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将现代世界与以前的时代区分开来的一切几乎都归功于科学，它在17世纪取得了最辉煌的成功。
——罗素（Bertrand Russell）
《物种起源》引入的思维模式注定最终要革新知识的逻辑，从而也改变了对道德、政治和宗教的看法。
——杜威（John Dewey）
迟早会有一天，特定的意识能与特定的脑状态相对应。
——威廉·詹姆士
亨利·亚当斯根本想不到将会发生什么。但他确实感觉到了科学技术将给我们的生活方式带来的变革。现在我们仍然置身于这场变革之中：通信、计算机、互联网、陆地和空中的便捷交通、核能、基因工程。科技基础和全球一体化改变了我们的生活步伐、我们的思维模式、我们在自然中的位置以及我们对待自然的方式。
我们对自然以及意识的观念怎么样了呢？要回答这个问题，我们必须回顾西方科学的历史，尤其是物理学和生物学。我选了两个人来凸显这些改变了我们生活的进展——伽利略和达尔文。
首先，伽利略，他被视为代表了现代物理学（现代科学最突出的部分）在17世纪的诞生。哲学家怀特海（Alfred North Whitehead）在《科学与现代世界》（ Scienceand the Modern World ）一书中称伽利略的成就是“人类经历过的最重要的观念变化的寂静开端” [1] 。当然，我们肯定会对现代物理学的跨度之大印象深刻，从伽利略的天文学思想和惯性实验跨越到现代的宇宙学和物质理论。我们必须同时面对由量子力学描述的极微小的古怪领域，以及广义相对论的宏大优雅，它将视界放到了极大，大到宇宙本身。现在伽利略的跨越覆盖了从核能到固态物理，到空间探索，以及宇宙的大爆炸起源。
然而在这些进展出现之前，一种基于生命基础的观点——生物进化——已经由达尔文在1 9世纪后期提出来了 [2] 。达尔文的自然选择思想提供了理解生命本身的理论基础，尤其是在20世纪与孟德尔的遗传学结合起来之后 [3] 。在20世纪随后的时间里，分子生物学的进展使得改变生物繁殖的根本基础成为可能。
纵观自然界，如果我们将达尔文包括进来，似乎伽利略的跨越已经提供了对大部分事物的理解：星系、恒星和行星、物质结构、基因和生物进化。今天亨利·亚当斯的图板上将充满涵盖了我们生活方方面面的科技事物。但是伽利略的跨越还有一道缺口没有完成。我们还没有为大脑中的意识建立科学的基础，这个问题直到最近还是留给哲学家处理。
这是有原因的。直到最近，还缺乏检测大脑内部事件的非介入式方法。不仅如此，意识是第一人称事物，而科学的客观方法论是第三人称立场。信念、主观性之类的东西不被科学实验所承认。另一个影响意识的科学处理的重要因素要归于笛卡尔极具影响的思想 [4] 。在伽利略之后不久，笛卡尔将思维从自然中完全去除了。他独自冥思之后，下结论说存在两种物质：广延之物（res extensa），可被物理学研究的事物；思维之物（res cogitans），既没有实体也不能被物理学研究的思想之物。笛卡尔的二元论（dualism）及其后来各种各样的变体，使得意识无法成为科学研究的合法对象。
情形极为怪异。原则上，没有什么事物是先天对科学研究免疫的。然而正是我们意识的基础被排除在外！科学是辅以可验证真理的想象，而想象实际上是依赖于意识的。因此科学本身也依赖于意识。正如伟大的物理学家薛定谔（Erwin Schrodinger）所认识到的，物理学的所有理论都不包含感官知觉，因此要发展就必须认定这些现象超出了科学所能理解的范围 [5] 。
我们不得不接受这种状况吗？科学能不能完成伽利略的跨越？如果不能，是不是就只能将意识基础的问题留给哲学家，留给人文学科，从而默许亨利·亚当斯所关注的那种疏离？
多亏过去20年来关于大脑的研究以及理论的进展，我们也许能摆脱这个困境。虽然存在主观性，我们还是能研究意识。我在这里的目标就是说明如何做。但是首先，让我们了解一下科学理解意识的意义。
我碰到过有些人不相信对意识的科学阐释有多重要。在这里我的论述不是特别针对这些质疑的人，但是我希望至少能说服他们多少考虑一下相反的立场。我从一个大的假定开始：我们已经拥有了完善的基于大脑活动解释意识的科学理论。这会有什么意义呢？
首先，精神与物理事件的关系将得以厘清，从而澄清一些著名的哲学难题。我们将不再认为二元论、泛心论（panpsychism）、神秘主义（mysterianism）和神怪力量值得研究 [6] 。这起码节省了点时间。而且在澄清这些问题的时候，我们对我们在自然界中的地位将有更好的理解。我们将能进一步巩固达尔文的观点，即人类思维也是自然选择的产物，从而完成他的计划 [7] 。
我们也将更好地刻画人类幻觉的根源，不管是有用的还是没用的。我想要消除这样一种幻觉：我们的大脑是计算机以及意识能从计算中涌现出来的观念。此外，一个成功的意识理论也许能阐明价值在事实世界中的位置。基于脑的理论在将这些问题联系起来的同时，对于理解精神和神经心理疾病也将有很大作用。
除了这些问题，基于脑的理论对我们的创造性观念也许也有用。对于源自硬科学的客观描述与来自美学和伦理的常规问题之间的联系，它甚至也能提供更清晰的观点。做到了这一步，也许就能弥合科学与人文学科之间的分裂。
最重要的是，实现这些目标也许能影响和推动基于生物学的认识论的形成——对知识的这种考量在分析人类知识时通过结合基于脑的主观性方面，将真理与信念、信仰以及思维与情感联系起来。
完善的大脑理论最惊人的成果将是人工意识的构建 [8] 。虽然这个目标目前还很遥远，但加利福尼亚州拉贺亚城（La Jolla）神经科学研究所的科学家们已经制造了基于脑的装置，具有感知和记忆能力。当然，要让我们相信制造出了意识装置，最起码在我们测量它的神经和身体状况时，它要能用某种语言反映其内在感受。目前，这个要求还远不能实现。但是如果做到了，我们将有前所未有的机会，利用这种装置来研究大脑、身体和环境的互动。它能以我们未曾想到的方式“看”或“感知”这个世界吗？它带来的兴奋将只有接收到从外太空发来的信号能与之相比。但我们还要等待。
我建议现在就对这种可能提供一些支持。假定我们已经有了完善的意识理论。下面我将对意识以及涌现出意识的大脑动力学进行简要说明。然后我们就能更加详细地分析由此得出的推论。