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类似地，任何人在被问到“音乐究竟是什么”的时候都会感觉非常惶恐。任何企图描述音乐现象以及我们对它的情感反应的行为，都会不可避免地涉及从原子或者中子之外的层级来审视音乐。即便我们通过耳朵倾听来自乐器的声波来欣赏音乐，音乐也不过是形成声音的空气微粒振动，或是双耳与大脑的生理反应。
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这种唯物主义的图景依旧存在，而它底层的理念才是本质的。音乐产生于空气分子。如果没有耳朵对物质现象机械式的反应，那么也就不存在音乐（在真空中，没有人会听到你的大声叫喊）。只是，对音乐的某种知觉与理解是超出唯物主义描述的。如果仅仅专注于那些振动的分子，那么有关我们作为人类如何理解音乐的问题就不会被提出。对音乐的理解蕴涵着权衡和谐一致与不和谐的分量，这种方法与分子及其振动毫不相关。然而音乐需要那些振动，至少需要它们留在我们脑海中的感官印象。
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同样地，理解某个动物的全部组分仅仅是我们理解生命产生过程的一小步。如果我们缺失那些组分如何结合起来，进而构成我们日常所熟悉的那些现象的知识，那么我们就不可能理解一切事物。生命是超越基础要素的一种层现现象（emergent phenomenon）。
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意识也有可能被归入此类。即便我们没有一个关于意识的综合性理论，思维与情感最终还是扎根于大脑中电学、化学以及物理学的性质。科学家们可以观测到大脑中伴随思维与情感的辩证机械论现象，即便它们不能被一个可以解释其工作机理的统一框架所解释。这种辩证图景是基本的，而于理解世界上的全部现象而言并非必要。
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我们并没有被保证可以根据最基础的单位来理解意识，却最终可以指出一些应用在更大、综合性与突发性更强的尺度上的原则。随着科学的进展，科学家就会更好地理解大脑中基础化学与电通道的原理，进而理解它的基础功能单位。最终，意识可能可以作为一种科学家们只有通过辨认与研究那些正确组分来完全理解的现象得以解释。
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这意味着，不只是研究基础脑化学的神经科学家才有机会取得进展。关心婴儿的思维与成人思维之间差异的发展心理学家，[10] 或者那些对追问人类思维与狗的思维有何不同的人，也面临着取得进展的大好机会。我认为，正如音乐有很多等级与层次一样，意识也与音乐类似。通过对更高层次的质疑，我们也许会获得一些关于意识本身，以及在对其“基石”（即研究大脑的化学与物理学基础）进行研究时如何提出正确的问题的合理洞见。如同研究一块诱人的蛋奶酥，我们也必须理解自发产生的系统。虽然如此，如果无法对我们身体的物理组分施加影响，就不会产生人类的思维或者行为。
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即便物理学比有关意识的理论看起来少了一些神秘感，但它却是通过对不同尺度现象的研究来发展的。物理学家在研究不同的尺度与整体时也会提出不同的问题。把宇宙飞船发射上火星时所提出的问题，与我们追问夸克之间如何相互作用时提出的问题是截然不同的。它们都是合理的问题，然而我们并不能轻而易举地通过其中一个推断出另一个。虽然如此，那些我们送到太空中的物质也是由我们最终希望能理解的基本组分所构成的。
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粒子物理学家会利用和指出人们平时不会或者不能重视的所有现象，这种唯物主义观点有时会被人们嘲笑为还原主义（reductionist）。有时这些是物理学或生物学的过程，比如飓风或大脑功能；有时它们是宗教现象——在这个领域里，我经常被人们所指的东西搞糊涂，然而我必须承认它是我们从不涉及的领域。物理理论处理从最小到最大尺度上的结构，我们可以通过实验手段来研究它们或者作出假设。随着时间的流逝，我们最终得以建立一个一致的图景，它可以描述某个层级的实在性是如何产生于邻近层级的。这些基本元素于实在性是必要的，然而好的科学家从不声称有关它们的知识可以解决一切问题。我们将继续前行，以寻求对它们的解释。
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即便弦理论可以解释量子引力理论，“万物理论”（theory of everything, TOE）的名字依旧不合适。即便物理学家达到了这个几乎不可能达到的目标，即建立一个包罗万象的基础理论，我们依旧需要面对有关很多大尺度现象的问题，它们并不能简单地通过了解基本组分来回答。只有当科学家理解了在比用基本的弦所描述的更大尺度上出现的集体现象时，我们才能希冀解释超导物质、海洋中的巨浪以及生命现象。在科学研究的过程中，我们按照尺度顺序逐一去研究。如果试图了解每一个组分，那么我们必将在比现在已经能掌握的更大的距离与尺度上，审视事物与物理过程。
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即便我们聚焦于每一个实在性的层级上以处理不同的问题，唯物主义世界观也是必要的。物理学与其他科学依靠研究世界上已经存在的物质发展。科学的核心依赖于研究出于机械的原因及其效应相互作用的事物。物体由于力作用在其上运动起来，引擎消耗能量以发挥其作用。由于万有引力的作用，行星围绕太阳公转。从科学的视角来看，人类行为也最终需要化学与物理学过程，即便我们目前还不能理解它们如何运作。人的道德选择最终也必须与人的基因与进化史（至少部分地）相关。这些物理构造在人们的日常行为中扮演着重要的角色。
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我们也许不会立即处理所有的重要问题，然而那些底层的基础于科学描述而言总是必要的。对一名科学家来说，辩证机械论的元素潜藏于对实在性的描述之下。这些物理关联于世界上任何现象而言都是必要的。即便它们于解释一切事物而言并非必须，却也是必要的。
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唯物主义世界观对科学来说非常适合。然而，当宗教借助上帝或者其他外在实体来解释人类或者世界的行为时，它就会不可避免地带来逻辑冲突。问题在于，为了同时认可科学以及控制宇宙与人类活动的上帝（或者任何外在精神体），有关上帝具体在哪些要点上使用他的神性力量，以及他如何做到这些的问题必须得到回答。于唯物主义者而言，出于科学的机械论观点，如果影响我们行为的基因是使物种得以进化的随机突变的结果，那么上帝只能通过创造这种随机突变的方式来影响我们的行为。为了引导我们今日的行为，上帝必须支配那些看上去是随机的，然而于我们的发展而言却是决定性的突变。如果他确实是这么做的，那么他是如何做到的？他应用了一种力，还是传递了能量？上帝操纵了我们大脑中的电过程吗？是他把我们推向一个确定的方向，还是他通过为某个特定个体创造一场雷雨风暴的方式，让这个个体迷途？在更大的层级上来说，如果上帝赋予宇宙目的，那么他如何实现其意志？
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问题不在于其中的某些提问看上去很愚蠢，而在于从我们理解的科学来看，这些问题看起来根本就不存在与之一致的合理答案。“上帝的魔力”怎么可能得以运作？
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很明显，那些愿意相信上帝可以干涉人间的人，希冀上帝能在危难关头帮助他们或者改变世界，而这些呼吁从某种意义上来说必将引入非科学思维的祈求。即便科学并不需要告诉我们事情发生的原因，我们也知道事物确实在运动以及彼此发生相互作用。如果上帝不产生任何物理影响，那么物体就不会移动。即便是我们最终依赖大脑中电信号运动的思维也不会受到影响。
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如果这样的影响在宗教中是固有的，那么逻辑与科学的思维就会指出，必须有一个使这些影响得以传播的机制。一个涉及不可见、不可知却可以影响人类活动与行为或者世界本身的力量的宗教，或者精神信仰制造了这么一种局面，即一个信仰者要么坚持信仰而放弃逻辑，要么完全不关心这个问题。
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这种水火不相容的事实就像一个方法论与理解中逻辑的僵局，深深地打击了我。史蒂芬·杰·古尔德（Stephen Jay Gould）提出的“互不重叠的管辖区”（那些涵盖经验宇宙的科学与扩大到道德拷问的宗教）却交织在一起，而且确实也需要面对这些棘手的矛盾。尽管信仰者们也许会把科学目前还不能回答的一些有关人性深刻而基本的有趣问题降级到宗教的范畴，然而当我们谈到物质与活动的时候——不管这些问题是与大脑结构还是与天体有关，我们还是身处科学的领域之中。
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这是一条鸿沟
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科学与宗教之间的不相容性并非一定会困扰信仰者。在一次从波士顿到洛杉矶的航班上，这种事情就发生了。
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当时我的邻座是一位年轻的演员，他曾经接受过分子生物学的训练，然而他本人却对进化论有一些不同于常人的理解。在开始当演员之前，他曾经在城市学校中协助科学教学三年。当我遇到他时，他正从奥巴马的就职典礼上返回，洋溢着热情与乐观主义，并希望通过努力把世界改造得更加美好。除了继续在演员事业上有所发展之外，他还有一个把教授科学与科学方法的学校开遍全球的大志向。
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然而，话锋一转，我们的交流变得不可思议起来。他计划的课程中至少有一门涉及宗教。宗教是他生活中很重要的一部分，他认为人们应该作出自己的选择。但这并不是最大的不可思议之处。他开始解释他的信仰，即人类由亚当传承下来，而非起源于猿类。我难以理解，一个受过分子生物学训练的人怎么能不相信进化论。这种矛盾甚至比任何我上文提到的通过上帝的干涉实现对唯物主义宇宙的违背还要深刻。他告诉我，他可以领会科学并理解其中的逻辑，然而这些只是人类把事情糅合在一起的一种手段——我不理解他想表达什么。在他看来，“人类”逻辑推理的结论并不值得信赖。
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这种变化加深了我对如下问题的理解：为何当试图回答有关调和科学与宗教之间矛盾的问题时，我们总是寸步难行？基于经验、由逻辑导出的科学与具有启示性本质的信仰在各自试图接近真理的尝试上，有着截然不同的方法。只有当你以逻辑为规则时，你才能导出矛盾。逻辑试图解决悖论，然而很多宗教都依靠悖论存活。如果你信仰启示性的真理，那么你就自动脱离了科学的范畴，矛盾自然也就如无源之水一样不存在了。一个信仰者可以从他自己的视角提出完全荒谬的解释世界的方式，这种方式可以与科学相容，只须引入“上帝的魔力”就可以做到这一点。或者正如我飞机上的邻座所做的，他们可以简单地决定保持这种矛盾而生活下去。
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然而，上帝也许有一种避免逻辑矛盾的方法，科学却没有。宗教拥趸们希望接受某种宗教的解释，它有关世界如何运作，以及科学思想如何被迫面对一个科学发现与不可见、不可知的事物之间巨大的分歧——这是一条鸿沟，它在根本上不能被逻辑思维的方法所跨过。他们别无选择，只能暂时忽略掉有关信仰事物的逻辑（至少是字面意义）解释，或者干脆不关心这种矛盾。
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不管选择哪种方式，都保留了他们成为一名学识渊博科学家的可能性，以及宗教的确可以给人的心理带来很多好处。然而任何虔诚的科学家都必须面对挑战其信仰的科学。大脑中负责宗教的那部分区域，不可能与管理科学的那部分区域同时运作——它们显然是不相容的。
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