Martin Heisenberg é filho de Werner Heisenberg , que formulou o princípio da incerteza .

Heisenberg encontrou evidências de livre-arbítrio , no sentido elementar de aleatoriedade seguida de comportamento ordenado , em moscas-das-frutas e até mesmo em bactérias.

Este é um modelo de livre-arbítrio em dois estágios, na tradição de um pequeno grupo de cientistas e filósofos desde o final do século XIX, incluindo William James , Henri Poincaré , Arthur Holly Compton , A.O. Gomes , Karl Popper , Henry Margenau , Daniel Dennett , Robert Kane e Alfred Mele .

Em um ensaio publicado na edição de 14 de maio de 2009 da revista Nature, intitulado "O livre-arbítrio é uma ilusão" (a referência à ilusão é a Daniel Wegner ), Heisenberg afirma que o debate sobre o livre-arbítrio

A literatura científica tem se concentrado nos seres humanos e no "livre-arbítrio consciente". No entanto, quando se trata de entender como iniciamos o comportamento, podemos aprender muito observando os animais. Embora não atribuamos aos animais algo semelhante à consciência humana, pesquisadores descobriram que o comportamento animal não é tão involuntário quanto pode parecer. A ideia de que os animais agem apenas em resposta a estímulos externos já foi abandonada há muito tempo, e está bem estabelecido que eles iniciam o comportamento com base em seus estados internos, assim como nós.
(Nature, vol. 459, 2009, p. 164)

Heisenberg defende a existência de alguma aleatoriedade mesmo em bactérias unicelulares, seguida por comportamentos mais ordenados, como o movimento em direção ao alimento.

Evidências de ação gerada aleatoriamente — ação que se distingue da reação por não depender de estímulos externos — podem ser encontradas em organismos unicelulares. Considere a forma como a bactéria Escherichia coli se move. Ela possui um flagelo que pode girar em torno de seu eixo longitudinal em ambas as direções: uma impulsiona a bactéria para frente, a outra a faz girar aleatoriamente, de modo que ela termine voltada para uma nova direção, pronta para a próxima fase do movimento para frente. Essa "caminhada aleatória" pode ser modulada por receptores sensoriais, permitindo que a bactéria encontre alimento e a temperatura adequada.
(ibid., p. 165)

Podemos ilustrar esse comportamento:

Heisenberg identifica dois estados para as bactérias:

Movimento de rotação aleatório quando os flagelos giram no sentido horário.

O movimento para a frente ocorre quando os flagelos giram no sentido anti-horário e se enrolam uns nos outros.

Após uma cambalhota aleatória, que gera possibilidades alternativas , a bactéria avança e avalia os gradientes de temperatura, nutrientes, toxinas, etc., ao longo de seu corpo.

Se as coisas parecerem boas, o sistema "decide" continuar nessa direção.

Caso contrário, cai novamente.

Ao combinar um pouco de aleatoriedade com alguns comportamentos "regidos por leis" (isto é, evoluídos e adequadamente determinados ), obtém-se algo semelhante ao livre-arbítrio em animais superiores e em humanos.

Em organismos superiores, o cérebro ainda pode incluir elementos que realizam uma busca aleatória entre opções de ação.

Assim como na locomoção de uma bactéria, a ativação de módulos comportamentais baseia-se na interação entre o acaso e a lógica no cérebro. Insuficientemente equipados, insuficientemente informados e com pouco tempo disponível, os animais precisam encontrar um módulo adaptativo. Seus cérebros, numa espécie de caminhada aleatória, pré-ativam, descartam e reconfiguram continuamente suas opções, avaliando suas possíveis consequências a curto e longo prazo.

A fisiologia de como isso acontece tem sido pouco investigada. Mas há muitas evidências de que o comportamento de um animal não pode ser reduzido a meras respostas. Por exemplo, meu laboratório demonstrou que moscas-das-frutas, em situações que nunca vivenciaram, podem modificar suas expectativas sobre as consequências de suas ações. Elas conseguem resolver problemas que nenhuma mosca individual na história evolutiva da espécie resolveu antes. Nossos experimentos mostram que elas iniciam o comportamento ativamente.
(ibid., p. 165)

O livre-arbítrio é uma ilusão? , Nature, 14 de maio de 2009

Heisenberg no STI