¿Puede el cerebro aprovecharse de la coherencia cuántica?

Un libro que aborda un tema no muy tratado, fue publicado por el físico norteamericano David Bohm con el título que traducido al español es “Totalidad y orden implícado”. La palabra Totalidad compendia la tesis que propone el autor y constituye el tema de nuestro interés. Conocidos escritores le han concedido especial atención a la palabra “todo”, al concepto de ”totalidad” y a objetos o entes que en su limitación espacial encierran real o metafóricamente una totalidad y a veces el “Todo absoluto”. Así tenemos a Jorge Luis Borges narrándonos que en el Aleph estaba “todo el espacio cósmico” y José Lezama Lima diciendo “bendito sea Dios que resguarda el “todo” en potencia haciendo de cada corpúsculo una volante esfera de creación”.

Pero no sólo en literatura, en las ciencias y principalmente en la física, encontramos el tratamiento de objetos que en cada una de sus partes se observan las propiedades de la totalidad del mismo. Un ejemplo, al estudiar el imán vemos que si se fragmenta, cada uno de los fragmentos es un imán. Otro caso similar es el del holograma, especie de placa fotográfica que capta una imagen tomada con luz láser y que también mediante luz láser puede verse en su total tridimensionalidad. La placa del holograma tiene la curiosa propiedad de que un fragmento cualquiera de la misma al ser iluminada con láser reproduce la totalidad de la imagen. Las matemáticas presentan la totalidad representada en las partes a una escala menor en las figuras geométricas llamadas fractales.

El concepto de holograma

El concepto de holograma desempeña un papel crucial en la tesis de la totalidad de Bohm que será el tema que nos ocupará en lo que sigue. Para ello es necesario conocer cómo se obtiene en la práctica un holograma. Un haz de luz laser se hace llegar a un espejo semiplateado, en el cual una parte del haz se refleja hacia el objeto y la otra la trasmite hasta la placa fotográfica. La luz que llega al objeto es reflejada por éste y enviada directamente a la placa donde interfiere lumínicamente con la que trasmitió el espejo.

El patrón de intereferncia así obtenido será el holograma. La estructura de éste estará formada por un intrincado esquema de puntos brillantes y oscuros donde está plegada (enfolded en el decir de Bohm) toda la información óptica del objeto, con la particulardad fundamental ya explicada de que cada porción del holograma contiene a su vez toda la información plasmada en el holograma completo.

Al iluminar la placa con luz laser, aparece la imagen holográfica que reproduce tridimensionamente el objeto, la cual mostrará la información óptica desplegada (unfolded). En la placa, esto es, en el holograma, el patrón de inter ferencia no muestra un orden “cartesiano”, pero si lo que Bohm llama un orden implicado (implicate order). Al orden “cartesiano” lo llama Bohm orden “explicado” (explicate order).

Pero interesa aquí hacer resaltar una propiedad del holograma por constituir la base de sustentación de los razonamientos que mas adelante emplearemos para presesentar la muy importante tesis que en estos momentos ocupa un significativo espacio en las investigaciones sobre la relación conciencia-holografía. Esta propiedad se manifiesta como ya dijimos, en el hecho de que “si se toma cualquier porción por pequeña que sea del holograma, al iluminarse proyectará la totalidad de la imagen”.

La idea holográfica de la realidad en Bohm

Quizás meditando sobre hechos como los descritos, David Bohm, en su libro sobre la Totalidad, propone su original tesis según la cual la división, la fragmentación de la realidad para su análisis, que efectúa el científico, es artificial ya que, según su criterio, la realidad o la naturaleza es una totalidad indivisible.

Al igual que sucede con el imán, el holograma y el fractal, cada parte que el científico crea artificialmente de la realidad contiene implícitas, todas las propiedades de la realidad en su totalidad. Según Bohm, cada porción de realidad que se toma como separada, es una “proyección” de la total realidad. Así pues, según Bohm, la realidad sólo es el orden implicado; el orden explicado sólo será una apariencia que bastará para la explicación acostumbrada en la experiencia habitual.

El orden implicado y el orden explicado se pueden modelar en el laboratorio disponiendo dos cilindros concéntricos que se hacen rotar según su eje. El espacio entre ellos se llena con un líquido viscoso en el que se ha vertido una gota de tinta, que por la rotación enseguida se nos muestra como una hilacha coloreada. Si detenemos la rotación, veremos la hilacha retomar su forma original de gota. La hilacha que antes vimos representa el orden explicado, desplegado, que nos mostraba la información toda que, plegada en orden implicado, estaba contenida en la gota.

En su libro “Versos del Pluriverso”, dice Ernesto Cardenal: “Los cuerpos son partículas elementales y campos de energía /pero las almas no existen solas /sino sólo como partes de una cosa mayor. /Toda la materia está unida según Bohm. /¿Y las almas no estarán más?”. Y más adelante: “todas las cosas se tocan/todo conectado con todo/y es instantáneo todo./La separación es aparente.”

En estos versos del poeta nicaraguense se sintetiza con elegancia lírica la idea fundamental de la tesis de la totalidad de Bohm. Las partículas serán como localizaciones de los puntos donde un campo no fragmentado se hace notar. Se nos presenta la partícula como la cima de un volcán que es eruptado del fondo del mar, sólo vemos esa cima y nos parece una montaña aislada porque no vemos su pertenencia al fondo marino. Así percibimos la partícula como algo aislado cuando en realidad es sólo una proyeción de un todo infragmentado. Percibimos las partículas como “montañas” aisladas, cuando en realidad comparten una sóla cordillera, un terreno común, common ground, como llama Bohm a una totalidad no fragmentada.

Ateniéndonos a estos conceptos se concibe el movimiento, en este caso de una partícula, como co-presencia de muchas fases de proyecciones de la partícula siguiendo una disposición que responde a un orden implicado como ya vimos, concepto fundamental en su tesis de la totalidad. La aparente (según Bohm) continuidad del movimiento de una partícula, esto es, el no verlo como una sucesión de vistas instatáneas, se debe a que, ayudados por la persistencia retiniana, percibimos las proyecciones plegadas como en el holograma, constituyendo lo que en la Tesis de la Totalidad se denomina holomovimiento (holomovement).

El experimento Einstein, Podolsky y Rosen (EPR)

En la tercera década del pasado siglo XX (1935), A. Einstein, B. Podolsky y N. Rosen propusieron un experimento ideal que ha pasado a la historia con el nombre de Paradoja EPR. Sus autores, defensores de la Relatividad, trataban de demostrar inconsistencias en las propuestas teóricas de la Mecánica Cuántica (MC). A. Aspect y colaboradores lo llevaron a la práctica años mas tarde (1982).

Este “experimento ideal” se presenta así. Se tiene un sistema formado por dos partículas a las que la MC exige que sus espines (su virtual comportamiento rotatorio como si fueran microscópicas peonzas) tengan que ser opuestos; esto es, una partícula debe tener supuesta rotación dextrógira (+) y la otra levógira (-). Ambas se separan y “vuelan” hasta laboratorios lejanos A y B. En el laboratorio A observan la partícula de espín + y conocen, sin transmisión de señal alguna y sin posibilidad de ninguna interacción entre ambas, que la partícula recibida en B es de espín -. Además si de alguna forma durante el “vuelo”, cambia el signo del espín de la partícula destinada a A, instantáneamente cambiará en la de B. Los proponentes del experimento, aducen que prueba que lo postulado por la MC, no presenta las condiciones que los relativistas exigen para considerarlo racional o sea, algo sensato, realista y local. Sobre todo la no-localidad se muestra, según los del EPR, en el hecho de que sería necesaria una señal más veloz que la luz entre las observaciones en A y B.

La MC explica la correspondencia entre lo que acontece en A con lo que acontece en B, argumentando que en el experimento no hay transmisión de señal, que cuando dos objetos como las partículas citadas, han estado unidas o en interacción, aunque se separen a cualquier distancia, la correlación de acciones entre ellas continúa como cuando estaban juntas o en interacción por estar relacionadas por la función de onda (ente matemático que según la MC expresa el estado de un sistema).

Tal hecho, indiscutiblemente, enigmático, lo enfoca David Bohm de acuerdo con su Teoría de la Totalidad que, en su aplicación al efecto EPR, considera las dos partículas como constituyendo proyecciones (podría decirse “abstracciones”) de una indestructible, infragmentable, totalidad (en este caso una subtotalidad) que es el sistema constituido por las dos partículas.

No se necesita, por tanto, señal alguna para la ocurrencia de la correlación entre acciones, ya que no constituye una interrelación según la teoría de Bohm. En el decir de Bohm, las dos partículas del caso, comparten un terreno común, concepto al que ya nos referimos y que es fundamental en la tesis de la Totalidad. Parece desprenderse de lo que Bohm expone en su tesis, que en cada elemento de la totalidad infragmentada se encuentra en cierto sentido plegada como en el holograma toda la realidad.

Una modelización del efecto EPR

La idea central del proceso EPR, puede modelizarse en la siguiente forma, que es una simplificación didáctica de la utilizada por Bohm. El sistema de las dos partículas unidas (según Bohm un todo infragmentable) lo representará una tablilla en una de cuyas caras se dibuja una flecha y en la otra cara otra flecha en dirección opuesta, en representación de los espines, por tanto, en cada cara una partícula. Una cámara de televisión (cámara A) tomará vistas de una cara de la tablilla y las transmitirá por el canal ATV. Otra cámara (cámara B) tomará vistas de la otra cara y las transmitirá por otro canal, el BTV que no tiene ninguna conexión con el primero. Un monitor captará las señales A y otro las B. El A observa una proyección del sistema (no una partícula separada según Bohm) y el B otra proyección en el mismo instante, no obstante estar distantes entre si las torres transmisoras de ambos canales de TV, mostrando ambas señales los espines opuestos (las flechas opuestas). La simulación EPR se va así obteniendo. Se seguirá obteniendo si se gira 180 grados la tablilla mirando la cara A, se habrá invertido el espín (la flecha) en la proyección A, y en correspondencia inmediatamente se invertirá en la B, sin que haya paso de señal alguna de una a otra.

La categoría proyección, es fundamental en la teoría de Bohm. Es lo que “vemos” como “separado” cuando, según Bohm, es sólo la imagen proyectada de la totalidad “real”, teniendo la proyección menor dimensionalidad que la totalidad. En la modelización del experimento EPR, las proyecciones en los monitores son bidimensionales, mientras que la totalidad, la tablilla, es tridimensional. Esto de la diferente dimensionalidad de proyección y totalidad (o subtotalidad si fuera el caso) ya advertida entre holograma e imagen desplegada, lleva a pensar que si la proyección fuera tridimensional, basádonos en en efecto EPR, podríamos inferir que el todo es tetradimensional y, siguiendo así el razonamiento, podríamos imaginar infinitas dimensiones de la “realidad”.

El cerebro holográfico de Pribram

La modelización descrita da una idea bastante aproximada no sólo de este experimento, sino de la esencia de la Teoría de la Totalidad de Bohm, de su criterio de pensar las cosas sin que medie fragmentación alguna, ni siquiera entre el pensamiento y la cosa pensada, ni entre el observador y lo observado. Según Bohm, materia animada y viva, conciencia y tiempo, existen en un terreno común, son proyecciones de la Totalidad. Coincidiendo con lo fundamental de la tesis de Bohm, independientemente al principio pero luego en colaboración con él, el neurólogo Karl Pribram elaboró su concepción del cerebro como un holograma. Considera Pribram basándose en las investigaciones del psicólogo Karl Lashley, que fenómenos de la conciencia atribuibles a la masa cerebral no se localizan en aisladas regiones de ésta, sino que están distribuidos en ella como la imagen en el holograma.

Aludiendo a las desigualdades de Bell

La Paradoja EPR ha suscitado y sigue suscitando controversias. A partir de 1964 el físico irlandés John Bell dio a conocer al respecto sus teoremas con la llamada desigualdad de Bell. En ésta se demuestra que una serie de teorías que pretenden completar la MC, las llamadas teorías locales de variables ocultas (variables clásicas mediante las cuales se pretende aplicar a la MC los cánones clásicos), son incompatibles con la teoría cuántica. En consecuencia, no es posible comprender la realidad cuántica de manera netamente clásica.

El aporte de Bell, al comprobarse la violación de la desigualdad, conjugado con las experiencias de Aspect, indica que hay que apartarse de las condiciones que Einstein exigía a una teoría para que, en su opinión, fuera realista: ser local y sensata. A partir de las consecuencias Bell-Aspect, se sugiere que nuestra racionalidad estaba limitada por nuestro prejuicio de un universo mecánico. Este concebía que los atributos cuánticos como la orientación del espín eran una propiedad que se otorga por separado a cada una de las partículas que habiendo estado unidas se alejanSin embargo, para la nueva concepción, es una propiedad compartida u holística para una nueva clase de objeto. Esa propiedad compartida permite la correlación a la que se refiere el experimento EPR sin que medie transmisión de señal alguna.

No obstante, se necesita continuar ahondando en la Paradoja EPR, lo cual no arredra sino incentiva al verdadero cientifico en su fascinante quehacer.

Bohm y la tesis de la materia-conciencia-tiempo

Ya adelantamos que materia, conciencia y tiempo existen en un ámbito común, según la tesis de Bohm. Situar la materia en este contexto no resulta difícil para nuestro razonar “cotidiano”, pero no ocurre así con la conciencia (pensamiento, sentimiento, etc,) y con el tiempo. En cuanto a la conciencia, Descartes describía la materia como “sustancia extensa” y la conciencia como “sustancia pensante”. Ambas estaban relacionadas “en la mente de Dios”. Dado que Dios es creador de ambas, sugiere que Descartes intuía algo semejante al concepto bohmiano de terreno común para ambas sustancias. La condición de sustancia extensa de la materia la concebimos razonando la ubicación espacio-temporal de sus elementos según el orden explicado o cartesiano habitual, siguiendo la Tesis de la Totalidad. En los conocimientos neurológicos actuales podemos aplicar la noción de orden implicado para realizar, en alguna manera, una localización material de los procesos de la conciencia en el cerebro que como vimos, Pribram concibe como un holograma. De ese modo se podría justificar la comunidad de un ámbito materia-conciencia. Mayor dificultad para concebir el tiempo compartiendo un ámbito común con materia y conciencia, se presenta por sus características peculiares. Dificultad que se advierte desde la oscuridad del mismo concepto de tiempo.

La historia y la literatura han recogido opiniones y versiones sobre el evanescente concepto de tiempo. San Agustín de Hipona, se lamentaba de que cuando pensaba en el tiempo sabía lo que era, pero cuando quería decir lo que era no podía. El físico John Wheeler dice haber visto escrito en la pared del baño de una estación de omnibus, que el tiempo es lo que permite que todas las cosas no ocurran a la vez. Con mas rigor P. C. W. Davies , opina que el ¿flujo? del tiempo parece ser una propiedad emergente de nosotros mismos. Para Kant, según su Estética Transcendental “el tiempo y el espacio son formas a priori de la sensibilidad”. Se me ocurre que una manera de salir del paso si nos obligaran a dar un concepto de tiempo, sería decir que “es la coordenada que hay que añadir a las tres espaciales para que un suceso quede ubicado”.

Terminada esta digresión, veamos como incluye Bohm en su tesis al tiempo. Nos dice en su libro “Wholeness and the Implicate Order”: “dado que la teoría cuántica entiende que elementos que están separados en el espacio son generalmente proyecciones no causal ni localmente realocionadas de una realidad de mayor dimensión, inferimos que momentos separados en el tiempo son también proyecciones de esa realidad”.

Para finalizar y sólo con carácter informativo hacemos referencia al hecho de que David Bohm y Karl Pribram extendieron las reflexiones sobre la Totalidad y su aspecto holográfico al ámbito místico y hablan de una posible especie de reducción eidética de que nos habla la fenomenología de Edmund Husserl. Esta reducción permitiría acceder a una percepcioón directa, sin conceptualización, alcanzada por la meditación propugnada por Jiddu Krishnamurti y la filosofía Zen, de esa realidad total y holográfica definida en la tesis que ambos autores han desarrollado y a la que hemos ensayado un acercamiento en éste artículo.

Posible explicación de la experiencia mística

Por considerarlo de interés para lo expuesto, citamos un artículo de Manuel Béjar, en Tendencias 21. Nos dice Béjar:

“La conciencia es un fenómeno emergente. El cerebro es una estructura material susceptible de generar conciencia. La ordenación adecuada de la masa cerebral a través de interacciones físicas produce la experiencia consciente”.

“Bohm propone que al igual que la materia genera estados macroscópicos de coherencia cuántica, el cerebro podría aprovecharse de estas propiedades físicas y cohesionarse formando un todo. Esta hipótesis científica requiere buscar interacciones físicas no-locales tipo Aspect-Bell que, ajustadas al cerebro, permitan engarzarlo cuánticamente”.

“Del mismo que un conjunto de partículas pierden su identidad al formar un sistema cuántico coherente, las interacciones cuánticas no-locales harían que las neuronas dejasen de comportarse como elementos individuales en favor de una sinergia neurológica”.

“Este comportamiento holístico del cerebro explicaría mejor el conjunto de fenómenos relativos a la experiencia intersubjetiva consciente. Para Bohm, desde un punto de vista religioso, la conformación de un estado cerebral cuántico tras la acción de fuerzas no-locales, permitiría explicar la experiencia mística como la acción directa de la mente cósmica sobre una mente individual”.

“Aun conscientes de que no existe constatación experimental de esta teoría no-local de la conciencia, sin duda, la propuesta de Bohm es una tentativa científica para explicarla físicamente. La conciencia, como fenómeno indubitable presente en el mundo físico, precisa ser explicada científicamente”.

“En el futuro, como ya pasa en la actualidad, la teoría física de la mente abrirá nuevos posibilidades de diálogo entre ciencia y religión. Las propuestas especulativas de Bohm representan un hito en la historia, ya clásico, de este diálogo de la física con la metafísica hacia una dimensión física fundante donde muchos atisbarán, aunque no necesariamente, la presencia de la Divinidad”.




Bibliografía

Béjar, M., La Biofísica de la Conciencia, explicada desde la Teoría Cuántica de David Bohm, en Tendencias de la Religiones

Bohm, D., Wholeness and the Implicate Order, Classic Routledge, London and New York 2002;

Duncan, R, Weston- Smith, M., La Enciclopedia de la Ignorancia, Fondo de Cultura Económica, México, D. F.;

Segrafedo, G., Otro modo de ver la realidad. En Internet ;

Treiman, S., The Odd Quamtum, Princeton University Press, New Jersey 1999;

Zajonic, A., Atrapando La Luz, Editorial Andrés Bello, Chile.