bien avoir joué un rôle décisif dans l'évolution de notre lignée.
• Beaucoup d'études apportent de l'eau au moulin des tendances homme/femme mais d'autres mettent l'accent sur la culture -- d'après des psychanalystes comme Lacan rien que parler est un acte sexuelle puisqu'on différencie notre manière de parler en fonction de l'interlocuteur, mais aussi du locuteur et de beaucoup de critères associés. Difficile donc de faire la part de l'inné et de l'acquis.
• Enfin, il y a l'idiosyncrasie et tant d'autres libertés ou individualismes à prendre en compte quant à généraliser un modèle de cerveau -- autant d'un côté on sait retracer la cartographie fonctionnelle d'un individu donné, ainsi que son histoire et en partie ses capacités ; autant en prenant un autre individu on n'obtiendra pas les mêmes "réactions" malgré une apparente similitude ; autant pour un troisième individu on obtiendra les mêmes "résultats" que le premier mais par des cheminements complètements différents. On passe donc à la strate émergente de la psychologie et on commence seulement à défricher quelques pistes pour faire le lien avec la neurologie.

Bref. Avant de faire le lien ou le parallèle entre machine quantique et cerveau, il reste beaucoup à connaître ou apprendre. Bah ! c'est juste une tentative de raccourci maladroit

[Paraboloide_Hyperbolique]

La stabilité de la molécule d'ADN ne peut s'expliquer que par l'intrication quantique. La photo-synthèse utilise un effet tunnel quantique pour avoir un rendement suffisant dans le captage de photons (cela permettra surement de construire avec la nanotechnologie des cellulles photo-electrique de haut rendement).

En effet, cela rejoint mon message précédent qui dit que, techniquement parlant, tout est quantique. Reste à savoir si le cerveau utilise des propriétés quantiques dans des processus de cognitions, ce que vous soulevez plus loin dans votre message, cfr. les remarques qui suivent plus bas.

Donc le vivant sait utiliser le quantique.

Tout comme le non-vivant (une pierre par exemple)...

Sait-il l'utiliser de manière macroscopique ? Je pencherai plutôt vers le oui que vers le non (oui à priori car je ne vois pas pourquoi il ne pourrait pas le faire).
On peut faire une analogie entre le fonctionnement du cerveau et un état quantique macroscopique.
Prenons un supraconducteur qui se trouve en dessous de la température de transition, il est donc dans un état supraconducteur. Puis on augmente la température au dessus de la température de transition (on agite la maille cristalline) l'état supraconducteur est détruit.
Considérons le cerveau en état de veille ou bout d'un certain temps la fatigue surgit jusqu'à ce que l'état de veille soit détruit, le système nerveux se repose (se restaure) et au bout de plusieurs heures l'état de veille s'allume de nouveau.

Deux points sur lesquels votre analogie ne peut pas fonctionner:

1. Il n'y a pas à ma connaissance de parallèle entre l'état supraconducteur d'un matériaux et l'état de veille du cerveau.
2. L'état supraconducteur ne fonctionne, pour le moment, qu'à basses températures (de l'ordre de -150°C avec les cuprates qui sont des supra-conducteurs "chauds" si mes souvenirs sont bons.)
Je vois mal le cerveau utiliser un quelconque état supra-conducteur de la matière, celui-ci fonctionnant à environ 37°C et ne contenant aucun supra-conducteur connu.

Dans une conférence récente , on a posé la question à Alain Aspect si on pouvait envisager que le cerveau fonctionne comme un ordinateur quantique. Il a répondu que si l'ordinateur quantique est possible (si on arrive a en construire un) alors il ne voyait pas pourquoi le cerveau ne pourrait pas en faire autant). cf:
http://www.diffusion.ens.fr/index.ph...nf&idconf=867#

Peut-être le cerveau utilise la mécanique quantique comme vous l'entendez, mais il faut en ce cas en apporter la preuve. Apporter la preuve du contraire est impossible (ce serait comme démontrer qu'il n'y a pas de nounours vers sur Pluton.)

[JPL]

Pour moi le message de lecosmotien est juste un alignement de mots à la mode.

[shmikkki]

La stabilité de la molécule d'ADN ne peut s'expliquer que par l'intrication quantique.

???? précisions SVP?
Je croyais tout bêtement que la stabilité de l'ADN s'expliquait justement parce qu'elle est "désoxyribo". Donc pas de groupement OH, donc très peu de réactions chimiques avec d'autres composées (au contraire de l'ARN qui elle est ribonucléique ... et n'est vraiment pas stable du tout).
Bref, inutile d'en faire appel à l'intrication quantique pour expliquer cela.
D'ailleurs, comment une intrication quantique pourrait "résister" avec une aussi grosse molécule, qui interagit avec quasiment tout dans la cellule (quand on voit les complexes de transcription c'est énorme!).

Pour moi le message de lecosmotien est juste un alignement de mots à la mode.

+1000

[JPL]

Et encore, elle n'est pas si résistante que ça !

[shmikkki]

Comparer à l'ARN ou n'importe quelle autre protéine d'un organisme elle l'est particulièrement.
C'est d'ailleurs intéressant de voir le "choix" évolutif de cette molécule comme support de l'information transmis à la descendance, comparé aux ARN (qui étaient pourtant les premiers à apparaître dans l'arbre de la vie).

[ansset]

y'en a qui voit du quantique partout !
ça doit être "tendance" en ce moment .

d'ailleurs, ma machine a café deconne un peu en ce moment, ça doit être quantique !

[JPL]

Elle est peut-être intriquée avec un vibro-masseur ?

[ansset]

Elle est peut-être intriquée avec un vibro-masseur ?

HS : tu exagères là, c'est autre chose, y'en a pas chez moi !, enfin je crois
mais du coup je ne sais pas quel "réparateur" appeler !
fin du HS .

[JPL]

HS : tu exagères là, c'est autre chose, y'en a pas chez moi !, enfin je crois
mais du coup je ne sais pas quel "réparateur" appeler !
fin du HS .

C'est le moment de rappeler que quand deux objets sont intriqués la distance n'a aucune importance, le vibro-masseur serait-t-il sur une exoplanète d'Andromède. Bref un moyen ludique (? ) de rappeler à lecosmotien qu'intriqué requiert que ce soit intriqué avec autre chose, sinon le mot employé tout seul n'a aucun sens.

[pelkin]

Bref un moyen ludique (? ) de rappeler à lecosmotien qu'intriqué requiert que ce soit intriqué avec autre chose, sinon le mot employé tout seul n'a aucun sens.

Ouais, mais le cosmotien n'a jamais été intriqué et n'a jamais eu aucun sens ... faut se faire une raison !

[noureddine2]

Citation Envoyé par lecosmotien Voir le message
Donc le vivant sait utiliser le quantique.

Tout comme le non-vivant (une pierre par exemple)...

salut , l'inerte est déterministe , le vivant est plus libre , donc le vivant peut utiliser un certain hasard qui peut venir du quantique , et qui lui donne plus de liberté et d'indépendance que l'inerte . ça reste à vérifier par l’expérience .

[wipe]

salut , l'inerte est déterministe , le vivant est plus libre , donc le vivant peut utiliser un certain hasard qui peut venir du quantique , et qui lui donne plus de liberté et d'indépendance que l'inerte . ça reste à vérifier par l’expérience .

Y a un truc qui ne rate jamais, en tout cas : quand un gugusse utilise de façon répétée "quantique" comme un nom et pas un adjectif, on peut être sûr qu'il ne sait pas de quoi il s'agit.

Ce qui se vérifie très bien par l'expérience, c'est que le vivant et l'inerte suivent (ou plutôt "sont décrits par") les mêmes lois de la physique. Si saint Augustin et ses successeurs ont pensé le contraire, ce n'est pas sur la base de considérations scientifiques, mais seulement pour tenter d'expliquer comment le mal pouvait exister sans avoir été créé par leur ami invisible.

Pour le dire autrement : le "hasard quantique", ça n'est pas la liberté. Pas plus que suivre aveuglément le résultat d'un jet de dé, ça n'est être libre. Les mécanismes de la physique quantique ne sauraient donc pas justifier l'existence du libre arbitre, qui est, jusqu'à preuve du contraire, uniquement une invention théologique.

[JPL]

l'existence du libre arbitre, qui est, jusqu'à preuve du contraire, uniquement une invention théologique.

À ma connaissance il y a des tas de gens qui parlent de libre-arbitre sans aucune référence religieuse.

Et pour éviter des dérapages éventuels je rappelle la charte du forum :

Étant sur un forum scientifique, les discussions religieuses ou politiques ne sont pas tolérées.

Autrement dit, même ta petite remarque est hors charte.