1. 意識概念 (Concepts of Consciousness)
1.1 生物 (Creature) 意識 vs. 狀態 (State) 意識
1.2 做為蝙蝠是什麼樣子？
1.3 現象意識 (phenomenal consciousness) 與取用意識 (access consciousness)
2.1 意識的形上學問題
2.1.1 物理論 (physicalism)
2.1.2 唯心論
2.1.3 二元論
2.1.4 中性一元論
2.2 關於意識的簡易問題 (the easy problems)
2.3 意識的艱難問題 (the hard problems)
3.1 初階表徵論 (First-order Representational Theories)
3.2 高階表徵論 (Higher-Order Representationism)
3.2.1 高階思想論 (HOT)
3.2.2 高階知覺理論 (Higher-Order Perception Theory)
3.3 全面工作平台理論 (Global Workspace Theory, GWT)
3.4 意識的神經關連 (Neural Correlates of Consciousness)
3.4.1 克里克和科赫的 40-Hz 振盪頻率 (oscillation)
3.4.2 動態核心假說 (The Dynamic Core Hypothesis)
3.5 訊息整合與預測編碼：計算層次理論
3.5.1 訊息整合理論 (Information Integration Theory, IIT)
3.5.2 意識的預測編碼理論 (Predictive Coding Theory of Consciousness)
3.6 量子意識 (Quantum Consciousness)
4.1 解釋鴻溝 (Explanatory Gap)
4.2 知識論證 (The Knowledge Argument)
4.3 可設想性論證 (Conceivability Argument)
4.4 神秘主義 (Mysterianism)
1. 意識概念 (Concepts of Consciousness)
1.1 生物 (Creature) 意識 vs. 狀態 (State) 意識
植物人、陷入昏迷的人或全身麻醉的人沒有意識，或失去意識。無夢睡眠者，我們也認為沒有意識。生物意識指的就是這種意識。生物意識是生物整體的性質。狀態意識則是心理狀態的性質。例如「檸檬酸酸的」形容酸酸的味覺這樣的心理狀態。「紅色」的感覺是視覺作為心理狀態的性質。當你有紅色的視覺時，你會覺知 (aware) 你有一個紅色的心理狀態。不是所有的心理狀態都具有意識，只有當下你覺知到的心理狀態才有意識。心理狀態在未被覺知時，是無意識的。
生物意識和狀態意識之間的關係是什麼？哲學家貝恩 (Tim Bayne) 有一個不錯的說法，生物意識是可確定的 (determinable) 概念，而狀態意識是已確定的 (determinate) 概念。例如「顏色」是可確定的概念，而「紅色」是已確定的概念。當你說「那輛跑車是有顏色的」，這不表示那輛跑車一定是紅色的。但是當你說「那輛跑車是紅色的」，這表示那輛跑車一定是有顏色的。依此類推，當你有苦的味覺時，你必定有生物意識；然而當你有生物意識時，你不必然有苦的味覺，你可以有任何感官知覺。簡而言之，當你有某個特定的感官經驗時，你一定是有意識的；但是當你有意識時，你不必然有某一特定的意識狀態 (Tim Bayne, 2007) 。
既然生物意識有別於狀態意識，在研究上也自然有所區分。植物人、昏迷，全身麻醉或無夢睡眠的研究側重在有無生物意識在神經機轉上的差異。例如研究植物人與健康人的神經機轉到底有何不同。神經學家洛瑞斯 (Steven Laureys) 及其同僚研究昏迷、植物人、最小意識狀態、閉鎖症候群 (locked-in syndrom)和腦死的大腦功能。 (Laureys, et al. 2001) 狀態意識研究聚焦於意識的神經關連 (neural correlates of consciousness)，即狀態意識發生的充分與必要且最少的神經機轉。例如哪些腦區的作用產生紅色跑車的視覺 (Crick and Koch, 1990) 。這裡強調「最少的神經機轉」，因為如果不強調「最少」，那麼在假設意識是大腦作用的前提下，你問任何意識狀態發生的神經機轉，我可以回答一個永遠為真的答案：大腦 (Metzinger, 2000)。
哲學家與心理學家詹姆士 (William James, 1842-1910) 說：「我們正常的清醒意識...只是意識的一個特別類型，隔著脆弱的薄幕，那裡有各式各樣與我們完全不同的意識形式，...如果忽略了這些其他形式的意識，我們對宇宙整體的解釋不可能完成。」(James,1902, p. 136) 奈格 (Thomas Nagel) 同意存在與人類意識不同的意識形式，認為意識經驗是廣泛存在的現象，不只人類有意識經驗，很多動物也都有意識經驗。當然詹姆士所主張的意識形式要比奈格的看法更為廣泛存在。這些不同形式的意識共同的特性是經驗的主觀性。
什麼是經驗的主觀性？奈格用一個問題來說明，即「做為蝙蝠的感覺是什麼樣子？ (What is it like to be a bat?)」。 這個問題無法回答，因為做為蝙蝠的經驗是主觀的，你只有真正變成一隻蝙蝠，才能體會到蝙蝠的經驗內容是什麼。其實這個問題也存在在不同的人類個體之間。除非我是你，否則我不可能直接經驗你的感覺像什麼；因為你的意識經驗是主觀的，我只能客觀地觀察你的行為或腦的活動，無法真正經驗到你的經驗。
奈格因此將經驗的主觀性定義為「做為一個生物體是什麼樣子 (What is it like to be the organism)」。這個定義普遍為哲學界與科學界所使用。另一個哲學上常用來指涉主觀經驗的詞是感質 (qualia)。感質通常用來指稱現象性質 (phenomenal characters)，現象性質也預設主觀性。這個用法與奈格的意識經驗的定義相似。
1.3 現象意識 (phenomenal consciousness) 與取用意識 (access consciousness)
布拉克 (Ned Block) 於 1995 年提出現象意識和取用意識的區分。現象意識即經驗，而取用意識指的是可以用來據以思考、推理、語言表達或理性行動的心理狀態。現象意識即感官經驗，例如感覺知覺，感受 (feeling)，情緒，慾求，或思想的經驗。它是純粹的經驗，不牽涉思考，推理或行動。當你看到一朵紅色玫瑰花時，紅色花的感覺就是現象意識。此時你的經驗內容沒有「紅色」，「玫瑰花」等概念，你也沒有在思考你看到一朵玫瑰花。做為現象意識，「紅色玫瑰花」在這裡指純粹的、非概念化，不牽涉認知和思考的經驗內容。也可以稱之為感質，一種未經概念及認知處理的「生感受 (raw feeling)」。
當意識內容被概念化或語言化，可以被用來思考推理，或控制行動和說話時，布拉克稱之為取用意識，其中可報告性 (reportability) 常用在實驗室裡的研究，用來判定是否為取用意識。當你報告你的感覺經驗內容時，你已經在取用 (access) 經驗內容，用以思考，推理或行動。經驗內容此時不再只是生感質，而已被概念化或語言化，成為可以為思考或推理所操作的表徵。(Block, 1995, 2002)
布拉克必須證明或提出足夠的依據，來支持現象意識和取用意識的區分。來看他如何論證有取用意識卻沒有現象意識的可能性。（一）殭屍 (zombie) 論證：概念上可以設想哲學殭屍的可能性，即設想一個在行為、語言、推理及思考能力都正常，卻沒有意識經驗。這樣的設想在邏輯上是可能的。這個殭屍和正常人沒有兩樣，唯獨沒有聽覺、視覺、嗅覺、觸覺、味覺，也沒有情緒、感受和思想時的感覺。機器人也許可以做為類比。我們已經可以製造出狀似真人的機器人，除了某些A I 的信徒之外，我們可以合理地認為機器人沒有感覺知覺和情緒。殭屍提供了一個系統或生物組織可以擁有取用意識，卻沒有現象意識。
（二）盲視 (Blindsight) 論證：盲視病人因大腦損傷而在某些視野範圍失去視力。這種病人主觀經驗上雖然看不到特定視野位置的物體，卻能高於隨機的做出正確的猜測。(Weiskrantz, 1986) 布拉克認為這種病人失去部分視力，卻仍能正確猜出物體的一些特徵，因此具有訊息處理能力，卻沒有視覺的感質。這是另一個有取用意識而無現象意識的例子。這樣的病人可被視為局部殭屍 (partial zombie)。
其次來看布拉克如何論證有現象意識卻無取用意識。這個比較難證明，因為現象意識存在的證據比較難取得。布拉克引用心理學上的視覺雙系統理論，來說明有現象意識而無取用意識的情形。(Goodale & Milner, 1992) 視覺系統有背側路徑 (dorsal pathway) 和腹側路徑 (ventral pathway) 兩個系統，前者處理視覺的空間，後者處理視覺內容。當腹側路徑受損時，病患可以正確判斷物體的空間位置，視覺上卻看不到那是什麼東西。反之，病患知道看到什麼，有視覺內容，卻不知道它在哪裡。布拉克認為這正提供了一個經驗證據，支持有現象意識，而沒有取用意識的實例。
布拉克舉一個例子。你家外頭工人整天在馬路上鑽洞，可是整個早上你都被繁忙事務佔去所有注意力，一直到中午你才意識到噪音存在。你大半天都有噪音的現象意識，卻要到中午才取用它產生取用意識。
布拉克另外引用史柏林 (George Sperling) 的部份報告實驗 (Sperling, 1960)，論證知覺意識（現象意識）溢出 (overflow) 認知取用 (cognitive access)。換言之，現象意識溢出取用意識。史柏林的實驗結果證明受試者的現象經驗多於認知取用。(Block, 2011) 換言之，有些現象經驗是無法被取用。史柏林的實驗簡述如下。史柏林讓受試者看一張有十二個英文字母的卡片。十二個字母排成上中下三行，每行有四個字母。觀看時間五十至一百毫秒。受試者要説出看到的字母。通常只能報告四到五個字母。史柏林使用部分報告法，第一行配予高音，第二行中音，第三行低音。受試者看過卡片後，若高音響起，受試者要報告第一行，以此類推。試驗結果是，不論是高、中或低音，受試者都成功報告。如果受試者只能看到四到五個字母，部分報告實驗結果如何可能？這表示受試者看到所有字母，只是受限於短期記憶，只能報告四到五個。因此受試者看到的字母，即現象意識，多於能報告出來的，即取用意識。
意識問題大致上可以分成三類，這只是討論上的假定 (working hypothesis)，以方便問題的澄清，避免東問西答，牛頭對不上馬嘴。第一類稱之為形上學問題，探索意識是什麼？它的主要特徵是什麼？意識是不是物理的？第二類稱之為簡易問題 (the easy problems)，處理意識如何發生？有何功能？有無意識有什麼差別？一個物理系統為何要有意識？這些涉及意識發生的條件、組織、結構與功能。第三類問題是為什麼特定的物理組織，例如大腦的作用會產生意識？這類問題既是哲學問題也是科學問題，也就是查默斯 (David Chalmers) 於 1995 年提出的意識的艱難問題 (the hard problems)。
物理論是學界當前的主流主張。物理論主張世界上所有的存在物都是物理的，除此之外不存在任何非物理的事物。在物理論的架構下，意識當然是物理的，意識是物理現象。物理論有強弱不同的版本，最強的是類型物理論 (type physicalism)，又稱之為同一論 (identity theory)。(Place, 1956; Smart, 1957) 例如痛覺做為一個心理類型等同於物理類型 C-纖維的激活 (C-fiber firings)。依據類型物理論，每一個意識狀態類型都等同於一個神經關連 (neural correlate) 類型。例如，辨識臉孔的視覺等同於梭狀回面孔區 (fusiform face area, FFA) 的激活類型。FFA 位在視覺雙系統的腹側路徑。(Kanwisher, 1997)
心腦同一論在1980年代受到克里普克 (Saul Kripke) 的強力批評。克里普克的論證如下：心理狀態類型和腦狀態類型都是嚴格指稱詞 (rigid designator)。嚴格指稱詞和專名 (proper name) 一樣，指稱對象恆定，不會改變。因此當你說「心理狀態 P= 腦狀態 B」 時，「P=B」是必然為真。若「P=B」必然真，則無法設想有 P 沒有 B，或有 B 沒有 P。但是你可以設想有 P 沒有 B 或有 B 沒有 P，因此「P=B」不必然為真。因此同一論（類型物理論）不成立。(Kripke, 1980)
事實上到目前為止沒有任何科學上的直接證據可以支持同一論。腦科學家很小心避免去說某一個意識狀態必然等同於某一個腦狀態，至多只說某一個腦狀態是某個意識狀態的神經關連 (neural correlate)。個例物理論 (token psysicalism) 做為比較弱的同一論，成為一個選項。這個版本的物理論主張意識狀態等同於腦狀態，但是不排除其他種類的物理狀態也可以等同於意識狀態。例如機器人的機器狀態 (machine state) 也可以等同意識狀態。這叫做多重可實現性 (multiple realizability)。(Putnam, 1967) 意識或心理狀態可以由許多不同的物理狀態來實現。這似乎呼應了詹姆士所言，意識有許多超過我們能想像的形式，大腦只是其中一種實現意識的方式。
有些哲學家根本就否定意識的存在。主要代表哲學家是兩位邱其蘭 (Patricia Churchland & Paul Churchland)，雷伊 (George Rey) 和丹內特 (Daniel Dennett)。邱其蘭認為常民心理學 (folk psychology) 中常用到的命題心態，如信念 (belief) 和慾望 (desire)，都將在未來的科學心理學消失。簡單來說，我們日常生活中使用的心理語詞，如信念、慾求、期待、意圖、擔心等等，都不會出現在科學心理學中，因為這些命題心態所指稱的事物其實都不存在。意識也是我們日常心理用語，並不存在意識這樣的東西 (Churchland, 1998)。
丹內特和雷伊則否認有主觀經驗或感質這樣的東西。丹內特提出意識的多套草稿模型 (the multiple drafts model of consciousness)，認為所有的感覺知覺經驗都是大腦經過許多次平行處理感官刺激而產生。就好比一個作家來來回回修改草稿，最後終於定稿而成。他要強調的是感覺經驗其實都是大腦的多工平行作用的結果，腦中並沒有一個特定的區位負責產生意識，也不會像笛卡兒式的劇場 (Carteisan theater) 中，有個小人坐在大腦某處，觀看意識經驗。在大腦裡面不存在一個區位，是意識發生所在；也沒有一個終點線，大腦運作到了終點線，意識就發生了。意識是錯覺，並不存在意識這種東西，也沒有主觀的經驗，一切都是大腦的作用，而大腦為什麼如此作用，一切都是演化的結果。(Dennett, 1991)
物理論是一種一元論的主張，認為世界的基本存在只有物質。另一種一元論是唯心論 (idealism)，主張世界的基本存在是心靈。換言之，不存在獨立於意識經驗（心靈）之外的事物。任何我們所感知的對象都只存在意識中。英國經驗論哲學家巴克萊 (George Berkeley) 的名言「存在即被知覺 (To be is to be perceived)」(Berkeley, 1776) 這是主觀 (subjective) 唯心論立場，有別於客觀 (objective) 唯心論。客觀唯心論主張存在獨立於任何心靈或意識之外，有客觀的，不被知覺的意識存在。存在不必被知覺，在人類意識之外，有一客觀意識獨立存在。
當代知名的主觀唯心論支持者是霍夫曼 (Donald Hoffman)。霍夫曼認為，世界上根本不存在物理事物，萬物都是一種意識體，都是非物質。他受到量子力學的影響很大。這個現實世界 (reality) 其實是觀察的產物，世界是由我們的觀察或意識所產生出來的，並沒有獨立於我們的意識經驗的宇宙。個人的感覺、經驗、意識、心靈等是一切事物存在的基礎，是最根本的存在。客觀獨立於意識的物理世界其實並不存在，萬物都是意識體 (conscious agents)，都是非物質。所以宇宙是由意識構成，這是一個主觀經驗的世界。霍夫曼稱自己的理論為意識實在論 (conscious realism)，以有別於物理實在論。(Hoffman, 2019)
對照於一元論主張世界只有一種根本的存在，二元論主張存在二種根本的東西，即心和物。人類和某些動物同時具有心靈和身體（物）二個面向。到底心和身的關係是什麼？心是不是腦（身體）的作用？抑或心靈存在於身體之外，同為世界的根本存在？如果心與身（物）是截然不同，獨立存在的二種東西，那麼心靈與身體如何交互作用？這是二元論要面對的問題。為了避免實體二元論的困難，性質二元論 (property dualism) 就成為時下的流行主張。下面會有進一步的説明。
現代二元論起源於笛卡兒 (René Descartes) 的《沈思錄 (Meditations)》。他主張心和物是二個獨立存在的實體 (substance)。所謂「實體」在哲學的脈絡中，指獨立存在的東西。所以笛卡兒的二元論又稱之為實體二元論。笛卡兒的名言「我思故我在 (I think, therefore I am)」很容易誤導大家，以為笛卡兒認為人的本質是「思考的主體 (thinking subject)」。事實上，笛卡兒的「思考 (thinking)」包含了知覺、感覺 (sensation) 和感受 (feeling)。這些加起來其實就是「意識」。所以笛卡兒的意思是「我意識，故我在」。(Cottingham, 1978) 身體是機器，心靈是身體的操控者。心靈如何與身體互動是實體二元論的主要問題。笛卡兒並沒有令人滿意的解答，他只說是透過松果腺 (pineal gland)，目前對松果腺的科學研究無法支持松果腺有這個功能。
實體二元論自二十世紀以來，科學界和哲學界已鮮少支持者，艾克爾斯 (John C. Eccles) 和波普爾 (Karl Popper) 是顯著的例外。他們都主張心靈獨立於物質而存在。艾克爾斯於 1963 年獲得諾貝爾生醫獎，卻相信念力和超感覺力的存在，用以支持心腦相互作用的存在。腦神經科學後來的發展反駁了艾克爾斯和波普爾的心腦互動理論。(Popper and Eccles, 1984)
心靈與意識要化約到物理事物實在很困難，可是實體二元論又吞不下去，有些人就走向性質二元論。性質二元論站在物理論這邊，主張世界是物理的，物質是唯一的基本存在。然而物理事物除了具有物理性質之外，還具有不可化約的心理性質。心理性質是由物理系統所產生的，例如我們的意識經驗是由大腦的活動產生的，可是意識經驗卻不能化約到大腦的物理性質。水在常溫下是流體。這流體的性質可以充分由氫和氧分子的化學性質及結構解釋。但是用痛覺為例，痛覺就無法用神經系統的物理性質充分解釋。(Chalmers, 1996)
突現論 (emergentism) 是性質二元論的一個版本，最著名的代表人物是布洛德 (Charle D. Broad)。突現論認為一個夠複雜的系統可能會產生無法從較低層次推衍出來，屬於系統層次的性質。例如大腦產生意識經驗，而意識經驗是大腦的高層次系統性質。做為系統層次的性質，意識經驗不能從神經細胞的性質推衍出來。高層次性質不能化約到低層次性質。這裡所謂「層次」是指「組織層次 (levels of organization)」。意識在本體上 (ontologically) 不可化約到物理性質。因此雖然世界上只存在物理事物，物理事物卻可以有相互不可化約的物理性質和心理性質。
中性一元論 (neutral monism)主張世界的基本存在只有一種，可是它既不是物質，也不是心靈，而是非心非物的中性存在。中性一元論與雙面向理論 (dual aspects thoery)有時難以區分，也許我們可以說中性一元論除了主張基本存在是非心非物，非基本存在的事物可以是物理的，或是心理的。對照而言，雙面論主張任何存在事物，不論基本或非基本存在，都具有心靈和物理二個面向。雙面論蘊涵中性一元論，反之不一定成立。
史賓諾沙 (Baruch Spinoza)是雙面向理論的早期代表人物之一。史賓諾沙在其名著《倫理學》中，認為上帝 (God)是唯一的存在實體，具有無限多的模式 (modes)，心靈與物質只是其中二種 (Spinoza, 1677)。詹姆士可以說是現代雙面向理論的肇始者之一。他提出「純粹經驗 (pure experience)」這個概念以論述他的基進經驗論 (radical empiricism)。根據基進經驗論的說法，心靈與物質都不是世界的基本存在，最基本的存在是非心也非物的純粹經驗。純粹經驗是未概念化與未範疇化 (categorizaiton)的存在，心靈或意識以及身體 (物體)則是純粹經。驗內的兩個面向或作用。 (James, 1912) 這個說法有點類似泛原型心論 (panprotopsychism)，原型心不是心也不是物，是最基本的存在。也有點類似羅素 (Bertrand Russell)的感覺與料 (sense data) 。
羅素的中性一元論對當代意識與心靈哲學的討論影響很大。主要因素是物理論似乎對意識問題無解，唯心論太難吞嚥，而二元論的心物相互作用問題太難解決。時下非常流行的泛心論 (panpsychism)，是晚近興起試圖解答意識問題的新嘗試，其思想的泉源來自詹姆士和羅素。前文提到詹姆士的基本存在是純粹經驗，在未被範疇化之前，純粹經驗既非心也非物，它是中性的。羅素在這一點同意詹姆士的看法，他用「感覺與料」一詞表達相似的中性一元論。感覺與料不一定要被知覺到，它可以永遠不被知覺。羅素用「可被感知 (sensibilia)」來指稱未被知覺的感覺與料。感覺與料是世界的基本存在，是中性的，既非心也非物，而心或物都是從感覺與料組成而來 (Russell, 1927)。
2.2 關於意識的簡易問題 (the easy problems)
簡易問題處理意識的客觀面向，解釋意識的神經機制，瞭解哪些認知功能與意識有關，例如注意力 (attention)、想像 (imagination)、思考 (thought)、記憶、情緒 (emotion) 等。這些認知功能不必然伴隨意識，例如注意力和意識是可以分離的。注意力有兩種，由下往上 (bottom-up) 和由上往下 (top-down) 注意力，它們是二種不同的但重疊的神經機制。(Katsuki & Constantinidis, 2014) 近年來已有證據顯示，受試者可以注意到視覺上看不見的物體。另一個證據是受試者可以意識到沒有注意到的東西。這提供了雙分離 (double dissociation) 的證據，證明意識與注意力可能是有關聯但是不一樣的神經機制 (van Boxtel, et al., 2010)。這是簡易問題的一個例子。
簡易問題一點都不簡易，查默斯 (David Chalmers) 列舉了簡易問題如下：
- 區辨、歸類 (categorize)、和反應 (react) 環境刺激
- 整合訊息的認知系統
- 心理狀態的可報告性 (reportability)
- 系統取用其內在狀態的能力
- 注意力
- 思慮下的行為控制
- 清醒 (wakefulness) 和睡眠 (Chalmers, 1995)
以上只是簡易問題的部分列舉，可以說關於意識的神經科學研究或心理學與認知科學研究幾乎都屬於簡易問題。這些是關於意識的客觀可觀察，可測量的面向之研究。看了以上的例子，真實的感覺是簡易問題一點也不簡單。簡易問題處理取用意識的問題，這一類問題在瞭解意識上具有重要性。事實上，目前腦科學與心理學在處理簡易問題方面已經累積了許多成果。
2.3 意識的艱難問題 (the hard problems)
意識的艱難問題是為什麼我們會有意識經驗？意識經驗如何產生？查默斯認為，即使我們能夠完全解決簡易問題，瞭解大腦的機制與功能，以及其與意識的關係，我們仍然沒有回答艱難問題 (Chalmers, 1995)。例如假設我們徹底瞭解視覺雙系統理論，知道視覺的感覺是腹側路徑的神經功能所產生，色彩知覺是皮質區 (cortical area) V4 的神經作用。我們仍然不知道為什麼 V4 區的神經運作會產生色彩知覺。畢竟所有皮質腦區的神經性質和神經激發 (neural firing)，其物理與化學的作用都類似，很難理解為什麼這一區是嗅覺，另外一區是聽覺。再者，為什麼一定要有意識經驗？意識經驗的功能是什麼？沒有意識經驗不行嗎？
艱難問題要處理的問題是，如何解釋為什麼 (Why) 這個世界有意識，或主觀的現象經驗？簡易問題處理意識的結構、功能與行為。大部分的相關科學研究都聚焦在簡易問題。艱難問題牽涉到許多形上學問題，例如意識是不是基本存在，現階段的物理科學很難處理。塞斯 (Anil Seth) 認為科學不必迴避意識經驗 (phenomenology) 的問題，他認為簡易問題只處理功能與行為，沒有直接面對意識經驗。我們可以研究腦與身體的物理機制和歷程，來解釋為什麼意識經驗如其所呈現，為什麼生物體會如其所呈現具有現象性質。這樣的問題有別於只著眼在功能與行為的簡易問題，也有別於目前科學仍難以著手的艱難問題。塞斯稱之為「真實問題 (the real problem)」。(Seth, 2021)
奈格在其書《無角度的觀點 (View from Nowhere)》說道，意識的主體性 (subjectivity) 是實在界 (reality) 不可化約的特徵 (Nagel, 1986)。前面提及主觀經驗時，並未界定「主觀」一詞的意義。我們可以說經驗是主觀的，因為經驗必定是某人的經驗。例如痛覺一定是某人的痛覺，沒有無主之痛。所以意識或現象經驗勢必有主體性。主體性即觀點 (point of view)。沒有了觀點就是客體性 (objectivity)。因此客觀科學無法解釋意識，因為客觀科學沒有觀點。奈格這個重要論述似乎沒有受到足夠的注意。什麼是主體性？為什麼主體性不可化約到物理世界？主體性與自我 (self) 有何關係？這些問題也是艱難問題。
意識在 1980 年代以前，只有哲學家在研究，科學界視意識研究為禁忌。主要原因是意識概念是很難界定清楚的概念，也缺乏適當的研究方法，腦神經科學要到 1990 年代才開始有爆炸性的發展。哲學方面，受到行為主義與電腦科學的影響，主流以功能論 (functionalism) 為主。意識恰好是功能論無法處理的問題。(Block, 1978) 功能論認為二個心理狀態等同 (identity) 如果它們是相同的功能狀態 (functional states)。功能狀態相同指它們具有相同的輸入-輸出 (input-output) 和其他狀態。功能狀態可以在大腦上實現，也可以在電腦上實現，材質是什麼不相干。這就是所謂的「多重可實現性 (multiple realizability)」。到了 1980 年代末，諾貝爾生醫獎得主艾德蒙 (Gerald Edelman) 和克里克 (Francis Crick) 才開風氣之先。1990 年代以後腦科學大幅進步，整個研究方向從功能論（人工智慧）轉向腦的研究。
3.1 初階表徵論 (First-order Representational Theories)
表徵論原來是關於意向性 (intentionality) 的理論。意向性是心靈關於 (about) 或指向 (direct at) 某些事物、性質或狀態的能力。以信念 (belief) 為例，「我相信今年夏天會很熱」，當我說這句話時，我處在一個意向狀態 (intentional state)「相信」，後面跟著一個句子，表達了一個命題「今年夏天會很熱」。這個命題描述了世界的一個性質或事實。意向狀態的例子，用英文來說，有 belief, desire, thinking, intending, asserting, wishing, wondering 等。這些動詞後面跟著一個名詞子句，這個子句表達一個命題內容。
一個心理狀態是意象狀態，如果它是關於或表徵世界的某些存在或不存在的事態或性質。表徵成為意向性 (intentionality) 討論的核心概念，稱之為意向性的表徵理論。意識的表徵論主張意向性可以解釋意識。現象經驗表徵外在事態或性質。既然現象經驗是表徵，那麼就可以用意向性來解釋意識。
意識表徵論的代表人物有泰 (Michale Tye)，崔斯基 (Fred Dretske) 和萊肯 (William Lycan)。他們共同的假設是用意向性來解釋意識，因此他們都主張現象外在論 (phenomenal externalism)。意象狀態例如信念，當我說「我相信 P」時，P 是一個表徵外在世界的事態或性質的命題。P 的意義全部或部份是由外在世界的事實來確立。意義不在頭裡，而在外在世界中。(Putnam, 1975)「思想在頭裡，但是形成該思想的因素並不在頭裡。」(Dretske, 1995) 意識狀態也是如此，當我看到紅色的蘋果時，我有一個紅色蘋果的感質 (quale)。這個感質的形成是由外在事物的事實而來。
意識表徵論之所以有賣點，是因為意向表徵論不必假設非物理的存在，因此與物理科學相容。同理意識表徵論也不必訴諸非物理的存在。這是主張將意識化約到意向性的主要動機。一個主要的挑戰是布拉克的「倒置地球論證 (Inverted Earth Argument)」。假設在地球上的你，有一天在睡眠中，不知不覺地被置入顏色倒置的鏡片到眼中，然後把你移置到倒置地球。倒置地球與原來的地球除了顏色倒置之外一模一樣。你醒來之後也不會察覺你被移置到另一個地球。你的現象經驗不變，只是，例如綠色的經驗在倒置地球上表徵藍色。所以感質不變，表徵改變了。如此一來，意識表徵論主張的感質即表徵，表徵不同，感質亦應不同。所以表徵論不成立。(Block, 1990) 這個論證自然引發一系列的論戰。（見 Lycan, 2019）
3.2 高階表徵論 (Higher-Order Representationism)
意識的高階理論主張一個心理狀態是有意識的如果有一個高階的心理狀態，以該心理狀態的表徵為對象 (subject)。簡單來說，心理狀態都是表徵。例如「看見一隻鳥」是視覺狀態，如果有另一個高階心理狀態以這個視覺狀態的表徵為對象，那麼這個視覺狀態就是有意識的。前節提到的初階表徵論則不需要高階心理狀態。心理狀態的表徵就是意識的充分與必要條件。高階表徵論有幾個不同的說法，下面將只討論高階思想論 (higher-order thought theory, HOT) 和高階知覺論 (higher-order perception theory, HOP)。
高階思想論的主要創建者是羅森薩 (David Rosenthal, 1980, 1986, 2004, 2008)。一個心理狀態是有意識的，如果存在一個這個心理狀態的高階表徵。這個高階表徵是後設認知 (meta-cognition)。一個很自然出現的問題是：高階表徵本身是否有意識？羅森薩並不排除高階表徵之上還有更高階的表徵，只是這種情況甚少發生。意識的高階理論主要目的在解釋意識與無意識的心理狀態之差異。我們有時會無意識地感覺到某些事物，這種感覺在意識之外。例如盲視現象 (Weiskrantz, 1986)， 盲視的成因是初級視覺皮質區 (primary visual cortex) 受損造成的。有些病人能對其沒有意識到的，在視野範圍內的物體做相當程度正確的描述。這種病人有視覺狀態卻沒有視覺意識。初階理論顯然無法解釋這種現象，因為病人既然有視覺表徵，根據初階理論，病人應該意識到這個視覺狀態，然而事實不然。這是高階理論的主要動機之一 (Rosenthal & Weisberg, 2008)。
意識高階理論在認知神經科學上得到一些經驗上的證據，使其近年來頗為流行。例如以視覺為例，初級視覺皮質區形成視覺表徵。初階理論認為這已足以產生意識。但是高階理論認為初階表徵還得傳送到前額葉和頂葉皮質區，才能產生意識。前額葉和頂葉是產生高階思想（後設表徵）的區位。羅森薩的高階思想理論，主張高階思想實際產生時才有意識，所以稱之為高階思想的現實論 (actualist)。另一種說法是只要有可能 (disposition) 產生高階思想就有意識。一般認為全面工作平台理論 (global workspace theory) 屬於後者。後文會進一步説明 。這些問題的討論可參見 (Lau & Rosenthal, 2011)。高階思想理論會排除嬰兒和動物可能具有意識，因為我們不確定嬰兒與動物是否能夠擁有後設表徵。這個考慮帶入下節的高階知覺理論。
3.2.2 高階知覺理論 (Higher-Order Perception Theory)
高階知覺理論 HOP 又稱之為內在感覺理論 (inner-sense theory)。只有感覺 (sensation) 不會有意識，必須存在一個高階的內在感覺，去感覺初階的感覺，才會有意識。內在感覺是後設感覺，它感覺的對象是初階的感覺。例如當你看到一條黃金獵犬，你的大腦視覺區產生了一個初階視覺表徵。此時你不會意識到一條狗的視覺。要等到內在感覺（高階知覺）以此為對象，才會產生意識。HOP 的主要代表人物為阿姆斯壯 (David Armstrong) 與萊肯 (William Lycan)。沒有後設狀態 (meta-state) 的心理狀態是無意識的。這解釋了在腦中許多認知活動在無意識下進行，意識到的部份只是一小部份。有些腦科學家認為如果初階知覺表徵是由後腦部 (posterior) 的感覺知覺區形成，那麼這些表徵不會有意識。這些表徵必須能夠被傳送到前腦部（前額葉與頂葉），讓各個腦區都能取用這些表徵，此時這些表徵才具有意義。(Dehaene, 2001)
3.3 全面工作平台理論 (Global Workspace Theory, GWT)
全面工作平台理論源於二十世界中葉以來的人工智慧研究，尤其是紐爾 (Alan Newell) 與賽門 (Herbert Simon) 的通用問題解決器 (General Problem Solver, GPS) 的認知架構概念。GPS 的架構使用一組不同功用的程式，在一個短暫的記憶空間，相互合作去解決問題。（參見 Newell, et al., 1959）。GWT 的創建者是巴爾斯 (Bernard Baars)。「全面工作平台」就好比短暫的記憶空間，也類似心理學上的工作記憶 (working memory)。這個工作平台就如同劇場內的聚光燈，聚光所在揭示意識經驗的內容。
簡單來說，GW 就好比一個劇場。劇場舞台是聚光燈照射的範圍。聚光所在即意識內容。意識內容會啟動大腦的許多區域，包括記憶、語言等無意識的腦區，而這些無意識的腦部活動也會形塑意識內容。根據巴爾斯的說法，意識可以取用廣泛的大腦資源，也啟動工作記憶功能。無意識似乎不會進入工作記憶。意識也支持學習，包括技能 (skill) 的學習，也支持運動功能 (motor function)。(Baars, 2005)
德阿納 (Stanislas Dehaene) 和尚熱 (Jean-Pierre Changeux) 將巴爾斯的心理學架構「全面工作平台」延伸為神經科學的架構，我將之譯為全區神經工作平台理論 (global neuronal workspace theory, GNWT)。知覺內容只有當其被廣播 (broadcast) 到大腦的其他腦區才有意義。知覺內容的廣泛可被取用性 (accessibility) 是產生意識的要件。(Dehaene, 1998, 2014; Mashour, et al., 2020) GNW 強調意識的可取用性，布拉克稱之為取用意識。布拉克認為有些意識內容是沒有被取用，稱之為現象意識。德阿納則認為沒有現象意識，因為它不能被取用，不能被報告。從布拉克的觀點來看，德阿納的 GNW 理論與巴爾斯的 GWT 都不能解釋現象意識。(Dehaene & Naccache, 2001; Block, 2001)。
3.4 意識的神經關連 (Neural Correlates of Consciousness)
關連性 (correlation) 指二個變元，當其中一個變元改變時，另一個變元跟著改變。關連性是統計關係，這個統計關係不必然是因果關係。因果關係則指一個變元引發 (cause) 另一個變元。目前神經科學還不能證明某個神經歷程 (process) 和機轉 (mechanism) 引生 (cause) 意識經驗，僅能說某一組神經歷程和機轉是意識的神經關連。神經關連不蘊涵因果關係。如果可以找出意識與腦的因果關係，那就可以說意識的艱難問題已獲得解決。查默斯 (Chalmers, 2000) 對意識的神經關連定義為：最少的神經歷程和機轉，做為意識的充分要件。神經關連就是意識的最少的充分 (minimally sufficient) 要件。充分要件是統計關係或邏輯關係，而非因果關係。強調「最少的」理由是若不限制在最少的神經機轉，那麼舉例來說，整個大腦也是意識的充分要件。這會讓很多神經關連主張成為無意義的 (trivial) 命題。
3.4.1 克里克和科赫的 40-Hz 振盪頻率 (oscillation)
克里克 (Fancis Crick) 和科赫 (Christof Koch) 認為，視覺意識與綑綁 (binding) 問題密切相關，且 40Hz 的同步振盪頻率與視覺綑綁和視覺意識可能有關連。視覺綑綁問題指當我們看到，例如紅色圓圈與綠色方塊時 ，我們的大腦視覺如何把不同腦區的表徵（分別處理紅色、綠色、圓圈和方塊）正確匹配成紅圓圈與綠方塊？為什麼我們不會看成紅方塊和綠圓圈？這就是所謂的視覺綑綁問題。
克里克與科赫以視覺為其起始的研究重點。(Crick & Koch, 1990) 當我們看到一個東西時，這東西有形狀、顏色、方向、運動……等，這些屬性應該由不同的腦區的神經元分別處理。這些神經元在短暫時間內一起作用，以產生特定東西的視覺。這些神經元如何合作一起作用，把不同的屬性結合成為一個物體的視覺，這就是綑綁問題。許多不同腦區的神經元同時激發動作電位 (action potential)。這如何辦到？一個理論上可行的假設就是透過振盪 (oscillation)。大腦皮質層有許多快慢不同的振盪頻率，例如睡眠時的 Delta 波，放鬆時的 Alpha 波，以及認知和高專注工作時的 Gamma 波。大腦處理視覺綑綁問題時，可能牽涉到振盪頻率在 40-70Hz 的範圍內，參與神經元的同步激發。
3.4.2 動態核心假說 (The Dynamic Core Hypothesis)
艾德蒙 (Gerald M. Edelman) 提出動態核心假說，主張現象經驗是由皮質層內的再進入 (reentrant) 活動所產生。在不同腦區中的神經群之間的同步訊號交換與意識經驗相關 (Edelman, 1993, 2004)。大腦皮質層由許多不同的皮質區組成，每個皮質區都由再進入的迴路與丘腦 (thalamus) 相互連結。就是這個皮質區與丘腦的再進入迴路的活動產生意識經驗。(Edleman & Gally, 2013) 這個再進入迴路是雙向的，可以雙向交換不同腦區的訊號。
艾德蒙從 1970 年代起開始提出關於意識的理論，他的基本主張是自然化 (naturalizing) 意識，反對二元論及唯心論。不過他的自然化看法是視意識為生物屬性，研究意識要從生物學或神經科學著手。他強力反對當時流行的計算科學的研究進路，例如人工智慧。(Edelman, 2003)
艾德蒙認為意識不是單一腦區或神經元型態的性質，而是分散大腦許多區的神經元群動態互動的結果。而這中間最重要的神經系統就是丘腦皮質層 (thalamo cortical) 系統。這個系統除了內部再進入迴圈的自我互動外，也與其他系統互動，例如基底核 (basal ganglia) 與注意力及學習有關。丘腦是訊息轉播站，身體傳來的訊息要通過丘腦轉播到大腦皮質區，以便解讀這些訊息。它與清醒、睡眠、意識、學習與記憶等功能相關。丘腦皮質層系統這個再進入迴圈系統是直接與意識的發生有關。這個系統稱之為動態核心。(Edelman, 2003)
3.5.1 訊息整合理論 (Information Integration Theory, IIT)
近年來訊息整合理論受到很大的注意與討論，主要由艾德蒙的學生托諾尼 (Giulio Tononi) 所提出。這個理論主張意識是系統整合的能力。他接受老師艾德蒙的動態核心假說，認為由丘腦與皮質層之間的再進入迴圈是產生意識的神經機制。IIT 要回答二個問題，首先意識是什麼？其次，意識如何被測量？IIT 可以計算一個系統的意識「含量」。意識可以量化，這是IIT最吸引科學家之處。意識既然可以量化，含量少的系統意識就比較微弱，反之意識就比較強。
簡而言之，IIT 的核心觀念有二：一是提出計算訊息整合的方法，得到的訊息整合量稱之為⏀；二是當⏀值大於零時，這個系統就有意識。⏀值愈大，意識愈強，反之則愈弱。怎麼樣的系統具有訊息整合能力呢？首先系統中的零組件不能相互獨立，必須有相互因果作用，相互交換訊息，而且，所有訊息要能夠整合起來，以某種方式相互關聯。(Tononi, 2004. 2012, 2015)
IIT 蘊涵意識是基本量，有多有少，可呈現在嬰兒和動物，而且人工意識也是可能的。當一個系統的⏀值為零時，表示其零組件之間沒有訊息交換，沒有因果關連。這個系統的因果量能 (cause-effect power) 等於其零組件的因果量能的總和。這表示這個系統是線性可化約的。當⏀大於零時，表示其零組件之間有訊息流動，這個系統是非線性、不能化約的系統。如果 IIT 為真，它可以用來計算植物人、腦死病人和手術麻醉等的意識狀態，在醫療上可以避免誤判。這裡值得一提的是，雖然托諾尼說人工意識是可能的，可是他明確地說時下流行的人工智慧電腦沒有意識，因為其⏀值是零，因為電腦的零組件之間沒有訊息交換，沒有因果關連。(Tononi, 2004)
根據 IIT，除了人類有意識之外，其他動物絕大多數也有意識。任何系統多少都有訊息，即使小至質子、中子這樣的次原子物質，也都有定量的訊息。任何東西只要有內部結構，且零組件之間有因果互動，則其⏀值就不會是零。因此根據 IIT，世界萬物不論大小，只要滿足⏀值大於零的條件，就具有意識，即是只是很微弱的意識。因此托諾尼和科赫認為，IIT 蘊涵了泛心論 (panpsychism)，意思是意識可能不只在這裡，或那裡，而是到處都有 (here, there and everywhere)。(Tononi & Koch, 2015)
3.5.2 意識的預測編碼理論 (Predictive Coding Theory of Consciousness)
預測編碼理論簡單來說，就是主張我們的意識經驗不是直接來自外在世界，而是來自於大腦內部的神經活動。例如，當一個視覺刺激進入大腦的視覺系統時，大腦會產生一個關於外來刺激的模型 (model)，因此產生一個預測。這個預測會與外在世界的刺激作比對，如果預測失敗，大腦會修正 (update) 模型，並產生新的預測，直到確定我們的內在模型沒有背離外在世界為止。預測編碼理論不停地產生並更新內在的心理模型。這個模型會產生對外來刺激的預測，並與實際的感覺刺激做比較。預測編碼理論在神經科學應用頗廣，預設大腦的核心作用在最小化關於世界模型的預測錯誤。（相對周延的評論可參考 Millidge, Seth & Buckley 2022）
塞斯 (Anil Seth) 是主張意識的預測編碼理論的主要學者之一。他說意識是「控制的幻覺 (controlled hallucination)」的結果，是大腦試圖讓我們存活的生物機制。(Seth, 2021) 大腦時時刻刻在產生關於世界的模型。這個模型用來產生感覺刺激的預測，並且將此預測與實際的感覺刺激比對。這個比對產生預測錯誤，因此藉以修正及更新模型。意識就是這個預測編碼的機轉。這樣的立場有別於直接實在論，直接實在論認為我們的感覺知覺接觸外在世界，外來的感覺刺激形成我們的知覺。塞斯認為意識經驗一大部份決定於內部的模型與預測編碼，是大腦控制下的「幻覺」。我們知覺到的所有東西都是大腦建構出來的。常識上多數人可能相信，透過視覺系統，外在世界直接呈現客觀的真實 (reality) 給我們。事實上我們是透過「模型－預測－錯誤－修改模型－更正預測」這樣的內部運作才產生知覺。
3.6 量子意識 (Quantum Consciousness)
史代普 (Henry Stapp) 是量子意識理論的重要代表物理學家。他認為古典物理學（非古典物理學指量子力學）不能解釋意識。他的意識理論是基於海森堡 (Werner Heisenberg) 對量子力學的解釋。他認為意識與物質和能量截然不同，量子現象例如量子糾纏 (entanglement) 和量子疊加 (superposition) 在解釋意識上有重要角色。波函數表達一個系統的量子狀態。波函數相加得到另一個波函數。因此一個波函數可以是許多波函數疊加的結果。我們可以用波函數來代表所有可能狀態的疊加。用簡單的話來說，就是所有可能性的疊加。我們經驗到的世界是諸多可能世界之一。這麼多可能世界疊加在一起，我們的現實世界怎麼來的？史代普認為因為觀察者的觀察（測量）使波函數崩現 (collapse) 出其中一個可能世界，也就是我們經驗到的現實世界。沒有觀察者（意識）就沒有崩現，也就沒有現實世界。(Stapp, 1982, 2007, 2009)
史代普的主張並不是說量子力學可以解釋意識。量子力學做為物理科學並沒有解釋意識。而是若要瞭解我們的經驗世界，意識扮演關鍵角色。意識是現實世界的存在基礎。我們可以說史代普的理論是主觀崩現說 (subjective reduction)，因為量子崩現預設主觀意識（觀察者）。這有別於下文要討論的潘羅斯 (Roger Penrose) 的客觀崩現說 (objective reduction)。
潘羅斯的量子意識理論可以分成三部份，第一部份是論述意識的不可計算性 (non-computability)，第二部份提出客觀崩現說，第三部份與麻醉學家哈默洛夫 (Stuart Hameroff) 合作，提出意識的微細管 (micro-tubules) 理論。(Penrose, 1989, 1994; Hameroff & Penrose, 2016; Hameroff, 2020, 2022)
先看意識的不可計算性。可計算性並不是一個精確定義的性質，只是常識性的概念。英國科學家涂林 (Alan Turing) 發明涂林算機 (Turing Machine)，給可計算性一個數學定義。(Turing, 1937) 涂林算機其實概念上就是一套程式語言，一個函數如果是可計算的，那麼一定存在一個涂林算機可以計算它 (Turing thesis)。我們可以視涂林算機為演算法（算程 algorithm）。例如加法是可以計算的，因為存在一個加法的涂林算機，或加法的演算法。哲學家邱崎 (Alonzo Church) 提出另一個可計算性的設理，主張一個函數是可計算的，如果它是偏遞迴函數 (partial recursive function) (Church, 1936)。數學上可以證明涂林可計算等於偏遞迴函數。這兩個設理加在一起又稱之為涂林－邱崎設理。
潘羅斯使用上述的可計算性概念，即涂林算機可計算性。英國哲學家魯卡斯 (John R. Lucas) 引用葛代爾不完備定理 (Gödel’s Incompleteness Theory)，認為心靈不是涂林算機，心靈是不可計算的。(Lucas, 1959) 葛代爾不完備定理說，任何形式系統都存在一個句子為真，卻不能從系統推導出來。潘羅斯舉了許多例子說明存在不可計算的東西，例如數學家的洞見 (insight) 和拼磁磚 (tiling) 問題是不可計算的 (Penrose, 1989)。洞見與拼磁磚都是有意識的心智活動，都超出凃林算機所及，因此潘羅斯引以為意識不可計算的例子。
對潘羅斯而言，意識是不可計算的指的是涂林算機不可計算性。物理科學整體而言都是可計算的科學，包括古典力學和量子力學。因此物理科學無法解釋意識。如果要解釋意識，我們需要全新的物理學，一個可以處理不可計算的新科學—量子重力理論 (quantum gravity theory)。他主張量子狀態處於疊加狀態，當時空彎曲 (space-time curvature) 差異大到一定程度時，這個疊加狀態就會崩現。換言之，波函數會因時空曲度夠大而崩現。這樣的說法有別於史代普的主觀崩現。主觀崩現需要觀察者的觀察才會崩現，潘羅斯的客觀崩現不需要觀察者，意識是客觀崩現的過程產生的，波函數的崩現不預設意識的存在。
微細管 (microtubule) 是細胞骨架的組成部份，維持細胞的結構，形成細胞的骨架，它是中空的圓柱體。哈默洛夫臆測微細管能進行計算功能，主張大腦的計算單位不是神經元，而是構成神經元的微細管。他認為微細管的運作可能有助於解決意識問題。 (Hameroff, 1987) 哈默洛夫向潘羅斯提議，微細管是大腦內的量子作用的可能機轉。兩人因此合作提出協調客觀崩現 (Orchestrated Objective Reduction) 做為意識的模型。(Penrose, 1994)
為什麼我們有意識經驗？大腦如何產生意識經驗？這些問題對物理論者是一大挑戰。物理論主張世界是物理的，不存在非物理的事物。有些物理論者接受心理性質不等於物理性質，但是心理性質隨附於 (supervenience) 物理性質。A 隨附於 B 如果 B 決定 A，並且不可能 A 改變了，而 B 卻不變。(Kim, 1984) 簡單來說，隨附設理主張意識決定於大腦。若意識有所改變，則大腦必有所改變。不論是化約物理論或非化約物理論，都主張世界是物理的，而且任何心理性質都隨附於物理性質。只要物理條件一樣，就不可能在心理上不一樣。下面討論幾個反駁物理論的論證。這些論證可以說是意識的艱難問題的不同面向。
「解釋鴻溝」這個詞是哲學家萊文 (Joseph Levine) 所提出，論述物理論必須面對的難題：解釋物理性質如何產生意識經驗。(Levine, 1983) 例如痛覺，腦科學家認為是 C-神經纖維的激發產生痛覺。問題是神經生理機制並不能解釋痛的感覺像什麼。腦科學在 1990 年代之後突飛猛進，科學家提出各種感覺經驗的神經關連。可是還是有很多人認為神經生理機轉無法讓我們瞭解意識經驗到底是什麼。C-神經纖維的功能在傳導神經衝動，皮膚上的刺激傳到中樞而產生痛覺。問題是為什麼這樣的機轉產生痛覺？為什麼不是別的機轉例如 α-神經纖維產生痛覺？因為這個鴻溝似乎不可彌合 (bridged)，因此有些人如查默斯認為感覺經驗不是物理性質。世界的基本存在是物質，可是存在物理與心理二種不同的性質。這是標準性質二元論的說法。(Chalmers, 1996) 也有人如笛卡兒主張意識與物質都是基本存在。這是實體二元論 (substance dualism) 的說法。
丹內特 (Daniel Dennett) 批評從解釋鴻溝無法推導出形上學的結論：不論是實體二元論或性質二元論。解釋鴻溝論證只能推出我們目前解釋能力不足。這是知識論的結果而非形上學的結果。未來的神經科學必可以提升我們的解釋力。(Dennett, 1991) 萊文本人事實上也認為從解釋鴻溝不能推出形上學的結論。但是即使在形上學上已證明意識經驗是物理的，這個解釋鴻溝似乎仍然存在。(Levine, 1983)
4.2 知識論證 (The Knowledge Argument)
傑克森 (Frank Jackson) 提出知識論證，攻擊物理論，認為物理論所描繪的物理世界不完備 (incompleteness)，遺漏了意識經驗。傑克森用一個超級神經科學家瑪莉 (Mary) 的故事，來論述物理論在形上學上是不完備的。瑪莉是超級天才，她一輩子活在只有黑白二色的房間之中。她擁有關於色彩的完整神經科學知識，知道各種顏色在科學上的異同。有一天瑪莉走出房間，看見一朵紅色的花。她只有紅色與花的所有物理知識，但從未有紅色的視覺經驗。現在她擁有了一個新的紅色經驗。傑克森要問的是：瑪莉有沒有增加新的知識？如果瑪莉增加了顏色的知識，這表示物理科學所描繪的世界並不完整。因此意識經驗不在物理科學的解釋範圍。(Jackson, 1982, 1986)
奈格在其經典文章中說，要知道做為蝙蝠的感覺是什麼，唯一之途徑是成為一隻蝙蝠親身經驗蝙蝠的感官經驗，例如透過聲納看世界。(Nagel, 1974) 奈格認為主觀經驗需要一個觀點 (point of view)。物理科學是客觀科學，沒有觀點。因此物理科學無法解釋需要觀點的主觀經驗。(Nagel, 1986) 奈格認為要解釋主觀經驗，我們需要新科學，需要來一場科學革命。不過奈格並未明言新科學是什麼。
批評傑克森論證主要著力點在主張瑪莉走出房間之後並沒有獲得新知識，她的新經驗都可以在物理論架構下得到解釋。討論最多的是能力假說 (ability hypothesis)，認為瑪莉在房間外看到紅色的花時並沒有新增知識，而是獲得新的能力 (ability)。(Lewis, 1983, 1988; Nemirow, 1990; Dennett, 2004) 所以物理論得以保存，因為新的能力並非物理世界中的新的存在。第二個反對是親知假說 (acquaintance hypothesis)。科尼 (Earl Conee) 指出，知識除了事實知識和能力知識 (knowing-how) 外，還有親知知識。瑪莉得到的是親知知識，不是事實知識，也不是能力。親知知識需要直接經驗。
4.3 可設想性論證 (Conceivability Argument)
克里普克 (Saul Kripke) 是當代比較早提出可設想性論證來反駁物理論。他在《命名與必然性 (Naming and Necessity)》一書中論道，專名 (proper name) 與自然類詞 (natural kind term) 都是嚴格指稱詞 (rigid designators)，其指稱項從命名時確定下來之後就不再改變。所以嚴格指稱詞指涉的對象是必然的。物理論（同一論）主張心等於腦。「心」與「腦」都是嚴格指稱詞，因此「心理狀態=腦狀態」這個同一命題是必然為真的命題。然而我們可以設想有腦狀態卻沒有心理狀態。例如有C-纖維激發卻沒有痛覺。因此心腦同一論是適然 (contigent) 真，而非必然真。因此物理論不成立。(Kripke, 1980)
奈格沿襲克里普克的模態 (modal) 論證，認為在目前的物理學架構下，物理論不成立。不過奈格相信，心腦同一是必然真，只是在物理論的架構下，無法證明同一論。他認為將來會有科學革命，在全新的物理科學架構下，同一論可能為真。他未明言是怎麼樣的科學革命，不過他也探索泛心論 (panpsychism) 的可能性。泛心論問題會在下文討論。(Nagel, 1980)
查默斯的可設想性論證是最廣被討論，影響也最大的版本。(Chalmers, 1996) 他的論證可簡述如下：
(1) 哲學殭屍 (zombie) 是可以設想的。
(2) 可以設想蘊涵可能性。
(3) 因此哲學殭屍是可能的。
(4) 但是若物理論為真，則哲學殭屍不可能。
(5) 所以物理論為假。
哲學殭屍只是假設上的想定，指在行為上及生理上與正常人完全一樣，只是沒有意識，沒有感覺，沒有感受 (feel)。用針刺他的手臂，他也會回縮，哀叫。問他會不會痛，他的回答與常人無異。然而事實上他沒有痛覺，只有痛的行為。哲學殭屍是可以設想的 (conceivable)。「可以設想」是否蘊涵「可能」？可設想論證前提二說可以設想性蘊涵可能性。邏輯上矛盾的東西，例如圓的方形，是不可設想的。可以設想的東西或屬性可以不存在，如獨角獸。所以可以設想蘊涵邏輯上的可能。只要是邏輯上不矛盾都是可以設想的。
可以設想論證從知識論上的命題推到邏輯上的可能或必然，然後推衍出形上學的結論，這個推理是否有效 (valid) 在學界廣為討論。(Chalmers, 2002) 如果這個論證是有效且合理 (sound)，意識就不在物理論所能解釋的範圍之內。意識要不是非物理的實體（實體二元論），就是非物理的性質（性質二元論）。如此一來，時下主流的腦神經科學再怎麼完備都無法解釋意識如何發生，以及為什麼要有意識？意識有什麼作用？
意識的神秘主義是由哲學家麥金 (Colin McGinn) 所提出。(McGinn, 1989, 1990, 1995) 他認為人類無法完全瞭解自己的心靈。關於意識產生的因果機制對人類而言是認知封閉的 (cognitively closed)。他的論證簡述如下：
(1) 要瞭解意識只有二個方法，一個是由上至下的內省方法，另一個是由下往上的腦科學研究。
(2) 我們無法用內省方法瞭解什麼是意識？意識如何運作？
(3) 腦科學研究無法告訴我們腦如何產生意識以及意識是什麼？
(4) 由上而下和由下而上的兩個研究進路無法碰在一起，中間永遠有一個縫隙。
(5) 意識的因果機制是隱藏的結構 (hidden structure)，對人類而言是認知封閉 (cognitive closure)，認知上不可接近 (inaccessible)。
(6) 所以我們永遠無法瞭解意識。
麥金的神秘主義受到奈格的啟發。奈格認為蝙蝠的經驗對我們而言是不可言喻的 (ineffable)。我們永遠無法瞭解蝙蝠的經驗。蝙蝠的經驗對我們而言在認知上封閉。事實上奈格認為不同人類個體之間的意識經驗也是認知封閉。麥金的由上而下的內省法也只能內省自己的經驗，無法內省別人的經驗。
簡單來說，用內省法你只能觸及意識經驗，無法內省腦神經系統如何運作。用腦科學的客觀方法只能觸及神經系統的因果機制，無法瞭解意識經驗。內省法與科學方法之間有一塊隱藏結構，超出人類的認知能力。我們缺乏瞭解意識的因果機制必要的概念能力。麥金並非反對物理論，他同意世界是物理的，只是人類的認知能力有其侷限性。
物理論目前看起來，在解釋意識面臨很大的問題，這讓羅素的中性一元論重獲注意。羅素認為物理科學只能解釋事物的外在性質 (extrinsic nature)，而事物的內在 (intrinsic) 性質只能透過直接經驗。世界的基本存在有內在與外在二種性質。最基本的存在羅素稱之為感覺或感覺與料，是非心也非物的中性存在體 (entity)。羅素引用伽利略 (Galileo Geliei) 的說法，科學只能解釋外在性質。(Russell, 1927)
根據伽利略的說法，物理事物只有大小 (size)、形狀 (shape)、位置 (location) 和運動 (motion) 四種性質。至於意識經驗，則非科學所能及。以檸檬為例，它既不是黃色也不具酸味，它只有上述的四種性質。顏色與酸味是經驗的性質，存在於意識中。離了意識也就沒有感覺知覺。科學的語言是數學，物理世界是數學的世界。伽利略的世界是數學的世界。物理世界可以用數學完全捕捉。(Goff, 2017, 2019) 所謂科學是量而非質的研究，源自於伽利略的物理世界的數學觀。
羅素的內在性質論證常被用來解釋為什麼科學無法解釋意識經驗。科學只能解釋外在性質。如果基本存在都有內在性質，且內在性質的本質與意識有關，那麼某種版本的泛心論是自然的結果。泛心論在十九世紀以前相當流行，二十世紀受到邏輯經驗論的影響，沉寂了近百年。詹姆士在羅素之前就提出了泛心論的主張，認為所有的事物都是純粹經驗，都有各自的心理觀點 (psychical perspctives)。(James, 1890)
哲學家史特勞森 (Galen Strawson) 主張物理論為真的話，泛心論必為真。他反對突現論 (emergentism)。突現論者認為如果世界是物理的，那麼某些複雜組織若具有意識，則必須預設突現論為真。突現論主張物質系統複雜到一定程度，就會突現出不可化約的心理性質。(Tabaczek, 2019) 心理性質例如意識是非物理的，卻是由純粹的物理系統突現而來。史特勞森認為突現論不可能為真。因此一個複雜系統若要具有意識，則必須假定其組成元素也都具有意識。因此物理論蘊涵泛心論。史特勞森稱其理論為現實一元論 (realistic monism)。(Strawson, 2006)
奈格算是當代泛心論的先驅之一，他在 1979 年就提出明確主張，認為宇宙的基本組成元素 (constituents) 都有心理性質，不論是生物或非生物。他的論證和詹姆士的論證相似。詹姆士認為演化預設意識在萬物之初始就存在。星雲中的每一個原子必然具有原始的意識與其連結。詹姆士稱之為心靈灰塵 (mind-dust)。(James, 1890) 奈格認為人類是由物質構成，心理性質不可化約，人類具有心理性質，而且突現不可能，因此物質做為基本存在必定具有心理性質。因此泛心論為真。
查默斯持性質二元論觀點，他沿用羅素的內在/外在性質區分，認為所有的基本存在都具有內在性質與外在性質。內在性質是現象經驗，外在性質是物理性質。這個看法與自然主義相容，可是物理科學只能解釋外在性質。這樣的說法蘊涵了泛心論。(Chalmers, 1996, 2015)
戈夫 (Philip Goff) 批評伽利略將科學定義為數學科學，導致物理科學數學化，只能處理量化的世界，而忽略了質的面向。他接受內在/外在性質的區分，物理科學因為數學化 (量化)，因此無法涉及內在性質。他認為萬物都具有內在性質，也等於說具有心靈，因此泛心論為真。(Goff, 2017, 2019)
最近廣受討論的意識理論是訊息整合理論。托諾尼是 IIT 的創建者。IIT 主張意識是現實界 (reality) 的內在 (intrinsic) 基本性質。意識無法被觀察，只能透過主體意識的直接經驗。IIT 對這個假說沒有證明，只當它是首要的公理 (axiom)。因為IIT主張任何系統若其訊息整合值⏀max>0，就具有意識，不論是動物、植物或人造系統（如電腦）。這是有限制版本的泛心論。IIT 並未宣稱萬物皆有靈，只是說任何東西其⏀max>0 就具有意識。這點與一般討論的泛心論有所差別。我們可以整理 IIT 的主張如下：
(1) 意識是內存的基本性質
(2) 並非所有的東西都有意識
(3) 只有最大的⏀值才有意識
(4) 純粹聚合體 (aggregates) 沒有意識（沒有訊息整合就沒有意識）
(5) 一個大腦中可以有幾個意識（裂腦實驗）
純粹聚合體沒有意識，例如石頭不會有意識，因為石頭內部並未形成最大的、不可化約的因果結構，並且產生最大的⏀max 值。詹姆士舉了一個簡單的例子：假設有十二個人，每個人都說了一個字，這不會構成一個句子。(Tononi, 2004, 2012, 2015; Tononi & Koch, 2015)
如果基本存在都有意識，那麼一個人是由天文數字的基本粒子構成，這成千上萬的粒子意識任何產生一個人的主體意識？這是有名的組合問題 (the combination problem)。有個說法是：在一個身體裡面具有最大的局域性⏀max 值勝出，成為主宰意識，其他的意識都被抑制掉了。不過這種說法問題一大堆，組合問題仍然是泛心論最大的難題。
為了回應組合問題，泛原型心論 (panprotopsychism) 被提出來，主張基本存在不具有意識，只具有原型意識。原型意識不是主觀經驗，但是它是構成主觀經驗的要素。這個說法迴避了組合問題，卻產生另一個問題：為什麼原型意識可以構成意識？這裡會不會有突現問題？泛原型心論要面對這些棘手的問題。(Chalmers, 2015)
宇宙心論 (cosmopsychism) 可以避免組合問題與突現問題。宇宙心論主張宇宙心才是基本存在，其他的存在皆因分享 (participate) 宇宙心而具有心靈。宇宙整體是一個大意識體，它先於其他意識而存在。你狀似有獨立的意識，事實上是因為你分享了宇宙意識。你的意識不是基本存在，當你的意識消失時（死亡），你只是重回宇宙意識。詹姆士是當代較早提出宇宙意識的哲學家與心理學家。他提出意識的傳播理論 (tansmission theory)，主張宇宙意識將人類意識射進 (beam) 腦中。大腦接收並過濾這些訊息，因而產生感受 (feeling) 和意識。(Hawkins, 2011) 世界上的各種意識都源於宇宙意識，這種說法有自己的問題要面對：宇宙意識如何分享意識到個體？意識有一個主體，宇宙意識的主體是什麼？
面對意識的艱難問題，目前科學社群尚無解決的共識。大體而言，有四條進路 (approach) 各自在進行，各有支持者投入研究。這四個進路分別是（一）神經關連 (NCC) 的研究。這個進路選擇忽略意識的主觀面向，用物理科學的方法研究大腦的功能與意識的關係。代表性的研究有克里克和艾德蒙的 NCC 理論。另外德阿納和尚熱的全區神經工作平台模型也屬於這個進路（參見 Dehaene 2001,2004）；（二）塞斯所描繪的真實問題 (real problem) 進路。這個進路和（一）相同，以神經科學的研究方法為主，但是願意承認艱難問題，接受意識的主觀性，同意布拉克所主張，現象意識是重大的問題，不同意德阿納所主張，沒有現象意識而只有取用意識（參見 Seth 2012）；（三）量子意識研究進路。這條研究進路分為主觀崩現（Stapp 為代表）和客觀崩現（Penrose 和 Hameroff 為代表）（參見 Hameroff & Penrose 2016; Hameroff 2022; Stapp 2011）；（四）泛心論研究進路，假設意識為基本存在或性質。這條進路有異於傳統物理論。史特勞森論述物理論蘊涵泛心論。物理論與泛心論似可相容。（參見 Strawson 2006）。不過也有人認為泛心論與物理論不相容（參見 Bruntrup & Jaskolla eds. 2017）。這四個進路目前難斷定那一個最能解決意識的艱難問題。科學研究是開放市場，結果決定輸贏。
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