Il Cervello Quantico

Il cervello e il suo incredibile groviglio di neuroni è ormai diventato il campo di battaglia per le più ardite teorie scientifiche; la meccanica quantistica, sembra aver trovato nei meandri di quest'organo, la definitiva consacrazione delle sue teorie.

• Esiste il libero arbitrio?
• Qual è la natura della coscienza?
• Scienza e fede sono inconciliabili?
• La fisica quantistica ha dimostrato l’esistenza di Dio?
• Le ultime scoperte e le loro possibili applicazioni presentano rischi per l’umanità?

Le scoperte effettuate hanno aperto la strada a ulteriori ricerche e sperimentazioni che mirano alla realizzazione di apparecchiature e super computer con capacità logiche, di calcolo e operative infinitamente superiori rispetto a quelli di cui disponiamo oggi. Si parla già della creazione di esseri artificiali completamente autosufficienti e dotati di possibilità straordinarie e, forse, persino di una coscienza.

Tutte cose impensabili fino a qualche tempo fa ma che oggi, grazie allo studio del nostro cervello e alle implicazioni che ne sono derivate, stanno diventando realtà. Il volume, scritto con rigore scientifico, presenta interessanti esperienze di laboratorio ed è corredato da approfondite appendici tecniche. Le numerose pagine esemplificative e divulgative invece si prenderanno cura dei più inesperti.

Prima parte: Il cervello quantico

Introduzione: La crisi quantica

• Illuminismo
• Aspirazioni quantiche

Capitolo 1: Dalla materia alla mente: I meccanismi del quarto cervello

• Il cervello in una scatola di fiammiferi
• Perdere le proprie bilie: gioco e partita a Her
• Ma quanto è umano?
• Hercules, ovvero Allevamento Robotico

Capitolo 2: L’apertura dell’occhio della mente

• Petali di rosa
• Esatto, non abbiamo banane!
• Dal tutto all’uno (ex uno plures)

Capitolo 3: Nascita e morte

• Minsky
• Sfidando il cervello
• Morte XOR Resurrezione: il secondo avvento delle reti neurali
• All’esterno della scatola
• Calcolo parallelo contro calcolo seriale

Capitolo 4: Non si possono drizzare le gambe ai cani

• Talvolta due errori portano alla risposta giusta
• Il catalogo olografico cerebrale
• Vincere a mani basse
• Net Talk

Capitolo 5: La rete umida

• Il dolce avanzare della notte
• E dunque, come possiamo insegnare nuovi giochetti a un vecchio pagliaccio?
• Cavarsela da soli
• Mappe computazionali

Capitolo 6: Producendo spin vetrificati, ...eccezionale!

• Alla ricerca del tempo perduto: da madaline alle maddalene
• John Hopfield e la rete di Hopfield
• Ricognitori metallici
• Anti-ferro
• Frustrazione, madre dell’intelligenza
• Aumentare la temperatura
• Il folle, l’amante e il poeta hanno un’immaginazione compatta
• Due strade separate...
• Un momento per ricuocersi

Capitolo 7: Il gioco della vita, ovvero come il leopardo si procura le sue macchie

• “Tutto scorre” (Eraclito)
• Nel cuore dell’automa
• La vita: un computer universale
• Tesoro, mi si è ristretto il computer!
• Embriogenesi computazionale
• Sempre più in basso

Capitolo 8: Inizializzazione per l’autocaricamento

• Gli algoritmi genetici: accoppiamento sincopato
• Un milione di scimmie
• Dalla programmazione genetica alla computazione molecolare: l’hardware evolutivo
• Costruttori di cervelli: ritorno al futuro
• La vita: set, partita e vittoria finale?

Capitolo 9: L’uomo è una macchina?

• Dalla ricottura simulata a quella quantica

Parte seconda: Miracoli

Capitolo 10: La soluzione irrisolvibile

• Bruxelles, ottobre 1930
• La nuova sostanza primordiale: non materia ma informazione

Capitolo 11: EPR: ricercato, vivo e morto

• Contando le pallottole
• Sia onde sia particelle

Capitolo 12: Ex uno plures - Da un mistero solo, eccone infiniti altri

• La dualità onda-particella
• Contestualità
• Indeterminismo
• Probabilità assoluta
• Assenza di traiettorie contro...
• Sovrapposizione
• Effetto tunnel
• Piramide magiche
• La sovrapposizione dell’ammoniaca: una spruzzata di quanti
• Molti cercheranno qua e là (e la conoscenza si accrescerà) – Daniele 12:4
• Buone vibrazioni

Capitolo 13: Straniero in terra straniera (Più straniero è, meglio è)

• La massima informazione
• Ritorno al non-percorso
• Il resto di tutti i mondi possibili
• Du-Bi-Bi-Bi-Du
• Lo zen e l’arte del calcolo quantistico
• Dal PSAT al QSAT
• Wu Wei: sono quello che faccio
• Il golem

Capitolo 14: Nella materia della mente

• C’è qualcuno laggiù?
• Non per caso
• Da tutto ciò possiamo trarre due conclusioni
• La cellula della cellula
• Le reti di microtubi e i microtubi come rete
• La connessione di CA di Langton
• Dettagli diabolici
• La costruzione di un cervello di microtubi

Capitolo 15: Un computer fatto di proteine

• Biologia quantica
• Computer quantici di seconda generazione
• Origami organici
• Attraverso lo specchio… ancora una volta
• Fantastico e indefinito
• Effetto tunnel e chiralità
• Migliori vibrazioni
• La fulmineità quantica
• Gli elettroni lo fanno, e lo fanno anche i protoni
• L’evoluzione come algoritmo genetico quantico?
• Ma ora torniamo a Bob!

Capitolo 16: Nel mutevole azzardo, il caos governa il conflitto

• Il caos classico
• Rifallo… e poi rifallo ancora, e ancora...
• Un battito d’ala
• Oscillatori accoppiati: provo una strana attrazione per te!
• Un ritratto di Poincaré
• Caos e spin
• La vita, il cervello e la corteccia
• Il caos, mio amico
• E dal disordine scaturì l’ordine: la versione quantica del caos
• Marcature quantiche
• Il mondo in un granello di sabbia
• L’istante quantico

Capitolo 17: Gorgoglii quantici

• Dio
• Libero arbitrio
• Coscienza
• Etica
• Religione e fede
• Il futuro
• Società

Appendice A: La più semplice rete di Hopfield e il “microcircuito corticale canonico”

Appendice B: Il modulo a microtubo di Tuszynski

• Tubolare!

Appendice C: Coerenza e de-coerenza

• Coerenza

Dall'introduzione:

La crisi quantica

La nostra immaginazione si è spinta fino all’inconcepibile, ma a differenza della fantascienza, invece di immaginare cose che non esistono realmente, è arrivata a comprendere la realtà di ciò che è.
Richard P. Feynman, The Character of Physical Law (1999)

"In questo libro tracciamo la storia di quella rivoluzione che trasformerà infine il nostro mondo e ciò che siamo, e che ha già coinvolto neurobiologi, psichiatri, informatici, fisici e matematici in una competizione senza precedenti, il cui motore, più che un vero e proprio progetto, è la mera eccitazione. In tale competizione si intersecano due diversi obiettivi: ottenere una più profonda comprensione (e quindi un certo controllo) del cervello umano e arrivare a creare cervelli sintetici ancor più potenti di quello umano.

Ci stiamo via via avvicinando a questi due obiettivi, con crescente velocità, giacché ogni passo compiuto in una delle due direzioni finisce per sovralimentare la corsa verso l’altro. Ci siamo infine resi conto che entrambe le competizioni confluiscono nel misterioso mondo della meccanica quantistica.

Quando le acque si saranno calmate, questa rivoluzione finirà ovviamente per comportare un enorme progresso sia in campo scientifico sia in campo tecnologico. Per esempio, gli scienziati del Massachusetts Institut of Technology e di altri centri di ricerca stanno già progettando una nuova rete globale, un nuovo internet, che funzioni come un unico computer quantico mondiale. Tuttavia gli stessi concetti che ci porteranno a una tecnologia del genere costituiscono qualcosa di rivoluzionario nella nostra concezione di noi stessi, della vita in generale e persino di Dio."