Oleh: The Physics arXiv Blog
15 Januari 2014
Sumber: Medium

Sebuah revolusi senyap sedang berlangsung dalam fisika teoritis. Sepanjang usia disiplin ini, fisikawan enggan membahas kesadaran, menganggapnya topik untuk para dukun dan tukang klenik. Bahkan, penyebutan kata ‘k’ saja dapat merusak karir.

Itu akhirnya mulai berubah berkat cara baru dalam memikirkan kesadaran yang sedang menyebar pesat ke seluruh komunitas fisika teoritis. Dan meski persoalan kesadaran masih jauh dari terpecahkan, itu sedang dirumuskan secara matematis sebagai sekumpulan persoalan yang dapat dipahami, digali, dan dibahas oleh para peneliti.

Hari ini, Max Tegmark, fisikawan teoritis di Massachusetts Institute of Technology di Cambridge, mengemukakan persoalan fundamental yang timbul dari cara berpikir baru ini. Dia menunjukkan bagaimana persoalan-persoalan ini dapat dirumuskan dalam konteks mekanika quantum dan teori informasi. Dan dia menjelaskan bagaimana memikirkan kesadaran dengan cara ini menuntun kita kepada pertanyaan-pertanyaan mengenai sifat realitas yang mungkin dapat diurai oleh proses eksperimen ilmiah.

Pendekatan Tegmark adalah memikirkan kesadaran sebagai status materi, seperti padat, cair, atau gas. “Saya menaksir bahwa kesadaran dapat dipahami sebagai status materi lainnya. Sebagaimana ada banyak jenis cairan, ada banyak jenis kesadaran,” tuturnya.

Dia lantas menunjukkan bagaimana atribut-atribut khas kesadaran dapat timbul dari hukum fisika yang mengatur alam semesta kita. Dan dia menjelaskan bagaimana atribut ini memungkinkan fisikawan mengambil kesimpulan tentang kondisi-kondisi yang di bawahnya kesadaran timbul dan bagaimana kita dapat mengekploitasinya untuk lebih memahami kenapa dunia sekitar kita begini.

Yang menarik, pendekatan baru ini datang dari luar komunitas fisika, utamanya dari para ilmuwan syaraf semisal Giulio Tononi dari Universitas Wisconsin di Madison.

Pada 2008, Tononi mengemukakan bahwa suatu sistem yang memperagakan kesadaran harus memiliki dua ciri spesifik. Pertama, sistem harus mampu menyimpan dan mengolah informasi dalam jumlah besar. Dengan kata lain, kesadaran pada dasarnya adalah fenomena informasi.

Dan kedua, informasi ini harus diintegrasikan dalam sebuah kesatuan terpadu sehingga mustahil untuk dipecah menjadi bagian-bagian independen. Itu mencerminkan pengalaman bahwa setiap kasus kesadaran adalah kesatuan terpadu yang tak dapat diurai menjadi komponen-komponen terpisah.

Kedua ciri ini dapat diperinci secara matematis, memungkinkan fisikawan semacam Tegmark untuk mengambil kesimpulan tentang mereka untuk pertama kalinya. Dia mengawali dengan mengarisbesarkan atribut dasar yang harus dimiliki suatu sistem sadar.

Berhubung ini adalah fenomena informasi, sistem sadar harus mampu menyimpan dalam sebuah memori dan mengambilnya kembali secara efisien.

Ia juga harus mampu mengolah data ini, mirip komputer tapi jauh lebih fleksibel dan kuat daripada perangkat berbasis silikon yang kita kenal akrab.

Tegmark meminjam istilah komputronium untuk mendeskripsikan materi yang dapat berbuat hal ini dan mengutip penelitian lain yang menunjukkan bahwa komputer terkini beroperasi di bawah batas teoritis komputasi dengan selisih sekitar 38 orde magnitudo.

Jelas, ada banyak sekali ruang untuk penyempurnaan yang memperkenankan operasi sistem-sistem sadar.

Selanjutnya Tegmark membahas perseptronium, didefinisikan sebagai zat paling umum yang merasa swa-insyaf secara subjektif. Zat ini seharusnya tidak hanya mampu menyimpan dan mengolah informasi tapi juga membentuk kesatuan terpadu dan tak terbagi. Itu juga mensyaratkan suatu independensi di mana dinamika informasi ditentukan dari dalam ketimbang dari luar.

Terakhir, Tegmark memanfaatkan cara baru ini sebagai lensa untuk mempelajari salah satu persoalan fundamental mekanika quantum yang dikenal sebagai persoalan faktorisasi quantum.

Ini timbul karena mekanika quantum mendeskripsikan keseluruhan alam semesta dengan memakai tiga entitas matematika: sebuah objek bernama Hamiltonan yang mendeskripsikan total energi sistem; sebuah matriks densitas yang mendeskripsikan hubungan antara semua status quantum pada sistem; dan persamaan Schrodinger yang mendeskripsikan bagaimana hal-hal ini berubah seiring waktu.

Masalahnya, ketika keseluruhan alam semesta dideskripsikan dalam konteks-konteks ini, terdapat solusi matematika berjumlah tak terhingga yang mencakup semua kemungkinan hasil mekanika quantum dan banyak kemungkinan lain yang lebih eksotis lagi.

Jadi persoalannya adalah kenapa kita melihat alam semesta sebagai dunia semi-klasik tiga dimensi yang begitu familiar. Saat memandang segelas air es, kita melihat cairan dan es batu padat sebagai benda-benda independen walaupun mereka tertaut erat sebagai bagian dari sistem yang sama. Bagaimana ini terjadi? Dari semua kemungkinan hasil, kenapa kita melihat solusi ini?

Tegmark tidak punya jawaban. Tapi yang asyik dari pendekatannya adalah itu dirumuskan dengan bahasa mekanika quantum sedemikian rupa sehingga memungkinkan penalaran ilmiah terperinci. Alhasil, itu memuntahkan segala macam persoalan baru yang bakal fisikawan bedah lebih rinci.

Ambil contohnya, gagasan bahwa informasi di sebuah sistem sadar harus terpadu. Itu berarti sistem harus mengandung kode koreksi galat (error-correcting code) yang memungkinkan subhimpunan separuh informasi direkonstruksi dari sisanya.

Tegmark menguraikan, informasi apapun yang tersimpan di sebuah jaringan khusus bernama jaring syaraf Hopfield mempunyai fasilitas koreksi galat ini. Namun, dia mengkalkulasi jaring Hopfield seukuran otak manusia dengan 1011 sel syaraf hanya mampu menyimpan 37 bit informasi terintegrasi.

“Ini menyisakan paradoks integrasi: kenapa kandungan informasi pengalaman sadar kita jauh lebih besar dari 37 bit?” tanya Tegmark.

Itu persoalan yang mungkin nantinya direnungkan panjang-lebar oleh banyak ilmuwan. Bagi Tegmark, paradoks ini mengisyaratkan rumusan matematis kesadaran miliknya melewatkan satu komponen vital. “Ini kuat mengindikasikan bahwa prinsip integrasi harus dilengkapi oleh sekurangnya satu prinsip tambahan,” ungkapnya. Jika Anda punya usul, silakan tulis di bagian komentar!

Tapi kekuatan pendekatan ini terdapat pada asumsi bahwa kesadaran tidak terletak di luar jangkauan pengetahuan kita; bahwa tidak ada “saus rahasia” yang tanpanya ia tak bisa dijinakkan.

Di awal abad 20, sekelompok fisikawan muda memulai sebuah usaha untuk menjelaskan beberapa anomali aneh tapi tampak remeh dalam pemahaman kita akan alam semesta. Dalam mendapatkan teori-teori baru, yakni relativitas dan mekanika quantum, mereka akhirnya mengubah cara kita memahami kosmos. Para fisikawan ini, minimal sebagian dari mereka, kini menjadi nama-nama familiar.

Mungkinkah revolusi serupa sedang berlangsung di awal abad 21?

Rujukan

arXiv: Consciousness as a State of Matter

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s