人为什么会有意识？意识的物理学基础是什么？麻省理工的一位物理学教授认为，或许跟气态、固态和液态一样，意识只是一种物态而已。
你此刻为什么会有意识？确切地说，你为什么会有阅读这些文字、看到颜色以及听到声音的主观体验，而你周围那些无生命的物体想来不会有任何主观体验？
不同的人所说的“意识”含义也不尽相同，包括对环境或者自身的感知。我所问的是一个更基本的问题：你为什么会有所体验？这也是哲学家大卫·查莫斯（David Chalmers）提出的关于意识的“大难题”的本质。
这一问题的传统答案是二元论——有生命实体与无生命之物有所不同，在于它们含有某种诸如“灵魂”之类的非物质元素。科学家里面二元论的支持者已经越来越少。想要知道为什么，想一想你的身体是由大约10个夸克和电子组成的，而据我们所知，它们的运动都遵循简单的物理定律。设想一种未来的技术能够追踪组成你身体的所有粒子：如果我们发现它们精确地遵守物理定律，那么所谓的灵魂对你的粒子就毫无影响，因此你的意识及其控制运动的能力也与灵魂毫无关系。
如果我们发现你的粒子并不遵守已知的物理定律，因为它们正被你的灵魂驱来赶去，那么就可以将灵魂看作另一种能够对粒子施力的物理实体，继而研究它遵守什么样的物理定律。
现在，我们来探究另一个选项，被称为物理主义（physicalism）：意识是能够在特定物理系统中发生的过程。这引出了一个令人着迷的问题：为什么一些物质实体有意识，另一些却没有？
如果我们探讨的是有意识体验的最普遍物质状态，不妨称之为“感知态”，那么它具备哪些原则上我们能在实验室里测量的性质？意识与物理学有着何种关联？你大脑的一部分此刻显然拥有这些性质，昨夜做梦时亦是如此，但你在陷入深层睡眠时就没有。
想象一下你曾经吃掉的所有食物，将你自己仅仅看作是那些食物的一部分被重新组合在一起。这说明，你的意识并不仅仅取决于你吃下的原子，而是有赖于这些原子被排列成的复杂模式。如果你再想象一下由其他类型的原子组成的意识实体，比如外星人或者未来的超级智能机器人，它们的存在将表明意识是一种“涌现现象”（emergent phenomenon），其复杂行为是从很多简单的相互作用中涌现出来的。怀着类似的想法，一代又一代物理学家和化学家研究了把大量原子组合起来会发生什么，结果发现它们的集体行为由其排列模式决定。比如说，固体、液体和气体的关键区别不在于原子的类型，而在于它们的排列。蒸发或者冻结液体，不过是重新排列了原子而已。
我希望，我们最终能够像理解其他物质状态一样理解感知态。正如同液体有很多种一样，意识也有很多种。然而，这阻止不了我们去识别、量化、模仿和理解所有液态物质共有的独特性质，意识态也应当如此。拿波来举例，这种现象与介质无关，因为它能够发生在所有液体中，不管它由什么原子构成。同意识一样，波在某种意识上说，也是一种涌现现象：波扫过湖面时，单一的水分子仅仅是上下起伏；波的运动可以用与其构成无关的数学公式来描述。