现在让我们忘掉怀疑论，姑且认为物质世界——包括你的身体和大脑——是存在的；并且把关于他人的意识的怀疑论搁在一边，你我彼此都认为对方是有意识的。现在的问题是：在意识和大脑间有什么关系呢？
人人都知道，意识活动依赖于身体活动。你要是扎一下脚趾就会感到疼痛。要是闭上眼睛就看不到眼前的东西。要是咬一口好时巧克力，就会尝到巧克力的味道。要是有人在你脑袋上猛击一下，你就昏倒了。
这些证据表明，在你的心灵或意识中所发生的活动对应于你脑中的生理反应（如果你的腿和脊柱中的神经没有把刺激从脚趾传到脑部，就算扎你的脚趾，你也不会感到疼痛）。我们不知道当你想“不知道今天下午有没有时间去理发”时，在你脑中发生了些什么。但是我们可以相当确定，在你脑中一定发生了些什么事：譬如构成你大脑的亿万细胞中的某些化学和电反应。
在某些情况下，我们知道大脑如何影响意识，以及意识如何影响大脑。譬如我们知道，刺激后脑的特定脑细胞，会产生出视觉体验。并且我们知道，你如果决定再吃一块蛋糕，你脑中的特定细胞会向你胳膊上的肌肉发送神经脉冲。我们不清楚很多具体细节，但是很明显，在你意识中所发生的事情和你脑中的生理作用之间有着复杂的联系。目前为止，这些都属于科学，而非哲学。
但是关于意识与大脑之间的联系也有一个哲学的问题，即：你的意识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、感知、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。那是什么？它只是一种在你某些脑细胞中发生的生理事件吗？或者，它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，并且观察你的大脑，他所能看到的不过是一堆灰色的神经元。如果他用工具去探测在大脑里面发生了些什么，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？
看起来，他不可能发现这一点，因为你品尝巧克力的经验以一种特定的方式被嵌入到你的意识里，使得它不可能被其他任何人观察到，即使他打开你的头盖骨，观察你的大脑也是徒劳。你的经验在你的意识里，这种内在性和你的大脑在你的脑袋里不是一回事。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意识，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意识。
这不只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，他为了观察到你品尝巧克力的经验，居然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，但就算它是巧克力味的，他也并没有进入你的意识，观察到你尝巧克力的经验。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。
如果说在你的经验中所发生的事是以一种特殊的方式内在于你的意识，而发生在你大脑中的事并非如此，那么看上去，你的经验和其他的意识状态不可能只是你脑中的生理状态。你不只是你的身体和运转的神经系统，而有某种更多的东西。
一个可能的结论是，存在着一个灵魂，以一种特殊的方式附着在你的身体上，以至于二者可以相互作用。如果这是正确的，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［出于明显的理由，这种观点被称为二元论（dualism）］。
但是许多人认为，相信灵魂存在的说法早就过时了，并且是不科学的。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，产生出一个单个的细胞，然后再经由一个复杂的生理过程长成了我们的身体。在单细胞长成人体的过程中，胳臂、双腿、眼睛、耳朵和大脑逐渐成长出来，让我们能够移动、能够感觉、能够看到东西，最后能说话和思考。一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。为什么不会是这样呢？无论如何，难道说单凭哲学论证就能否认这一点吗？哲学不能告诉我们星星或者钻石是由什么构成的，那么它怎么能告诉我们人是否是由某种东西构成的呢？
认为人只是由物质材料构成的，而人的精神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）］。物理主义者并没有一种特殊的理论说明，在脑中的何种反应能够等于尝巧克力的体验。但是他们相信，精神状态只是脑的状态，并且没有哲学的理由可以否决这一点。科学将会发现有关的细节。
物理主义的观念是这样的：我们可能发现意识经验实际上是脑部的生理作用，正如科学研究往往会揭示出，一些熟悉的东西的真实本质，其实是我们过去根本意想不到的东西。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。又如，众所周知，水是由氢和氧构成的，但是这两种元素单独看来，根本一点也不像水。
所以，虽然主张尝巧克力的经验只不过是你脑中复杂的生理事件这一点听起来挺奇怪，但是也不比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更让人奇怪。科学家已经发现了光是什么，植物如何生长，肌肉如何运动，那么发现意识的生理本质也不过是时间问题而已。这就是物理主义者的想法。
一个二元论者可能反驳说，意识与其他的东西不同。譬如，当我们发现水的化学构成时，我们所处理的是某种外在物质世界中的东西，某种我们看得见摸得着的东西。当我们发现水是由氢和氧构成的时候，我们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。其中的关键点在于，化学方式无法分解掉我们所感知到的水的外观、触感和味道。后者发生在我们的内在经验中，而不是在我们将其分解为原子的水中。对水的物理分析或化学分析并不是分析我们关于水的经验。
但是要揭示出尝巧克力的体验只是一种脑部作用，我们就必须从某些物质部分的角度，去分析某种精神性的东西——不是一个外在的、被观察到的物质实体，而是一种内在的滋味感觉。而一种滋味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。一个物质的整体能够被分解成较小的物质部分，但是一个精神状态不可能被分解成物质的部分。不可能把物质部分加起来，加成一个精神性整体。
在二元论和物理主义之外，还有另外一种可能的观点。二元论者认为，人的构成是一个身体加上一个灵魂，而精神活动在灵魂中发生。物理主义认为，精神活动就是由脑中的生理作用构成的。但是另一种可能是，虽然精神活动发生在大脑中，但是经验、感受、思想和欲望这一切却并不是你脑中的物理作用。这也就意味着，你颅骨中那堆亿万神经细胞的灰质并非只是物质存在。它有很多物质属性，例如其中发生的大量化学和生物电反应，但是在其中也有精神的作用在进行着。
这种观点认为，脑是意识的发生地，但是它的意识状态并不仅仅是物理状态。这一观点被称为“双面论（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状态或作用，它有两个方面：一个物质方面，包括许多不同的化学和生物电反应，以及一个精神方面，即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精神方面：你会有尝到巧克力的感觉。如果这是真的，那么你的脑自身就有一个内在的方面，这个方面是不可能被外在的观察者看到的，即使他把它切开也没用。一旦在你脑中某种作用以特定的方式发生，你就会有感觉和味觉，等等。
我们可以这么表述这种观点：你并不是一个身体加一个灵魂，而只是一个身体，但是你的身体，或至少是你的脑，不仅仅是一个物质系统，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暴露出来的。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，就产生出了某种大脑的状态，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，唯有能够被科学地加以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,他们就得为人的感受、欲望、思想和经验等等，在物质世界上寻找容身之所，这可并不容易。
一种为物理主义做辩护的理论认为，你的精神状态的本质在于这些状态与引起它们的东西以及与它们引起的东西之间的关联。比如说，当你撞疼了你的脚，并且感觉到疼痛的时候，这种疼痛就是某种在你脑中所发生的事件。但是它的疼痛性虽然不只是其物理表现的总和，却也并非某种神秘的、非物质的属性。毋宁说，它是一种脑的状态，这种状态通常是由伤害引起的，并且通常使得你捂着脚一边跳一边呼痛，躲开弄伤你的东西，恰是这种状态的关联使得它成为一种疼痛。而这可以是你脑的一种纯粹的生理状态。
但是这些条件看起来并不足以构成一种疼痛。的确，疼痛是由伤害引起的，并且它使你一边跳脚一边呼痛。但是看起来，它也以某种特定的方式被感到，而这个“感到”看起来与一切因果联系都不同，也不同于疼痛的一切物理属性，如果说“疼痛”的确是在脑中所发生的事件的话。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，都是无法被充分地化解掉的。
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，许许多多不同的人都能够从外部观察这些东西；二是另外一些属于精神实在的东西，我们每个人都从他自身的内部经验到这些东西。这不仅仅是对人类才成立，狗、猫、马和鸟类看起来也是有意识的，鱼、蚂蚁和甲虫可能也一样。谁知道究竟哪些东西有意识呢？
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机体，而且能产生出一个有意识的存在者？除非我们能解释这一点，否则就不可能适当且普遍地把握这个世界。如果意识自身能够等同于某种物理状态，那么就有可能找到一种统一的物理理论解释心—身关系，因而可以解释整个宇宙的理论就成为可能。不过反对把意识仅仅视为一种物理状态的理由非常有力，因此看起来不可能用一种物理理论解释现实世界的全部。自然科学虽然有了长足的发展，然而它排除了意识的问题而不加以解释。但是这个世界上或许有某些东西，超出自然科学所能理解的内容之上。