什么是意识？意识最简单的意思，是“对内部或外部存在的感知或认识”。当你读这篇文章时，你会有阅读这些文字、看到颜色以及听到声音的主观体验，也就是说，你的意识在活动。无论你是否意识到，“意识”都是一个无法绕过的问题，也是从古至今争议不休，并有着多种层次和范围的问题。关于意识，长久以来争论不休的有：意识产生自哪里？是否伴随身体产生和结束？睡眠，昏迷，失忆，这些情况下意识的状态如何？意识是否只限于人类？人工智能，动物植物，甚至整个宇宙，存在意识吗？怎样才算有意识？等等。
意识的特性，目前比较被普遍接受的是自觉性、目的性和能动性三大作用特性。意识的自觉性指能感受到饥饿、寒冷等自然的、内在的需求；意识的目的性是指人可以清醒、糊涂、注意力集中或分散这些对外部世界的应对；意识的能动性则是指能够产生兴趣、想法；简单说，就是产生对内和对外的意向。
让我们先来看看人们对意识认识的历史过程。人类因为对自身的好奇，开始了对意识的探索。意识一开始是哲学问题。意识问题研究最悖论的地方在于，它研究的恰恰是观察者自身。正如哲学家大卫·查莫斯（David Chalmers）说的，关于意识的“大难题”的本质是：你为什么会有所体验？比方说，你为什么会有阅读这篇文章的体验？你周围那些桌子椅子，它们为什么应该不会有什么主观体验？“即使与意识有关的每一种行为和认知的功能都已得到解释，也还有一个更深一层的谜需要解答——为什么这些功能的发挥都会伴有意识感受？正是这个更深一层的谜才使得困难的问题成其为困难。”
从来没有一个问题像意识问题一样可以让我们研究几千年而不得门而入。如果我们看看几千年来研究过意识的哲学家的名单，会发现一大串鼎鼎有名的人物：柏拉图、亚里士多德、叔本华、笛卡尔、莱布尼茨，斯宾诺莎，等等。但是有关意识的任何一个说法，都是存在争议的。美国艾伦脑科学研究所所长克里斯托夫，科赫(Christof Koch) 感叹到：“意识之谜和物质起源、宇宙起源、生命起源并称科学的4大终极问题。意识的神奇之处在于，即使我静止不动，你也知道我是有意识的，能看见、听见、闻到，产生悲伤、愤怒、高兴的情绪。但是，当我们试图寻找意识理论的基础时，我们发现在普通物质世界里找不到；在量子力学找不到；广义相对论中找不到；甚至在构成生命遗传物质的碱基中，也找不到意识的蛛丝马迹。”
对意识有据可查的最早思考可追溯到古希腊时期。早在公元前500年，古希腊克罗顿的阿尔克迈翁 (Alcmaeon of Croton, 约前490~??) 就把“认识”和“感觉”进行了区分，并第一个提出了大脑中心论。古希腊学者希波克拉底（Hippocrates，约公元前460－377年）也认为，“人类应该知道，我们的喜怒哀乐都来自大脑，且只来自大脑。” 但他认为“大脑只是意识(sunesis)的信使”。不过当时主导思想是心脏中心论，支持者包括柏拉图（Plato），亚里士多德这些大哲学家。在意识与肉体关系上，柏拉图认为，“精神”只是在生命中暂时与肉体结合，在肉体终结后便会返回更高的理性世界。亚里士多德则认为精神与肉体是共存亡的。亚里士多德撰写《灵魂论及其他》阐述了他对生与死、睡与醒，以及其他心脑问题的深入思考。几乎在同一时期的中国，人们也开始提出与心脏中心说类似的“神明”概念。 比如《黄帝内经》中就说到：“心者君主之官，神明出焉。”
除了上面提到的古希腊罗马时期大哲学家，还有像大卫·休谟，马勒·布朗，戈特弗里德·威廉·莱布尼茨，伊曼努尔·康德，巴鲁赫·德·斯宾诺莎，亚瑟·叔本华，等等西方哲学史上最负盛名的哲学家，这里就不多说了，重点介绍下从笛卡尔的二元论开始，对大脑认知的发展。
笛卡尔(René Descartes, 1596-1650) 的二元论是心灵哲学中最具影响力的理论之一。笛卡尔认为，人由完全不同的两种实体所组成，一个是非物质的心灵，另一个是物质的身体。心灵永生不灭，不占空间，具有意识。而身体可以被摧毁，占据空间。心灵”寄居“在人的身体（大脑）中，接受身体传来的信息，并向身体发送指令。其最著名的一句话就是：我思故我在。这个“我”便是超越形体的思想的主体。笛卡尔把思维的“我”确立为哲学的绝对起点，表现了近代哲学中自我意识的觉醒。但是二元论面临的一个重大问题，也是其一直没有解决的问题就是：物质与心灵是如何能够互相影响的？
伊曼努尔·康德（Immanuel Kant，1724年—1804年）的哲学延续了笛卡尔的主体意识说法，但他极不认同笛卡尔把思维看成与身体相分离的实体，同时发展了“意识表象” 这个观点。他认为人们对外部事物是拥有“经验”的，内部体验（知觉）要有外部事物经验作为前提，是动态的，建构性的。比如当我们从梦中觉醒时，我们感受到的是特定的环境，比如墙面和天花板，家具摆设，然后才是“我”对这些现象进行时空定位，这是哪里？—— 户外、旅店、还是家里？——是什么时间，什么情况？——我怎么在这里呢？自我这时才自觉地被意识到。 这被认为是现代认知科学的重要先驱。
随着解剖学、生物学、神经科学的介入，现在大部分人都会同意意识是大脑的产物。19世纪，机械论与神经的发现促进了心理学的发展。1879年，威廉·冯特（Wilhelm Wundt) 在德国莱比锡大学创建了第一个心理学实验室，并认为心理学就是研究意识的科学。这标志着意识从哲学进人到心理学的研究范围。
1890年，美国心理学家詹姆斯(William James) 在《心理学原理》里提出了“思想”的物种特征：每个思想都是个人意识中的一部分；思想总在变化之中；在感觉上连续；可处理与自身无关的问题；可能集中到某个（些）物体而忽略其他（注意）。20世纪初，奥地利精神医生弗洛伊德把“无意识”这个概念引入了心理学。1913年之后的心理学转向行为主义，不再以认知和意识为研究重点，直到六十年代以后，随着计算机的普及应用，心理学的主流才重新回到认知心理学，通过研究人类心智过程来解释人类行为。
在另一方面，19世纪末，埃米尔•杜布瓦•雷蒙 (1818-1896) 证明了神经效应，实际上是一种电的活动波，神经活动和大脑看成是神经细胞（“神经元”）的复杂系统，具有复杂联结网络。同时代西班牙神经解剖学家卡哈尔 (Ramony Cajal) 创立了神经系统的神经元理论，为现代神经科学奠定了基础。 这之后意识领域没有什么发展，重心转移到了对神经系统的了解。1897年，英国科学家谢灵顿(Sir Charles Scott Sherrington) 用“突触”这个术语，来描述神经元之间的通讯联结；1924年，德国医生汉斯·伯杰(Hans Berger)第一次记录了患者的脑电波，成为第一个记述正常和非正常大脑的不同波形、节律的科学家。1969年，神经科学家杰罗姆.莱特文(Jerome Lettvin, 1920－2011) 《青蛙的眼睛告诉它的大脑什么？》首次在视觉系统中演示了“特征检测器”，并研究了单轴突末端分支中的信息处理。提出了“祖母细胞”的概念，认为意识的栖息地是神经元。这些发现使得人类对意识本质的思考脱离了哲学思辨，转向了实验科学。在人类研究意识本质的 2000 多年中，最后这 100 年是属于科学的。
在这样的构架下，同样是关于阅读这篇文章的意识活动，我们就可以问：你的大脑必须发生什么才能感受文字？某些神经细胞必须以某种神奇的频率振动吗？是否需要激活一些特殊的“意识神经元”？这些细胞将位于哪些大脑区域？
1990年，英国科学家弗朗西斯·克里克（Francis Crick），和美国科学家克里斯托夫·科赫 (Christof Koch) 发表《论意识的神经生物学理论》，提出只有通过研究神经元及它们之间的相互作用，才能积累以实验为基础的明确的知识，并建立起真正科学的意识模型。在书中他们提出了意识的神经相关性（NCC），这可定义为足以满足任何一种特定意识感知的最小神经元机制。
20世纪90年代中期，克里克发表了科普著作《惊人的假说：灵魂的科学探索》。在这本具有开拓性和争议的著作中，弗朗西斯·克里克向近代科学、哲学和宗教思想的根本基础提出挑战。他选择视觉的神经生物学研究作为突破口，对大脑究竟怎样“看”东西作出了内容翔实，令人信服的科学分析。他还大胆探索人类存在的一些最基本问题：我们有自由意志吗？什么使我们成为区别于其他动物且具有感知能力的生物？灵魂真的存在吗？抑或我们只不过是一堆神经元的复杂集合吗？克里克在书中指出，我们的思想、意识完全可以用大脑中一些神经元的交互作用来解释，这就是他提出的关于意识的“惊人假说”。
1994年，走向意识科学 (Toward a Science of Consciousness, TSC) 国际会议首次在美国图森市召开，标志着意识作为一个明确的研究主题，成为哲学和科学的共同使命，也标志着意识研究科学共同体的形成。
目前最主流的意识理论有两个假说：全局工作空间理论（GWT）和整合信息理论（IIT）。GWT认为意识是全脑皮质内部的信息传递，即意识从神经网络中产生，而神经网络的存在是脑中信息共享活动的结果。IIT则宣称要提供一种精确的方法来测量意识，并用纯数学方法来对这种现象加以描述。GWT的起点是这样一个问题：大脑需要做什么才能产生意识体验？IIT则反其道而行，从体验本身入手，“有体验（experience）就有意识。” IIT理论倡导者之一，朱利奥·托诺尼（Giulio Tononi）这么说。
意识是否只限于人类？人工智能，动物植物，甚至整个宇宙，存在意识吗？怎样才算有意识？意识研究发展到现在，在硅谷有许多人相信计算机最终会具有意识。IIT最异乎寻常的特征之一是，它认为意识是有程度之分的。任何具有必要网络结构的系统都可能拥有一些意识。科赫在2012年的《意识：浪漫主义还原论的自白》一书中写道：“无论是有机体还是人造物，无论是来自远古的动物王国还是现代的硅基世界，无论它是用腿走路、用翅膀飞翔还是靠轮子滚动，只要它兼具差异化和整合性的信息状态，这个系统都有所感受。”这个观点自然受到很多批判，被认为是一种“泛心论（pansychism）”但同时科赫和托诺尼又断言，虽然我们可以把意识归属于许多东西，大量的意识仅可能存在于特定种类的事物中——最明显的例子就是人类的大脑。
“几乎所有关于意识的竞争性理论都过于模糊、粗糙和脆弱了，我们不该对它们的准确性抱有期望。”德州大学奥斯汀分校的斯考特·阿伦森（Scott Aaronson）说。
时至今日，意识问题虽然有神经科学为基础，仍然脱离不开哲学。“即使神经科学家们已经做出了判决，哲学上的争论仍将继续。” “当理论阐释碰到麻烦，就应该让哲学家也参与到讨论中。许多意识领域的神经科学家早已经开始参与哲学研究，而且其中一些人颇有建树。” 这样的对抗性合作也许能够促进其他“大问题”的研究——比如意识最初是如何演化出来的，甚至包括生命起源之谜。
最后，借用托诺尼说的：“我认为我们都很可能有所收获，无论以何种方式。”