Luận đề chính của chủ nghĩa duy vật lý là tinh thần là một phần của thế giới vật chất (hay vật lý). Lập trường như vậy phải đối diện với vấn đề là tinh thần có những thuộc tính nhất định mà không một sự vật vật chất nào khác có được. Do đó chủ nghĩa duy vật lý phải giải thích làm thế nào mà các thuộc tính này lại xuất hiện từ những sự vật vật chất được. Công cuộc cung cấp một cách giải thích như vậy thường được gọi với tên "tự nhiên hóa tinh thần", hay "tự nhiên luận về tinh thần"[46]. Trong số các vấn đề chủ chốt mà công cuộc này nỗ lực giải quyết bao gồm sự tồn tại của cảm thụ tính và bản chất của tính chủ định[46].

Cảm thụ tính

Nhiều trạng thái tinh thần dường như được các cá nhân khác nhau trải qua theo cách chủ quan bằng những cách thức khác nhau[27]. Và một trạng thái tinh thần được đặc trưng bởi "phẩm chất" có tính kinh nghiệm nào đó, chẳng hạn như nỗi đau, nó gây đau đớn. Tuy nhiên, cảm giác đau giữa hai cá nhân có thể không đồng nhất, bởi vì không ai có cách hoàn hảo nào để đo liệu một điều gây đau đớn bao nhiêu hay mô tả chính xác nó gây đau đớn như thế nào. Các nhà khoa học và triết gia do đó đặt câu hỏi những kinh nghiệm này đến từ đâu. Sự tồn tại những sự kiện bộ não không thể giải thích tại sao chúng đi kèm với những kinh nghiệm định tính tương ứng này. Câu đố về việc tại sao nhiều quá trình trong não xảy ra với khía cạnh có tính kinh nghiệm kèm theo trong nhận thức dường như không thể giải thích[25].

Tuy nhiên đối với nhiều người thì khoa học cuối cùng sẽ giải thích được những kinh nghiệm như thế[46]. Điều này dẫn ra từ một giả thiết về khả năng của những cách giải thích quy giản. Theo quan điểm này, nếu một nỗ lực có thể thành công trong việc giải thích một hiện tượng quy giản (ví dụ, nước), thì có thể giải thích được tại sao mọi thuộc tính của nó (ví dụ như tính lỏng, tính trong suốt)[46]. Trong trường hợp các trạng thái tinh thần, điều này có nghĩa là cần một sự giải thích tại sao chúng có thuộc tính là được trải nghiệm theo một cách nào đó.

Triết gia Đức ở thế kỉ 20 Martin Heidegger phê phán những giả thiết bản thể làm nền tảng cho một mô hình quy giản như vậy, và tuyên bố rằng không thể hiểu được kinh nghiệm theo những lối này. Đó là bởi vì, theo Heidegger, bản chất của kinh nghiệm chủ quan và các "phẩm chất" là không thể hiểu theo khái niệm các "thực thể" của truyền thống triết học từ Descartes - thứ chứa đựng những "thuộc tính". Một cách khác để diễn đạt điều này là chính quan niệm về kinh nghiệm định tính là không chặt chẽ theo - hoặc là không so sánh được về ngữ nghĩa với - các thực thể chứa đựng các thuộc tính[61].

Vấn đề giải thích khía cạnh nội quan ngôi thứ nhất của các trạng thái tinh thần và ý thức nói chung theo khoa học thần kinh có tính định lượng ngôi thứ ba được gọi là khoảng cách diễn giải (explanatory gap)[62]. Có một số quan điểm khác nhau về khoảng cách này giữa các nhà triết học tinh thần hiện đại. David Chalmers và Frank Jackson diễn tả khoảng cách này về bản chất có tính bản thể; có nghĩa là, họ khẳng định rằng các cảm thụ tính không bao giờ có thể giải thích bằng khoa học bởi vì chủ nghĩa duy vật lý là sai lầm. Tồn tại hai phạm trù riêng biệt và cái này không thể quy giản về cái kia[63]. Một quan điểm khác đưa ra bởi những nhà triết học như Thomas Nagel và Colin McGinn. Theo họ, khoảng cách về bản chất có tính nhận thức. Đối với Nagel, khoa học chưa thể giải thích các kinh nghiệm chủ quan bởi vì nó chưa đạt tới trình độ hay loại tri thức cần thiết. Chúng ta thậm chí còn chưa thể phát biểu vấn đề một cách chặt chẽ[27]. Còn đối với McGinn, vấn đề này là một trong những giới hạn sinh học thường trực và cố hữu. Chúng ta không thể giải quyết khoảng cách diễn giải bởi vì lãnh địa của các kinh nghiệm chủ quan bị đóng về mặt nhận thức đối với chúng ta theo cùng cách mà cơ học lượng tử đóng lại đối với những con voi[64]. Các triết gia khác lấp đầy khoảng cách này thuần túy bằng việc xem đó là một vấn đề ngữ nghĩa. Vấn đề ngữ nghĩa, dẫn tới "Câu hỏi cảm thụ tính" nổi tiếng, đó là: Liệu Đỏ gây ra Màu Đỏ (Does Red cause Redness)?

Tính chủ định

Tính chủ định là khả năng của các trạng thái tinh thần được định hướng hoặc liên hệ với thứ gì đó ở thế giới bên ngoài[23]. Thuộc tính này của các trạng thái tinh thần đòi hỏi rằng chúng có các nội dung và các thứ ám chỉ ngữ nghĩa, và do đó có thể được gán cho các giá trị chân lý. Khi người ta cố gắng quy giản những trạng thái về các quá trình tự nhiên ở đó nảy sinh một vấn đề: các quá trình tự nhiên không đúng hay sai, chúng đơn giản xảy ra[65]. Sẽ là vô nghĩa để nói rằng một quá trình tự nhiên là đúng hay sai. Nhưng các ý tưởng hoặc phán đoán tinh thần là đúng hoặc sai, vì thế các trạng thái tinh thần (ý tưởng hoặc phán đoán) có thể là các quá trình tự nhiên? Khả năng gán giá trị ngữ nghĩa cho các ý tưởng phải có nghĩa rằng những ý tưởng như thế phải về những sự kiện nào đó. Do đó, chẳng hạn, ý tưởng rằng Herodotus là một sử gia liên hệ tới Herodotus và tới sự kiện rằng ông ấy là một sử gia. Nếu sự kiện là đúng, thì ý tưởng là đúng; nếu không, thì ý tưởng sai. Tuy nhiên mối quan hệ này đến từ đâu? Trong bộ não, chỉ có các quá trình điện hóa và chúng dường như chẳng có gì liên quan tới Herodotus[22].