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物理主义者通过物理状态与过程（尤其是神经的或神经生理的状态与过程）来识别精神特质。他们认为，不存在单独的精神事件或精神层面，意识遍及万物这一说法在科学上是不成立的。1994年，弗朗西斯·克里克（Francis Crick）基于这一立场明确举例：
你，你的喜悦与悲伤，你的记忆与志向，你对个人身份与自由意志的感觉，实际上，仅仅是一大群神经细胞及相关分子的行为而已。
这份简要的陈述中暗藏玄机。依照克里克的假设，这一大群神经细胞及相关分子是一个 有 组织的 集群，那么这是一种怎样的组织？离开肉体的大脑可能具有意识吗？神经细胞是产生意识的充要条件吗？
在解决上述问题时，研究意识的神经科学家采用的方法一般不同，但他们都遵循同一个广义的哲学框架。他们认为，意识是神经系统的低层级部分与神经组织的高层级之间自组织动态互作的结果。这些神经动态产生出连贯的图像、感受和动作。问题在于，这是如何发生的？即使在实验中意识可以被调控，即使意识的神经对应物及其他身体对应物可被完美识别，为什么这些对应物必然引发主观体验？为什么一个人能感受疼痛而非仅仅对伤害性刺激产生适应性响应？换句话说，为什么我们不是僵尸？为什么我们能感受到精神活动与身体活动在本质上是不同的？
1500克脑组织中无穷无尽的衍生物