**조화 객관 환원 이론**은 의식이 뉴런 사이의 연결의 산물이라는 기존의 견해가 아니라 뉴런 내부의 양자 수준(quantumlevel)에서 발생한다고 가정하는 이론이다. 이 메커니즘은 미세소관에 의해 조정되는 객관적 붕괴 이론이라는 양자 과정으로 간주된다. 이 이론은 의식의 어려운 문제(hard problem of consciousness)에 대한 해답을 제시하고 자유 의지에 대한 메커니즘을 제공할 수 있다.

주류 이론은 대뇌 뉴런이 수행하는 계산(computation)들의 복잡성이 증가함에 따라 의식이 나타난다고 주장하지만, 후자는 양자 역학을 해석하기 위한 펜로즈의 객관적 붕괴 이론|Penrose's objective-collapse theory)을 기반으로 하며, 이는 우주의 미세 구조에서 이러한 상태의 시공간 곡률의 차이와 관련하여 양자 상태의 붕괴를 통제하는 객관적인 임계값의 존재를 가정한다.

조화 객관 환원은 처음부터 수학자들, 철학자들, 비판은 세 가지 문제에 집중되었다: 괴델 정리에 대한 펜로즈의 해석; 계산 불가능성을 양자 사건들과 연결하는 펜로즈의 귀추법; 그리고 뇌가 이론에 필요한 양자 현상을 수용하기에 부적합하다는 것, 왜냐하면 뇌는 너무 "따뜻하고 습하고 또한 시끄럽기" 때문에 결어긋남을 피하기 어렵다고 간주되기 때문이다.

## 배경
1931년에 수학자이자 논리학자인 괴델은 기본 산술을 증명할 수 있는 [[w:Effective method|효과적으로 생성된](effectively generated)]] 이론은 일관되고 완전할 수 없음을 증명했다. 다시 말해, 수학적으로 건전한 이론은 스스로를 증명할 수단이 부족하다. 인간이 기계와 동일한 한계에 종속된다는 것을 보여주기 위해 유사한 진술이 사용되었다. 그러나 의식에 관한 첫 번째 책인황제의 새마음(The Emperor's New Mind)(1989)에서 펜로즈는 괴델이 증명할 수 없는 결과는 인간 수학자에 의해 증명될 수 있다고 주장했다. 그는 이 차이를 인간 수학자들이 형식 증명 시스템으로 기술할 수 없고 따라서 계산할 수 없는 알고리즘을 실행하고 있음을 의미한다고 생각한다.

맞다면 펜로즈-루카스 논증(Penrose–Lucas argument)은 계산 불가능한 행동의 물리적 기반에 대한 질문을 남겨둔다. 대부분의 물리 법칙은 계산 가능하므로 알고리즘적이다. 그러나 펜로즈는 파동 함수 붕괴가 계산 불가능한 과정의 주요 후보라고 결정했다. 양자 역학에서 입자는 고전 역학의 대상과 다르게 취급된다. 입자는 슈뢰딩거 방정식에 따라 진화하는 파동 함수로 설명된다. 비정상 파동 함수는 시스템의 고유상태(eigensta)들의 선형 결합으로, 중첩 원리로 설명되는 현상이다. 양자 시스템이 고전 시스템과 상호 작용할 때 시스템은 고전적 관점에서 관찰 대상의 임의 고유 상태로 붕괴되는 것처럼 보인다.

만일 붕괴가 정말로 무작위적이라면, 어떤 프로세스나 알고리즘도 그 결과를 결정적으로 예측할 수 없다. 이것은 펜로즈에게 그가 뇌에 존재한다고 가정한 계산 불가능한 과정의 물리적 기초에 대한 후보를 제공했다. 그러나 그는 무작위성이 수학적 이해를 위한 유망한 기초가 아니었기 때문에 환경적으로 유도된 붕괴의 무작위적인 특성을 싫어했다. 펜로즈는 고립된 시스템이 여전히 새로운 형태의 파동 함수 붕괴를 겪을 수 있다고 제안했으며 이를 객관적 환원(OR)이라고 불렀다.

펜로즈는 시공간의 가능한 구조에 대한 자신의 아이디어를 사용하여 일반 상대성 이론과 양 자 이론의 조화를 추구했다.의 플랑크 규모 이상에서 불안정해지는 이러한 시공간 물집들에 어떤 힘을 가하고 또한 가능한 상태 중 하나로 붕괴된다고 제안한다.. OR에 대한 대략적인 임계값은 펜로즈의 불확정성 원리에 의해 제공된다:

따라서 물체의 질량-에너지가 클수록 OR은 더 빨리 진행되고 그 반대도 마찬가지이다. 중간보기적 물체들은 신경 처리와 관련된 시간 척도로 붕괴할 수 있다. 

펜로즈 이론의 본질적인 특징은 객관적 감소가 발생할 때 상태의 선택이 무작위로 선택되지도 않고(파동 함수 붕괴 이후 선택처럼) 알고리즘적으로도 선택되지 않는다는 것이다. 오히려 상태는 시공간 기하학의 플랑크 척도에 포함된 "계산할 수 없는" 영향에 의해 선택된다. 펜로즈는 그러한 정보가 순수한 수학적 진리를 나타내는 플라톤주의라고 주장했으며, 이는 물리적, 정신적, 플라토닉한 수학적 세계의 세 가지 세계에 대한 펜로즈의 아이디어와 관련이 있다. 마음의 그림자(Shadows of the Mind)(1994)에서 펜로즈는 이 플라톤적 세계가 미학적, 윤리적 가치도 포함할 수 있다고 간략하게 지적했지만, 그는 이 추가 가설에 전념하지 않았다.

펜로즈-루카스 주장은 수학자,

## 조화 객관 환원 이론
펜로즈는 황제의 새마음(The Emperor's New Mind)에서 조화 객관 환원 이론의 전신을 수학적 관점, 특히 괴델의 정리에서 설명했지만 양자 프로세스가 뇌에서 구현될 수 있는 방법에 대한 자세한 제안이 부족했다. 스튜어트 해메로프

이론에 대한 해머로프의 기여는 신경 세포골격, 특히 미세소관에 대한 그의 연구에서 파생되었다.

조화 객관 환원 이론은 펜로즈-루카스 인수와 미세소관의 양자 처리에 대한 해머로프의 가설을 결합한다. 뇌의 응축물이 객관적인 파동 함수 감소를 겪을 때 응축물의 붕괴는 비계산적 의사 결정을 시공간의 기본 기하학에 내재된 경험과 연결한다고 제안한다. 이 이론은 또한 미세소관이 뉴런 사이의 시냅스에서 기존의 활동에 영향을 미치고 영향을 받는다고 제안한다.

### 미세소관 계산
해머로프는 미세소관이 양자 처리에 적합한 후보라고 제안했다. 그 후 해머로프는 라이머스에게 응답했다. "라이머스 등은 미세소관에서 강력하거나 일관된 프뢸리히 응축이 실행 불가능하다는 것을 가장 확실히 보여주지 않았다. 그들이 해밀토니안의 기초로 하는 모델 미세소관은 미세소관 구조가 아니라 진동자의 단순한 선형 체인이다." 해머로프는 이러한 응축수 거동이 나노 크기의 양자 효과를 확대하여 뇌에 대규모 영향을 미칠 것이라고 추론했다.

해머로프는 한 뉴런의 미세소관 응축물이 전기 시냅스의 간극 접합을 통해 다른 뉴런 및 신경아교세포의 미세소관 응축물과 연결될 수 있다고 제안했다.

### 관련 실험 결과
2022년 4월, 두 가지 관련 실험의 결과가 의식 과학(The Science of Consciousness) 컨퍼런스에서 발표되었다. 해머로프가 참여한 연구에서 앨버타 대학의 잭 투진스키는 튜불린 내의 분자를 여기시키기 위해 레이저를 사용하여 장기간의 여기가 미세소관을 통해 예상보다 더 확산되도록 했으며, 이는 마취 하에서 반복될 때 발생하지 않았다.

## 마취 작용의 미세소관 양자 진동 이론
고농도(~5 MAC)에서 마취 가스 할로세인은 미세소관의 가역적 해중합을 유발한다. 추가 프로테오믹스 연구에서는 0.5mM [

## 비판
조화 객관 환원 이론은 물리학자들에 의해 뇌 생리학의 열악한 모델로 비판을 받았다. 조화 객관 환원 이론은 또한 설명력(explanatory power)이 부족하다는 비판을 받았다; 철학자 퍼트리샤 처칠랜드)는 "시냅스내의 픽시 먼지는 미세소관의 양자 결맞음만큼 설명적으로 강력하다"고 썼다.

데이비드 차머스는 양자 의식에 반대한다. 그는 대신 양자역학이 이원론적 의식과 어떻게 관련될 수 있는지에 대해 논의한다.

### 살아있는 유기체의 결맞음
2000년 맥스 테그마크는 뇌의 모든 양자 결맞음 시스템이 신경 과정에 영향을 미치기 훨씬 전에 환경적 상호작용으로 인해 효과적인 파동 함수 붕괴를 겪을 것이라고 주장했다

테그마크의 주장에 대한 응답으로 헤이건, 투지스키 및 해머로프는 테그마크가 조화 객관 환원 이론 모델을 다루지 않고 대신 자신이 만든 모델을 언급했다고 주장했다. 이것은 조화 객관 환원 이론에 대해 규정된 훨씬 작은 분리보다는 24nm로 분리된 양자의 중첩을 포함했다. 그 결과, 해머로프의 그룹은 테그마크보다 700배 더 큰 결어긋남 시간을 주장했지만 여전히 25ms보다 훨씬 낮다. 해머로프의 그룹은 또한 반대 이온의 디바이(Debye) 층이 열 변동을 차단할 수 있고 주변의 액틴 겔이 물의 정렬을 향상시켜 소음을 더 차단할 수 있다고 제안했다. 그들은 또한 일관성 없는 대사에너지가 물을 더 주문할 수 있고, 마지막으로 미세소관 격자의 구성이 양자 결맞음에 저항하는 수단인 양자 오류 수정에 적합할 수 있다고 제안했다.

2009년에 라이머스 등과 맥케미쉬

2022년, 이탈리아 물리학자들 한 그룹은 중력과 관련된 양자 붕괴 모델을 뒷받침하는 증거를 제시하지 못한 여러 실험들을 수행하여 의식에 대한 양자 설명의 가능성을 약화시켰다.

### 신경 과학
해머로프는 자주 다음과 같이 썼다: "전형적인 뇌 뉴런에는 대략 10 튜불린)이 56μm 축삭 내부의 5750μm 길이의 MT에 해당한다.

해머로프의 1998년 가설은 피질 가지돌기가 주로 'A' 격자 미세소관을 포함할 것을 요구했지만,

조화 객관 환원 이론은 또한 뉴런과 신경교 세포 사이의 간극 접합을 필요로 했지만,

시냅스 전 축삭 말단에서 신경전달물질의 확률론적 방출에 대한 설명 부족이

2014년에 펜로즈와 해머로프는 핵심 가설을 유지하면서 이론의 주변적 가정에 대한 일부 비판과 수정에 대한 답변을 발표했다.

## 같이 보기
양자 마음(quantum mind)]]