我们已经发现了意识加工的一些标志，但是这些标志意味着什么呢？它们为什么会产生呢？现在，我们需要一个理论来解释主观内省与客观测量之间的联系。在这一章，我将介绍“全脑神经工作空间”假说，这是我们实验室经过15年的努力，研究出来的对意识的理解。这个假说很简单，其实就是说意识是全脑信息的共享。人脑已经形成了高效、长距离的网络，尤其在前额叶皮质，这些网络可以挑选相关信息并将其传播到全脑。意识是一个已经进化好的设备，它让我们注意到信息，并且使其在传播系统中保持活跃状态。一旦我们意识到某种信息，它就可以根据我们当前的目标灵活地转到其他区域。因此，我们可以命名、评估、记忆或用意识来规划未来。电脑模拟的神经网络表明，全脑神经工作空间的假说可以精确地产生意识标志，和在神经科学的实验中记录到的一样。这个理论同时也可以解释为什么有大量的知识不能被意识通达。
我应该思考人的行为和渴望……就像我研究直线、平面和空间一样。
——巴鲁赫·斯宾诺莎，《伦理学》（1677）
发现意识的标志是一个很大的进步，但是仅通过脑波或者神经活动峰值仍然不能解释意识“是”什么、为什么产生。为什么后期神经元放电、皮质激活和全脑规模同步会创造一种思维的主观状态？这些复杂的脑事件是怎样引起精神上的体验的？为什么大脑V4区的神经元放电会引起颜色知觉，而V5区神经元放电会引起运动感觉？虽然神经科学通过实证研究确定了脑活动与精神世界有许多对应之处，但是脑与意识在概念上的鸿沟仍然如往常一样巨大。
就像中世纪时期笛卡尔认为松果体是人类灵魂之所在一样，在缺乏明确理论支撑的情况下，当代关于神经与意识之间联系的研究很可能将是徒劳的。笛卡尔的假设似乎存在缺陷，因为它直接默认了一个意识理论本该去解决的问题，那就是人为什么会凭直觉认为神经元和思维属于两个完全不同的领域。然而，仅仅对这两个领域之间的系统联系进行观察是不够的，我们需要的是一个包容性的理论框架，也就是解释精神事件与脑活动如何关联的一系列对应法则。
困扰当代神经科学家的谜团与19～20世纪物理学家所解决的问题类似。他们想知道的是，物体的宏观性质是怎样由一系列微观原子的排列形成的呢？如果一张桌子就是由一些碳、氧、氢分子松散排列而形成的，那么桌子之所以坚固的根源是什么呢？什么是液体？什么是固体？什么是晶体、气体？什么是燃烧的火焰？它们的形状和其他具体的特性，是怎样由一团松散的原子团体现出来的呢？要回答这些问题，就需要对物质的组成成分进行精确的剖析，当然仅靠这种自下而上的方法是远远不够的，我们还需要综合性的数学理论。詹姆斯·克拉克·麦克斯韦（James Clerk Maxwell）和路德维希·玻尔兹曼（Ludwig Boltzmann）最先创立的气体动力理论通过气体中原子的运动很好地解释了压力和温度等宏观变量。这是第一个关于物质的数学模型——通过还原论的链接来解释如胶水、肥皂泡、咖啡壶中水的渗透以及遥远的太阳中的等离子体等各种各样的物质。
我们现在需要相似的理论来弥合脑与意识之间的鸿沟。迄今为止，还没有实验能够说明在意识知觉产生的时候，我们脑中数以百万计的神经元是怎样放电的。只有数学理论可以解释思维是怎样被还原到神经元层面的。神经科学需要一系列的对应法则将一个领域与另一个领域联系起来，就像麦克斯韦－玻尔兹曼的气体理论一样。这可不是一项简单的任务，因为脑中的“凝聚物质”很可能是地球上最复杂的物质。不同于气体这种简单的结构，我们需要多层次、环环相扣的理论才能解释脑的模型。就像令人眼花缭乱的俄罗斯套娃一样，认知由一系列复杂的心理程序或处理器组合而成，而每个程序又是通过遍布整个大脑的回路实现，这些回路又由多种不同细胞组成。甚至拥有数以万计突触的单个神经元就是一个流动的分子世界，因此构建它的模型也要耗费好几个世纪的时间。
在过去的15年中，尽管遇到了如此之多的困难，我与同事让－皮埃尔·尚热（Jean-Pierre Changeux）和利昂内尔·纳卡什已经努力在这鸿沟上搭起了桥梁。我们已经描绘出一个具体的意识理论：“全脑神经工作空间”，它浓缩了我们60年来研究构建的心理模型。在这一章，我希望能让你相信，虽然真正意义上的数学模型还远在天边，但我们现在已经窥探到了一点意识的本质——意识如何从脑活动的协调作用中产生，并且为什么会展现出我们在实验中看到的那些标志。
