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和在你脑中发生的物理过程之间有着复杂的联系。问题到了这里，我们所讨论的还都属于科学，而非哲学。
但是关于心灵与大脑之间的关系也有一个哲学的问题：你的心灵是某种与你的大脑不同的东西（尽管它和你的脑相联系）呢，还是就是你的大脑本身呢？你的思想、感受、知觉、感情和愿望等等，是附加在你的大脑中所发生的生理过程之上的东西呢，还是本身就是这些生理过程呢？
譬如说，当你咬一口巧克力的时候，发生了些什么？巧克力在你的舌头上融化，并且在你的味蕾中引起了化学变化；味蕾发送某种神经脉冲，沿着你的神经从舌头传到脑部，当它们到达脑部时引起了进一步的生理变化，最后，你尝到了巧克力味。“尝到了巧克力味”是什么？它是一种在你的某些脑细胞中发生的生理事件，还是某种完全不同种类的东西？
如果一个科学家在你吃巧克力的时候把你的头盖骨打开进行观察，他所能看到的不过是一堆灰色的神经细胞。如果他用工具去探测在这些细胞里都发生了什么，他会发现许多不同种类的生理作用。但是，他能发现巧克力的“味道”吗？
似乎不能。由于你品尝巧克力的体验以一种特定的方式被嵌入到你的心灵中，所以它不可能被其他任何人观察到――即使打开你的头盖骨，观察你的大脑也是徒劳。你的体验以一种特殊的方式隐藏在你的心灵里，它不同于大脑隐藏在脑袋里的方式。别人能打开你的脑袋，观察里面的大脑，但是他们不能够打开你的心灵，观察里面的内容――至少不能像打开你的脑袋那样去打开你的心灵。
这里的问题不仅是因为巧克力味是一种“味觉”，因此不能被“看到”。设想有一个科学狂人，他为了得到到你品尝巧克力的体验，居然在你吃巧克力的时候舔你的大脑，想以此方式得知你的味觉体验。但是首先，你的大脑舔起来根本就不是巧克力味，而就算它是巧克力味的，这个科学家也并没有进入你的心灵并且观测到你品尝巧克力的体验。他只是非常奇怪地发现，当你尝巧克力的时候，你的大脑发生了某种变化，以至于其他人舔起来像是巧克力的味道。他尝到的巧克力味是他的体验，而不是你的。
如果说你的经验中发生的事情是以一种特殊的方式内在于你的心灵之中，而发生在你大脑中的事情则并非如此，那么，看上去你的经验以及其他的心理状态便不可能只是你脑中的生理状态。你不只是你的肉体和嗡嗡运转的神经系统，而是包含某种更多的东西。
一个可能的结论是，存在着一个灵魂。它以一种特殊的方式附着在你的身体上，因此二者可以相互作用。如果事情真的是这样，那么，你就是由两种极为不同的东西组成的：一个复杂的生理有机体，加上一个完全精神性的灵魂【显然，这种观点被称为二元论（Dualism）】。
然而对很多人来说，灵魂存在的说法不仅早就过时了，而且还是不科学的。既然世界上其他一切东西都是由物质材料构成的，只是同一些化学元素不同的组合而已，为什么我们就不是如此？精子和卵子在受精的时候结合起来，产生出一个单一的细胞，然后再经由一个复杂的生理过程长成了我们的身体。通过添加一些普通的材料，一个细胞逐渐演化成了一个带有胳膊、腿、眼睛、耳朵还有大脑的人体，使得我们能够移动、感觉、看到东西，最后还能说话和思考。有些人认为，这个复杂的生理过程本身就能够产生出有意识的生命。难道不是这样吗？无论如何，难道说单凭哲学论证就能否认这一点么？既然哲学不能告诉我们星星或者钻石是由什么构成的，那么，它又怎么能告诉我们人是由某种东西或者不是由某种东西构成的呢？
认为人只是由物质材料构成的，而人的心理状态只是他们大脑的生理状态，这种观点被称为物理主义（Physicalism）【或者有时候被称为唯物主义（Materialism）】。并没有一种特殊的理论能够使得物理主义者具体地指出脑中的何种过程对应于我们的体验――比如品尝巧克力的体验。但是他们相信，心理状态只是脑的状态，而且我们不可能基于哲学上的理由来否认这一点。有关的细节必须有待科学来发现。
物理主义的观念是这样的：正如我们熟悉的其他一些事物的真实本质（我们原先不可能料想到）是由科学研究最终揭示出来的一样，我们最终也可以发现心灵体验实际上是脑部的生理作用。比如说，人们发现钻石是由碳元素构成的，就和煤一样，只不过原子排列有些不同。又比如，众所周知水是由氢和氧构成的，但是这两种元素分开来看一点也不像水。
因此，虽然主张品尝巧克力的体验只不过是你脑中复杂的生理事件，这听起来有点奇怪，但是，比起人们发现许许多多普通的东西具有出人意料的真实本质这一点来，它并不更加让人奇怪。科学家已经发现了光是什么，植物如何生长，肌肉如何运动，因此，发现心灵的生物学本性也不过是时间问题而已。这就是物理主义者的想法。
一个二元论者可能会反驳说，其他的东西与心灵有所不同。譬如，当我们发现水的化学构成时，我们与之打交道的是某种明显存在于物质世界中的东西，某种我们看得见摸得着的东西。当我们分析出水是由氢和氧构成的时候，不过是把一个外在的物质实体分解成更小的物质成分而已。这种分析的关键在于，我们并不是以化学分析的方式来分解水给我们带来的外观、触感和味道。这些东西发生在我们的内在体验中，而不是发生在我们将其分解为原子的水中。对水的物理分析或者化学分析并不能触及我们对水的体验。
然而，要揭示出品尝巧克力的体验是一种脑神经过程，我们就必须把心理性的东西——不是一个外在的、可以被观察到的物质实体，而是一种内在的滋味体验――分析为物理性的组成部分。而一种滋味的感觉是不可能由许许多多脑中的物理事件构成的，不管这些事件有多么复杂。一个物质的整体能被分解成较小的物质部分，但是一个心理状态不能。物质部分不能加总为心理整体。
在二元论和物理主义之外，还有另外一种可能的观点。二元论认为，人是由肉体加灵魂构成的，而心理活动就在灵魂中发生。物理主义认为，心理活动是由脑中的生理作用构成的。但是，另一种可能是，虽然心理活动发生在大脑中，但经验、感受、思想和欲望这一切却并不是你脑中的物理作用。这就意味着，你颅骨中那堆由亿万神经细胞构成的灰团并非只是一个物质对象。它有很多物质属性――大量的电化学反应发生在里面――但其中同时也进行着心理性的作用。
这种观点认为，脑是意识的发生地，但是它的意识状态并非仅仅是物理状态。这种观点被称为“两面论（Dual Aspect Theory）”。按照这种理论，当你咬一口巧克力的时候，在你的脑中就产生了一个两方面的状态或者作用：一个物质方面，它包括许多不同的电化学反应；一个心理方面，也就是对巧克力的味觉体验。当这个作用发生的时候，科学家如果观察你的大脑，只会看到物质方面，但是你自己却可以从内部感受到心理方面：你会有尝到巧克力的感觉。如果事情是这样的，那么，你的脑自身就有一个不能被外在观察者看到――即使把脑切开也没用――的内在方面。一旦这种内在作用在脑中以某种特定的方式发生，你就会有触觉和味觉等等。
我们可以这样表述这种观点：你并不是一个身体加一个灵魂，而只是一个身体。你的身体或至少是你的脑，不仅仅是一个物理系统，它同时有物质和精神两个方面，它可以被拆解掉，但是它有一种内在的方面，是不可能通过拆解而显露出来的。你之所以在这个内在方面有尝到巧克力味的体验，是因为当你吃巧克力的时候，大脑就会出现某种状态，这种状态就其内在方面而言，就是吃巧克力的体验。
物理主义者相信，唯有能够被科学研究的物质世界才是存在的，这就是客观实在的世界。但是这样一来；他们就得为感受、欲望、思想、经验――还有你和我――在物质世界上找到容身之所。
一种为物理主义作辩护的理论认为，你的心理状态的本质在于这些状态与引起它们的东西以及与它们所引起的东西之间的关联。比如说，当你绊伤了脚趾感到疼痛的时候，这种疼痛就是某种在你脑中所发生的事件。它不只是物理属性的总和，也并非某种神秘的、非物理的属性。毋宁说，使得疼痛之为疼痛的东西，乃是通常由伤害引起的一种脑的状态。这种状态通常使你喊叫跳跃并且躲避弄伤你的东西。它可以是脑的一种纯粹的生理状态。
但是这些东西看起来似乎并不足以构成一种疼痛。的确，疼痛是由伤害引起的，并且它使你喊叫跳跃。然而，它也以某种特定的方式被感到，而这个“感到”看起来与一切有关它的因果联系都不同，也不同于疼痛的一切物理属性――如果说它的确是在脑中发生的事件的话。我本人相信，这种疼痛的内在方面以及其他意识经验，无论用多么复杂的物理刺激与行为之间的因果关系系统，都是无法被充分分析的。
看起来，在世界上有两种完全不同种类的东西：一是属于物质实在的东西，许多不同的人都能够从外部观察这些东西；二是另外一些属于心理实在的东西，我们每个人都从自身的内部体验到这些东西。这不仅仅是对人类才成立的，狗、猫、马和鸟看起来也是有意识的，鱼、蚂蚁和甲壳虫可能也一样。谁知道这个列举应当停止于何处呢？
为什么把一大堆物质元素以某种方式放在一起，不仅会产生出一个自己运转的生物有