將現代世界與以前的時代區分開來的一切幾乎都歸功於科學，它在17世紀取得了最輝煌的成功。
——羅素（Bertrand Russell）
《物種起源》引入的思維模式注定最終要革新知識的邏輯，從而也改變了對道德、政治和宗教的看法。
——杜威（John Dewey）
遲早會有一天，特定的意識能與特定的腦狀態相對應。
——威廉·詹姆士
亨利·亞當斯根本想不到將會發生什麼。但他確實感覺到了科學技術將給我們的生活方式帶來的變革。現在我們仍然置身於這場變革之中：通信、計算機、互聯網、陸地和空中的便捷交通、核能、基因工程。科技基礎和全球一體化改變了我們的生活步伐、我們的思維模式、我們在自然中的位置以及我們對待自然的方式。
我們對自然以及意識的觀念怎麼樣了呢？要回答這個問題，我們必須回顧西方科學的歷史，尤其是物理學和生物學。我選了兩個人來凸顯這些改變了我們生活的進展——伽利略和達爾文。
首先，伽利略，他被視為代表了現代物理學（現代科學最突出的部分）在17世紀的誕生。哲學家懷特海（Alfred North Whitehead）在《科學與現代世界》（Scienceand the Modern World）一書中稱伽利略的成就是「人類經歷過的最重要的觀念變化的寂靜開端」[1]。當然，我們肯定會對現代物理學的跨度之大印象深刻，從伽利略的天文學思想和慣性實驗跨越到現代的宇宙學和物質理論。我們必須同時面對由量子力學描述的極微小的古怪領域，以及廣義相對論的宏大優雅，它將視界放到了極大，大到宇宙本身。現在伽利略的跨越覆蓋了從核能到固態物理，到空間探索，以及宇宙的大爆炸起源。
然而在這些進展出現之前，一種基於生命基礎的觀點——生物進化——已經由達爾文在1 9世紀後期提出來了[2]。達爾文的自然選擇思想提供了理解生命本身的理論基礎，尤其是在20世紀與孟德爾的遺傳學結合起來之後[3]。在20世紀隨後的時間裡，分子生物學的進展使得改變生物繁殖的根本基礎成為可能。
縱觀自然界，如果我們將達爾文包括進來，似乎伽利略的跨越已經提供了對大部分事物的理解：星系、恆星和行星、物質結構、基因和生物進化。今天亨利·亞當斯的圖板上將充滿涵蓋了我們生活方方面面的科技事物。但是伽利略的跨越還有一道缺口沒有完成。我們還沒有為大腦中的意識建立科學的基礎，這個問題直到最近還是留給哲學家處理。
這是有原因的。直到最近，還缺乏檢測大腦內部事件的非介入式方法。不僅如此，意識是第一人稱事物，而科學的客觀方法論是第三人稱立場。信念、主觀性之類的東西不被科學實驗所承認。另一個影響意識的科學處理的重要因素要歸於笛卡爾極具影響的思想[4]。在伽利略之後不久，笛卡爾將思維從自然中完全去除了。他獨自冥思之後，下結論說存在兩種物質：廣延之物（res extensa），可被物理學研究的事物；思維之物（res cogitans），既沒有實體也不能被物理學研究的思想之物。笛卡爾的二元論（dualism）及其後來各種各樣的變體，使得意識無法成為科學研究的合法對象。
情形極為怪異。原則上，沒有什麼事物是先天對科學研究免疫的。然而正是我們意識的基礎被排除在外！科學是輔以可驗證真理的想像，而想像實際上是依賴於意識的。因此科學本身也依賴於意識。正如偉大的物理學家薛定諤（Erwin Schrodinger）所認識到的，物理學的所有理論都不包含感官知覺，因此要發展就必須認定這些現象超出了科學所能理解的範圍[5]。
我們不得不接受這種狀況嗎？科學能不能完成伽利略的跨越？如果不能，是不是就只能將意識基礎的問題留給哲學家，留給人文學科，從而默許亨利·亞當斯所關注的那種疏離？
多虧過去20年來關於大腦的研究以及理論的進展，我們也許能擺脫這個困境。雖然存在主觀性，我們還是能研究意識。我在這裡的目標就是說明如何做。但是首先，讓我們瞭解一下科學理解意識的意義。
我碰到過有些人不相信對意識的科學闡釋有多重要。在這裡我的論述不是特別針對這些質疑的人，但是我希望至少能說服他們多少考慮一下相反的立場。我從一個大的假定開始：我們已經擁有了完善的基於大腦活動解釋意識的科學理論。這會有什麼意義呢？
首先，精神與物理事件的關係將得以釐清，從而澄清一些著名的哲學難題。我們將不再認為二元論、泛心論（panpsychism）、神秘主義（mysterianism）和神怪力量值得研究[6]。這起碼節省了點時間。而且在澄清這些問題的時候，我們對我們在自然界中的地位將有更好的理解。我們將能進一步鞏固達爾文的觀點，即人類思維也是自然選擇的產物，從而完成他的計劃[7]。
我們也將更好地刻畫人類幻覺的根源，不管是有用的還是沒用的。我想要消除這樣一種幻覺：我們的大腦是計算機以及意識能從計算中湧現出來的觀念。此外，一個成功的意識理論也許能闡明價值在事實世界中的位置。基於腦的理論在將這些問題聯繫起來的同時，對於理解精神和神經心理疾病也將有很大作用。
除了這些問題，基於腦的理論對我們的創造性觀念也許也有用。對於源自硬科學的客觀描述與來自美學和倫理的常規問題之間的聯繫，它甚至也能提供更清晰的觀點。做到了這一步，也許就能彌合科學與人文學科之間的分裂。
最重要的是，實現這些目標也許能影響和推動基於生物學的認識論的形成——對知識的這種考量在分析人類知識時通過結合基於腦的主觀性方面，將真理與信念、信仰以及思維與情感聯繫起來。
完善的大腦理論最驚人的成果將是人工意識的構建[8]。雖然這個目標目前還很遙遠，但加利福尼亞州拉賀亞城（La Jolla）神經科學研究所的科學家們已經製造了基於腦的裝置，具有感知和記憶能力。當然，要讓我們相信製造出了意識裝置，最起碼在我們測量它的神經和身體狀況時，它要能用某種語言反映其內在感受。目前，這個要求還遠不能實現。但是如果做到了，我們將有前所未有的機會，利用這種裝置來研究大腦、身體和環境的互動。它能以我們未曾想到的方式「看」或「感知」這個世界嗎？它帶來的興奮將只有接收到從外太空發來的信號能與之相比。但我們還要等待。
我建議現在就對這種可能提供一些支持。假定我們已經有了完善的意識理論。下面我將對意識以及湧現出意識的大腦動力學進行簡要說明。然後我們就能更加詳細地分析由此得出的推論。