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“请说大白话！”小鹰说道，“这些词都这么长，我一半都看不懂，而且我相信你自己也看不懂！”
刘易斯·卡罗尔
《爱丽丝漫游奇境》
我出生的那一年，也就是1939年，西格蒙德·弗洛伊德去世。关于我们人类心理世界的本质，在当时流传着许多荒诞的说法，其中有不少都是弗洛伊德本人的凭空想象。但是，和大多数人心目中的形象不同，弗洛伊德其实是一位生物学家，一位还原论者。同如今的许多神经科学家一样，他坚定地相信心智是由大脑产生的。现在我们已经知道弗洛伊德的很多理论不过是空想，但直至20世纪50年代，这些理论依旧被广泛接受，甚至进入当时的美国法庭，成为证明心理问题存在的重要证据。
弗洛伊德去世后，也就是从我这一代人起，人们才开始更好地理解大脑的功能。种种对掌控心智的神秘力量的大胆推测逐渐让位于更为具体的知识，人们开始探讨人类这种生物背后的分子、细胞及环境机制。的确，过去75年的研究提供了大量与大脑相关的信息，甚至揭示了部分大脑构成原理。如果可能的话，我相信弗洛伊德一定会爱上我们这个新世界，并乐意在焕然一新的脑科学领域继续发挥他那非凡的想象力。然而，令20世纪各个学派的科学家一筹莫展的难题至今仍未获得解答，事实上，同样的问题甚至可以追溯至古希腊时代。无生命的物质如何成为生物的基础？神经元如何让心智诞生？如何描述大脑与心智之间的关系？当人类找到这些问题的答案时，是否会对真相心灰意冷？我们是否会永远无法理解“意识”为何物？抑或是答案其实很简单，只不过冰冷而又残酷？
梳理意识研究的历史是一项令人望而却步的工作。首先，你得面对大量由哲学家执笔的复杂而又抽象的文献。约翰·塞尔（John Searle）是当今意识研究领域的一位权威哲学家，就连他都承认：“我的确应该多读点哲学著作。但是我认为很多哲学论文读起来就像接受根管治疗一样痛苦，只能靠意志力熬到结尾。” 1 伟大的哲学家大卫·休谟也曾提供了有力的论述，表明哲学家提出的绝大多数问题都无法单纯用逻辑、数学及推理的方法来进行解答。尽管如此，到底还是哲学家最早促使我们思考心智、灵魂和意识问题。自古以来，他们的影响力都不可小觑。
“意识”是一个相对年轻的概念。直至17世纪中叶，勒内·笛卡儿才为“意识”一词赋予了当今我们所熟悉的含义。当前，“意识”被用于许多不同的场景，因其囊括了多种释义，马文·明斯基（Marvin Minsky）
称之为一个“行李箱式词语”（suitcase word）。英语中的“consciousness”（意识）源自希腊语的“oida”（意为“通过眼见或感觉过而获知”），以及后者在拉丁语中的同义词“scio”（意为“知道”）。但是，古人并没有明确地提出“意识”的概念。他们也曾好奇心智的运作方式，思考过思想的起源，甚至考虑过是否有某种单纯的物理过程参与其中。然而兜兜转转，大多数早期理论最终还是会回到同一个结论，即“心智活动产生自非物质的灵魂”。一旦把意识归为灵魂的产物，再想弄清楚其背后的机制可就不简单了。
数百年来，心智和灵魂这两个概念一直保持着若即若离的关系。在大多数成文的历史记载中，鲜少将个人的内在心理事实视作一种真实存在的“东西”，或是一个值得被研究的对象。考虑到古人的大脑、思维结构和情绪与现代人类理应没有多大差别，这着实令人难以理解。但是，就像本书即将展现的那样，在过去的250年间，意识的概念发生了天翻地覆的变化。和其虚无缥缈的前身相比，如今“意识”已有了完全不同的含义。
人类需要一种新的方式来思考意识问题，运气好的话，本书或许能够提供一些启发。不过，若欲知新最好先温故，这是错不了的。
古埃及人和美索不达米亚人是西方世界的哲学先驱。在他们的世界观中，大自然并不是生命需要与之艰难较劲的对手。相反，人类和大自然是携手共进的伙伴。他们看待自然的方式，与其看待自己或其他人的方式别无二致。和人类一样，大自然拥有思想、欲望和情绪。因此，人类与自然的界限是无法划分的，二者也不必用不同的认知方式来理解。人们用自己的体验来解读自然现象：或慷慨或吝啬，或可靠或可鄙，如此这般。这些近东的古人能够觉察因与果的联系，但他们总是倾向于将自然现象视为拥有主观世界的个体，而非客观的事物。譬如，尼罗河水上涨是因为河自己想涨，而不是因为下雨。当时也没有科学能够提供其他解释。
古希腊人不一样。最早的古希腊哲学家都不是神职人员，因此他们不需要和近东地区的同仁那样，被迫在上级的指示下思考灵魂问题。他们不是专业的先知，而是一群不受教条约束的业余思想者。他们终日在自家后院徘徊，对自然充满好奇，也乐于分享自己的想法。在开始思考人类起源时，他们没有去追问“谁”才是人类的祖先，而是希望知道到底是“什么”推动了人类的诞生。对于人类来说，这种思维视角的转变具有里程碑式的意义，考古学家兼埃及学学者亨利·弗兰克福（Henri Frankfort）曾将之形容为“荡气回肠”：
这群鲁莽的人遵循着一条毫无依据的假设一往直前。他们相信宇宙是一个拥有智慧的整体。换言之，他们认为，尽管人类的感知世界充满混乱，但其背后存在单一的法则；并且，人类有能力去理解这一法则 2 。
弗兰克福进一步解释了古希腊哲学家之所以能够达成这一突破的原因：“现代人和古人对待周围世界的态度有着本质的区别。对崇尚科学的现代人来说，表观世界在根本上是一个第三人称的‘物’；而对古人来说，世界则是一个拥有第二人称的‘人’。”
拟人化的世界有自己的信仰、思想和欲望，自行其是，行为难以预测。相反，拟物的世界则是一个单纯的物体，不能被视为朋友。“物”与“物”之间的关系是符合逻辑的。人们能够利用这些关系进一步拓展，在可预测、有规律的条件下寻找行为和事件背后的统一法则。在理解“物”的过程中，人类的地位是主动的。反之，在理解“人”的过程中，人类是被动的，对方留下的第一印象也往往是情绪化的。拟人的世界是独特而又不可预测的，它不会对我们展露全貌，而我们对它的了解也只能止步于此。每一次与拟人世界的遭遇都是个体化的。你可以根据自己的体验编造出一则故事，抑或是一段传说，但你无法从中得出一个假说。正是有了“拟人”向“拟物”的转变，科学思维才成为可能。
古希腊人在观念上的巨大进步无形中影响了亚里士多德，使得这位伟人走上了探索科学的道路。亚里士多德认为科学的职责在于寻找事物的“原因”，并由此提出了因果论。于他而言，所有能够解释“为什么”的答案都可以被视作科学。例如，假设已存在一个事物X，而你又发现另外一个事物Y是X产生的原因，或是X产生的一个必要前提，那么你的理论就属于科学。亚里士多德提出了四种因果关系，即质料因、形式因、动力因和目的因。打个比方，如果你问：“亚里士多德，这台手推车是怎么来的？”他会回答说，手推车的质料因是木头，形式因是设计图，动力因是手推车的构造，目的因就更单纯了，那是因为亚里士多德本人就想要一台手推车。
亚里士多德认为，自然世界就是一个由因果关系构成的网络，结果X背后总有一堆原因Y。理论生物学家罗伯特·罗森（Robert Rosen）将这种网络称为“因果蕴含”（causal entailment）。罗森指出，亚里士多德的核心思想在于，在理解某样事物时，单一的解释是不够的，因为不同的因果关系之间并非包含与被包含的关系。例如，你或许知道某个东西的制作方法，但这并不保证你能理解其运作原理，反之同理，即便你理解运作原理，也不一定能掌握其制作方法。此外，亚里士多德还认为，科学知识的关键在于其研究对象，而非研究手段。
现代的科学研究方法是一个基于形式因的体系，假设产生推论或效果，效果是其前提假设的必然结果。换句话说，就是先有因后有果。但是，亚里士多德的思想在面对终极因果问题时会出现矛盾。我们来看之前的那个问题：“亚里士多德，这台手推车是怎么来的？”几个小时前，这台手推车还在雅典卫城的车站那边呢，怎么突然就跑到亚里士多德家门口了？因为亚里士多德看到了这台手推车，并且想据为己有。在这里，“看到手推车”是“因”，并导致了手推车质料因、形式因、动力因的“果”。这么看来，在“因”出现之前，“果”就已经存在了。这在牛顿世界中是不可能存在的，因为一个状态只能导致其后续的状态。因此，亚里士多德的终极因果关系不再属于科学范畴。在之后的内容中，我们将看到这一矛盾对生物学造成的不良影响。
对亚里士多德来说，人体构成及其运作原理是一个最有吸引力的科学问题。但由于当时的希腊严格禁止人体解剖，人体研究颇有难度。亚里士多德通过大量的动物解剖实验回避了这一禁忌。根据实验中积累的知识，他创立了一套名为“自然阶梯”的物种分类体系，通过生物的“魂”类型将之分为不同的阶层。例如，他认为植物位于最底层，其拥有的灵魂是负责生长和繁殖的“植物魂”，而位于自然阶梯顶端的自然是人类。
亚里士多德的理论还包含更多细节。他认为动物拥有“感觉魂”，它负责自主运动、感知觉、食欲以及情绪。而“感觉魂”中包含一种人类所独有的“理性魂”，“理性魂”让我们获得了一系列特殊的技能，包括逻辑推理、理性意志、思维及思考问题的能力，也正是这些能力使得我们区别于自然阶梯中的那些更低等的生物。结合古希腊的人类思维革命来看，最为重要的一点在于，亚里士多德的相关知识并非来源于单纯的自省和冥想，而是通过观察他人与周边世界的互动获得的。如今的我们已经普遍能够接受一个观点，即我们身处的世界是一个可被研究的客观物体，但不要忘了，在几千年前，这种看待世界的方式还没出现呢！亚里士多德的思想对后世影响很大，令人欣慰的是，直至今日，人类依旧被科学观察的魅力所吸引。
亚里士多德掌握了正确的科学研究方法，但他提出的思想起源假说完全走错了方向。倘若某位现代学校的学生犯了他那样的错误，期末考试一定会不及格。亚里士多德根据动物和人类的行为方式推断它们能够感知世界。与此同时，通过解剖，他注意到一些动物看上去根本没有大脑。据此他得出结论：大脑不是什么重要的东西。他发现，胚胎在发育的过程中，最早出现的器官是心脏，因此他把心脏当作灵魂的容器，相应地，人类的心脏就盛有“理性魂”。在亚里士多德的理论中，灵魂并不是虚无缥缈的宗教概念，也不会在人死后继续存在。他所说的灵魂其实是一种器官，负责产生生物的感觉以及对世界的认知。他认为，作为人类智慧起源的“理性魂”需要某种感知外界的装置，而人类身体各个部位和器官的功能即在于此。不过，亚里士多德认为不存在会思考的身体部位或器官。他也从来没有把“意识”一词挂在嘴边。但他的确提出过这样一个问题：“我们是如何获知自身感觉的呢？”总而言之，亚里士多德开创了一条新的道路，并促使人们开始思考人类的本质。
在希腊掀起的革命性思想风潮很快流传到海外。公元前322年，就在亚里士多德去世后不久，两位居住在亚历山大的希腊医生赫罗菲拉斯（Herophilus）和伊雷西斯垂都斯（Erasistratus）打破了人体解剖的禁忌。他们首次发现了神经系统并就此写下论著。他们还发现大脑中存在空腔，也就是脑室。赫罗菲拉斯相信脑室就是智慧的所在地，灵魂从脑室出发，沿着空心的神经流向肌肉并控制后者的运动。他们的理论存在不少谬误，但这并不妨碍他们成为人类历史上第一批神经科学家。
历史的齿轮又轰隆隆地运转了400多年，相对漫长的进化史来说，这就像1毫秒一样转瞬即逝。罗马成了地中海地区的霸主，因为种种机缘巧合，一位名叫克劳迪亚斯·盖仑的医生来到了罗马。盖仑来自希腊城市帕加马（位于如今的土耳其爱琴海岸），经过医学训练之后，他成了一名经验主义者，并在罗马统治下的亚历山大研学赫罗菲拉斯和伊雷西斯垂都斯的学说。古希腊时期，经验主义实践医学学派看重现象观察和经验，而非权威教条。随后，盖仑回到帕加马，找到了人生中的第一份工作：给角斗士当医生。和希腊一样，罗马禁止人体解剖，盖仑也从来没有打破这条禁忌。他的解剖学和外科手术知识来源于血淋淋的病人尸体，外加日复一日的动物解剖，对象通常是地中海猕猴。盖仑将自己获取的一手资料与两位远方恩师赫罗菲拉斯和伊雷西斯垂都斯的教诲相结合，同时部分借鉴了希波克拉底的理论（即认为人体是由4种体液构成的“体液说”），最终提出了一套关于人体构造及运作原理的新理论。他的努力让自己声名鹊起，并在不久之后应召前往罗马，成为罗马皇帝马可·奥勒留（Marcus Aurelius）的私人医生。
盖仑为医学做出了惊人的贡献。他首次发现了动脉血与静脉血之间的差别。如今我们知道，动脉血含氧量高而静脉血含氧量较低（你的身体组织通过呼吸作用把氧气从血液中“偷走”了），作为现代神经科学的重要研究手段之一的功能性磁共振成像（fMRI）正是利用了这一差异。盖仑还首次对人类心脏的4个腔室进行描述，更新了当时人们对人体循环系统、呼吸系统和神经系统的认识。当然，他也犯了一些解剖学错误。比如，他根据公牛的解剖结构，认定人类颅骨底部存在一团名为“怪网”（rete mirabile）的血管。这是一个严重的错误，乃至成了归纳推理法的一个反面教材，因为多年之后人们发现，人的身体里根本就没有“怪网”这种东西！
不管怎么说，盖仑知道人类的生命维系依赖食物和呼吸，也相信身体能够将摄入的物质转化为血肉和灵魂。踩着巨人希波克拉底、柏拉图、苏格拉底和亚里士多德的肩膀，盖仑提出了灵魂的物质三分论。他发展了柏拉图的理论，为其提出的三种灵魂，也就是理性、意志和欲望分别找到了对应的解剖位置：理性位于大脑，意志位于心脏，欲望位于肝脏。三种灵魂各司其职。欲望灵魂负责掌管身体的自然冲动，例如饥渴、生存本能和肉体的欢愉，并由自然灵气所驱动。意志灵魂负责情绪与激情，并由一种从心脏中的血液诞生、通过肺部活动随空气流通的灵气所驱动。理性灵魂掌控了认知活动，包括感知、记忆、决策、思维以及自主活动。盖仑认为心智与肉体之间没有差异。从他的理论中，我们能够看到一些现代概念的雏形，例如意识与潜意识、本我与自我、理性与直觉等。抛开具体细节上的差异，这些概念背后的思想可以说早在公元200年就已经出现了。
盖仑还尝试建立了一套新的理论以解释生物的原理。在他的设想中，存在一种能够赋予机体生命的“生命灵气”，从外界进入身体，并由“怪网”进行净化。随后，纯净的灵气流入大脑中的脑室，在其中转化为一种“动物灵气”，驱动理性灵魂的认知活动。盖仑找对了负责认知功能的器官，但理解并不到位。他把所有的认知加工定位于空荡荡的脑室，就好像说甜甜圈的精华在于中间的洞一样。
盖仑对后世医学的主要贡献之一即提出“人体器官各司其职”的概念。他开始尝试将不同器官区分开来，认为每个器官都是一种具有特殊功能的机器。这是一个了不起的想法。如今，现代神经科学的研究目标之一便是厘清大脑各个区域的功能。随着时间的推移，神经科学对人类心智活动中大脑功能分区的理解也越来越细致。作为一名忠实的还原论者，盖仑没有将肉体和灵魂割离，但他依旧信奉灵魂不死。这位伟大的神经科学奠基人时常会将强大的推理能力忘在脑后，给自己的理论续上一个怪力乱神的结尾，在本书中你将看到不少这样的例子。
终其一生，盖仑始终相信观察与实验高于既有的书本知识，不过在行动中，他并没有将这一信条贯彻到底。早年他曾学习柏拉图、亚里士多德和斯多葛等人的哲学，这些思想深深地影响了他的认知论。盖仑将所学的哲学理论与所观察到的现象结合在一起，创立了一套医学理论框架。不过，如果盖仑本人知道自己的理论将会左右医学领域近1300年的话，或许也会感到惊愕吧。要知道，在1000多年间，盖仑的科学发现一直被奉为圭臬！尽管盖仑认为精神与肉体无法分离，但他将灵魂定位于脑室空腔，也就使之与充满欲望和原罪的肉体划清了界限。因此，盖仑的观点深受基督教徒的推崇，教会将之写入教条，用以解释他们新提出的那个永生的、非物质的灵魂在身体中的位置。其中，前脑室负责感觉，中脑室负责理解，后脑室则负责记忆。
从古希腊时期到盖仑理论统治医学的年代，前前后后一共经过了1700年。在这17个世纪的光阴里，一代又一代的思考者探寻着人类的本质，却依旧在重重迷雾中找不到出路。很多时候人们讨论的是灵魂而非心智，当然更不会是意识。柏拉图和苏格拉底认为灵魂永生，并且可以被三分为理性、意志和欲望。亚里士多德同样相信灵魂的存在，但他认为灵魂并非不死。最早的一批大脑及解剖学者开历史倒车，重新主张灵魂永生，却又强调灵魂和肉体之间没有区别。观念一旦形成就很难改变，即使在科学的萌芽影响之下也是如此。在本书的后续章节中我们将看到，直至今日，这些初期的观点仍旧不乏信众。
到了16世纪，一名在意大利帕多瓦大学工作的年轻解剖学家安德烈亚斯·维萨里（Andreas Vesalius）终于站了出来，对盖仑的解剖理论提出了异议。维萨里将自己的人体解剖结果与盖仑的解剖图进行比对，不由心生疑惑。维萨里是幸运的，他没有受到人体解剖禁忌的约束，这对现代科学来说也是一件幸事。当地的法官也时常会大大方方地将死刑犯的尸体送给他。维萨里逐渐意识到，盖仑从来没有解剖过人体，他的解剖学著作当中也包含大量谬误。维萨里在解剖大脑时苦于没有合适的工具，只能采取粗暴做法，从上到下将标本锯成片状。不过，至此我们可以肯定一个事实：根本没有什么“怪网”。数百年的历史教会我们一个道理：在科学研究方面，反复验证前人观点是非常重要的。
更早些时候，另一位解剖学家，也就是博洛尼亚大学的尼科洛·马萨（Niccolò Massa）已经发现大脑脑室里充满了液体，而非空气一般的灵魂。而维萨里进一步发现，大脑也不像盖仑描述的那样是一个内含若干腔室的完美球体。由于盖仑的错误太多，维萨里不得不把他的解剖学著作重写（或者说重画）一遍。在威尼斯的提香工作室的学徒们的帮助下，1543年，《人体的构造》（ De Humani Corporis Fabrica Libri Septem ）成功出版。书中描绘了各式各样的骷髅人体（部分附有肌肉或循环系统），有的拄着拐杖在意大利乡间散步，有的随意斜倚在树干或廊柱上，有的甚至在讲经台边低头看书。这部著作轰动一时，尤其受到了学生们的欢迎。
在解剖完大量尸体之后，维萨里决定自保。他发现用来净化生命灵气并将之转化为动物灵魂的器官根本不存在。更糟心的是，本应是灵魂容器的脑室并非充满气体，长得也跟教会的描述完全不一样。维萨里没有质疑自己的宗教信仰，也没有否定灵魂不死的概念；但他心里清楚，教堂的神父若是知道他胆敢挑战教条，必会让他的肉体也活不下去，因为当时正值宗教裁判所时代，忤逆教会的风险不言而喻。维萨里推测，或许是大脑而非脑室实现了灵魂的种种能力（诸如感觉、理解与记忆）。不管怎样，他非常聪明地选择了保持沉默。
16世纪末，科学家们陆续找到了更多实验证据，使得争议之声又大了几分。在维萨里的家乡帕多瓦，伽利略不光对亚里士多德的（同时也是《圣经》支持的）地心说提出了质疑，还利用数学推导、测量数据和实验给出了实际证据。伽利略提出一种机械论学说，认为自然法则，也就是掌管整个物理世界的法则，是遵循数学原理的。由于被指控妄图重新解读《圣经》，伽利略受到了罗马宗教裁判所的审判。教会命令他不要再说那套关于太阳的胡话，并在他家中将其逮捕。
与此同时，新思潮正在巴黎萌动。集数学家、神学家、哲学家、音乐理论家和修道士于一身的马林·梅森（Marin Mersenne）对伽利略表示了支持。他住在兰尼修斯修道院，并经常邀请欧洲各地的知名学者和科学家来自己的小房间举办讨论会。他还以通信的方式维持着广大的人脉。梅森认为，教会要想在新兴科学和异端分子的猛烈攻击中存活下来，就必须接受并吸收宇宙机械论学说。那样，不管宇宙的运作是遵循由神创造的自然法则，还是以人类为中心的法则，上帝都能轻而易举地维持统治。事实上，仔细一想，上帝既然无所不能，那么创造一个无须维护就能自行运转的宇宙又何乐不为呢？
梅森讨论会的参会者中有一位法国哲学家、数学家、科学家、牧师，名叫皮埃尔·伽桑狄（Pierre Gassendi）。伽桑狄相信世界由原子组成。在西方世界中，这种原子论最早由留基伯和德谟克利特在公元前5世纪提出。根据该理论，原子是不可灭、不可变的，并且由虚空包围。不同的原子大小和形状各不相同，并且无时无刻不在运动。原子可以结合，伽桑狄将其组合形成的结构称为分子，认为分子具有区别于原子的形状和性质。世界上所有的宏观物体均由各种原子组成。在伽桑狄的观点中，原子论并不是什么异端邪说。上帝创造了万物，其中自然包括原子。
不过，伽桑狄错误地将灵魂分成了两种。其中一种灵魂由原子组成，产生自神经系统和大脑，能够感知外界、感受快乐和痛苦并进行决策。与此同时，伽桑狄坚信没有任何原子的组合能够进行自我反思，或是产生身体感觉以上的高级感知。因此，他总结认为，人类拥有另外一种灵魂，一种非物质的理性灵魂。这种灵魂不能独立存在。当人还活着的时候，理性灵魂依存于肉体，并且依靠身体来获取外界信息。但是，一旦死亡降临，不死的灵魂就会飘离肉体。
终于，轮到年轻的勒内·笛卡儿登场了。作为一名哲学家、数学家和理性主义者，笛卡儿同样是梅森讨论会的常客，他非常支持物理世界由粒子组成的想法，并相信宇宙像机械一样自动运作。笛卡儿的穿衣风格十分浮夸，对塔夫绸、羽毛和佩剑格外偏爱，他的爱好之一便是盛装打扮以后在巴黎各处游览。当时，巴黎的法国皇家公园里有一个超前的游览项目，和如今迪士尼乐园里的“小小世界”游乐项目颇为相似，里边有水力驱动的自动机，能够活动、发出声音，甚至弹奏乐器。每当有游客走上公园的地砖小道，这些自动机器就会被巧妙地触发。自动机，也就是我们所说的机器人，在当时相当普遍。毫无疑问，大多数来公园参观的游客都会为之着迷。
但是，笛卡儿是一名哲学家，哲学家在公园里散步可不是普通的散步（要不然也不会穿这么多塔夫绸和羽毛）。他知道这些长得和人一样的机器不过是由人工的外部力量驱动的机器。但是，从表面看来，它们仿佛具有理性，能够进行自主运动。他由此想到，我们的身体也有很多类似的地方。反射运动便是一个例子：来自外界环境的刺激导致神经系统发生了某种变化，从而触发了预先设定好的运动反应。反射不需要被刻意控制，也不需要灵魂指引。他还想到，反射反应甚至可以不局限于运动反应，也可以是情绪、认知乃至记忆的反应。一旦顺着这条思路畅想下去，似乎所有的行为都可以被视作对外界刺激的反射反应。不过，这种反射具有决定性：刺激 x 永远会导致反应 y 。笛卡儿相信，对机械和动物来说，刺激-反射理论是行得通的，但对人来说又如何呢？难道说自由意志不存在？自主选择也不存在？我们无法对自己的行为负责？道德和罪恶是否还成立？我们其实是一台机器？这太令人难以接受了。
为了避免打击人类存在的意义，笛卡儿转而提出了另外一个理论，并彻底地改变了历史。但是，反射理论俨然对生物学研究造成了不小的创伤。杰出的理论生物学家罗伯特·罗森指出，尽管没有人能够说清楚生命到底为何物，但是描述生命现象本身并不是难事。罗森认为笛卡儿犯了因果倒置的错误：“他把这些自动机和其模拟对象之间的关系搞反了。他观察到的现象很简单，即自动机在一定的条件下能够表现出类似生物的特征，但他由此得出了‘生命就像自动机’的结论。生物的机器这一隐喻也由此诞生，并成为生物学研究的一个主流思想，延续至今。” 3 这个因果倒置的思想也衍生出了完全决定论的世界观。
没错，如果有人敲你的膝盖，你的身体会不由自主地做出抬小腿的动作，但你也可以凭自己的意愿抬起小腿。这是两个很不一样的事件，前者是你的身体对外界刺激的反应，根据笛卡儿的理论，后者是由你的心智控制的动作。前者可以单纯由物理法则进行解释，因果链条可以一直追溯到创世纪，而后者在笛卡儿看来是一个只有两个环扣的因果链：你打算做，于是你做到了。你为什么有这个打算？因为你想这么做。这里并不存在什么物理法则，仅仅是一个念头而已。这就是亚里士多德所说的“终极原因”。
笛卡儿认为，自主事件绝不是简单的反射，也不是科学原理能够完全解释清楚的物理原理。他最终得出了一个结论，即身体遵循物理法则，但人类的行为由另外一种自主的物质——非物质的理性灵魂所引发。换句话说，理性灵魂是非物理、非机械的，不受任何自然法则约束，是一种“无中生有”的存在。这种灵魂拥有意识和自由意志，能够进行抽象的思考，会提出质疑，并且具备道德观念。以上就是所谓的“身心二元论”，主张身体由物理结构组成，而心智由非物理（非物质）的认知结构组成。
笛卡儿是一名彻头彻尾的数学家和科学家，因此，他希望理性地理解生物的本质。他的理性数学方法在描述物理世界方面游刃有余（他发明了分析数学，发现了折射原理，并做出了其他多项伟大成就），因此，他尝试使用同样的方法来解读人类的本质。首先，为了找到一个确定的、能够支持理论建立的基石，他必须摈弃所有可能引发怀疑的因素。然而事实证明，他总可以找到某种角度来怀疑一切，甚至怀疑自己的母亲是不是真的母亲，怀疑太阳第二天还会不会升起，或是怀疑昨天晚上自己是不是真的在巴黎的家中入睡，而不是在罗马城内四处蹦跶。他甚至还怀疑自己是否真的拥有一副躯体。毕竟我们对自己身体的确信完全来源于自我感觉，而后者经常会出错；感觉既然会出错，就有可能从来没对过。不过，有一件事情笛卡儿是无法质疑的，他确信自己真实存在。就在质疑一切的过程中，他确定自己的确是一个会思考的物体。这就是著名的“我思故我在”。
于是，笛卡儿相信自己找到了一个足够扎实的基础，并期望能够一次性地推导出与生命有关的一切原理，为此，他决定依循科学的方法一步一步来。他想到，因为“自己是否拥有躯体”这件事是可被怀疑的，所以，他就可以质疑自己是否真的在物理意义上存在于这个世界。根据这一丝想法，他得出了结论：“我知道‘我’这种物质的精髓或者天性便是思考，这种天性无须占据空间，也不依赖任何物质；因此这个‘我’，也就是决定我之所以为我的‘灵魂’，是完全与身体剥离的，甚至比后者更易于理解；且即使身体不复存在，灵魂依旧。” 4 他的思考继续以一种奇怪的方式发散下去，提出的论证过程以现代观点来看可谓漏洞百出。例如，我们很轻易就能看出，即便人能够质疑自身的物理性，也不表明这个质疑就一定是正确的，更无法从中得出人在物理意义上不存在或思想无须依赖躯体等结论。然而笛卡儿的身心二元论中的第一条主张，就是建立在这样一个岌岌可危的逻辑基础上的。
不过，笛卡儿的理论是在没有现代科学知识支持的情况下发展出来的。他得出的结论和思想塑造了后人的思维方式，其影响力一直延续至今；而他的身心二元论和将心智区别于身体和大脑的主张，在过去350年间牢牢束缚住了哲学家们的思想。但在当时，和笛卡儿同一时代的人们并不是非常理解他的观点。许多支持者希望知道非物质的心智如何与物质的肉体进行互动，这当中就包括波希米亚的伊丽莎白公主，后者与笛卡儿进行了大量书信交流。笛卡儿向伊丽莎白承认自己无法很好地回答这个问题 5 。如果笛卡儿知道我们今天仍在为此苦恼的话，或许能感到些许宽慰。不过，他也曾努力尝试过寻找答案。笛卡儿对大脑展开研究，并自以为找到了心智和大脑互动的节点：松果体。他给伊丽莎白写信道：“我认为这个腺体正是灵魂之座，是所有思维的起源之地。我这么确信的原因在于，在整个大脑之中，只有这个地方我不存疑。” 6 很难相信这不是他的挣扎之举。毕竟，他研究的对象是先前自己声称与永生灵魂无关的牛脑，以及盖仑绘制的错误的解剖图。
在研究的过程中，笛卡儿无意中提到了一次“意识”，《沉思录》中的第三沉思的第32段载有此事，从此“意识”一词引入了哲学界。当时受过教育的人都使用拉丁文写作，笛卡儿也一样，因此，他实际用的是拉丁语词“conscius”。法语和英语的译本对该词的含义和用法都不甚确定，但依旧照用不误；与此同时，笛卡儿本人反倒使用的是“思考”（to think）和“知道”（to know）等动词。很快社会上便出现了反对滥用“意识”一词的声音。笛卡儿对此或许也曾感到后悔，因为他一直摇摆不定，不知道自己到底想用“意识”表达什么意思：到底是普遍意义上的思维活动，还是一种更为内省的过程，或称之为“关于想法的想法”？无论如何，笛卡儿曾用“意识”来指代我们对自身想法的认识，并通过逻辑推理判定这种认识是毋庸置疑且绝对正确的。例如，如果我有一个想法，认为自己拥有全世界最好的葡萄园，那么这个想法的存在肯定是毋庸置疑的；与此同时，我也不会弄错自身想法的内容，因此它也是绝对正确的。人总是能确定自己的想法，这意味着人对自身心智的认知优于对自身身体的认知。因此，笛卡儿相信，他的认知是不会欺骗他的。
在笛卡儿和法国思想家们的影响下，哲学领域开始努力厘清“意识”这一概念，然而从一开始，“意识”就未曾有过明晰的定义。美国最高法院大法官波特·斯图尔特（Potter Stewart）曾经说过一段名言，用来定义什么是“色情”：“我不应该试图给它下定义……也或许永远无法得出一个清楚的定义。但我看到它的时候就会知道它是不是。”在这方面，意识或许和色情没什么两样。
结束对17世纪法国的介绍，我们认识了机械宇宙并掌握了两种描述心智的方法。在笛卡儿之前，物质或非物质的“灵魂”是人类思想的主流。人类对意识的感受和体验使得我们很难将“灵魂”视作肉体的一部分。同样可以理解的是，人们也很难接受甚至厌恶灵魂会在经历过波澜壮阔的一生之后随死亡消失殆尽的想法。经过2000余年的知识积累，绝大多数人依旧不愿意相信一个事实，即人类那缤纷多彩的内在世界全部诞生于我们的身体和大脑。
后来，笛卡儿大胆地将不死的灵魂（以及伴随灵魂存在的心智）从机械论的宇宙和肉体中剥离开来。一旦接受心智与肉体分离的观点，心智本身就成了一个难解的谜题，它被赋予了种种性质：非物质，毋庸置疑，绝对正确，且不可改变。笛卡儿将心智升华至非自然的境界，并将之从科学研究的对象中移除。笛卡儿永远无法解释非物质的心智如何与物质的身体互动，但他的理论将过去200年间人类关于心智物理基础的思考整合在了一起。许多与笛卡儿同时代的伟人，例如伽桑狄，也同意他的观点，认为理性灵魂是非物质的，因为他们确信没有任何一种原子的组合能够进行自省或感知感官信息以外的情感活动。以21世纪人们的眼光看来，这些17世纪的理论似乎又奇怪又无用，但是，如今的我们依旧相信心智的存在。不同之处在于，现代科学不再认为心智是一团漂浮在每个人周围的非物质迷雾，反之，我们将心智移交给大脑，并使之成为完全符合物理原理的物质存在。于是问题来了：物质的心智到底是如何运作的？