로저 펜로즈는 인간의 두뇌의 의식을 다룬 명저 『황제의 새 마음』의 저자로 잘 알려져 있다. 그는 『황제의 새 마음』을 통해 물리적 구조에 ‘정신’이 깃들 가능성을 탐구해나갔다. 『마음의 그림자』는 『황제의 새 마음』에서 펼친 입장과 이론을 더욱 탄탄한 물리적 배경 위에서 더 미세한 곳까지 끌고 나간다. 1부에서는 괴델과 튜링의 명제를 비교·조합하면서 “멈추지 않는 튜링 기계”의 알고리듬을 설명하여 컴퓨팅과 두뇌(의식)의 작동 상의 차이점을 서술하는 데 주력한다. 2부에서는 고전물리학과 양자역학을 집중적으로 다룬다. 마음과 의식을 기준으로 아인슈타인의 상대성 이론을 비롯한 고전물리학을 심도 있게 고찰하고 비국소성, 반사실성, 양자얽힘이라는 양자역학에서 발생하는 심오한 현상들을 살펴본다.

저자는 고전물리학과 양자역학 두 영역이 함께 서로의 단점과 한계점을 보완하고 수정해 나가야 공존하고 발전할 수 있다고 말한다. 고전물리학과 양자역학의 한계점을 심도 있게 조명함으로써 독자들이 더욱 해당 이론에 대해 정확히 알 수 있도록 이끌어준다. 또한, 튜불린과 미세소관, 뉴런과 시냅스의 활동을 포착하고 보여줌으로써 인간 두뇌의 의식 패턴과 컴퓨팅 활동을 비교 분석한다. 나아가 의식이 오직 인간들에게만 있는 것인지, 코끼리나 원숭이 같은 동물들에겐 없는지 짚신벌레와 같은 단세포 생물들에게는 의식이라고 할만한 것이 있는지에 대해 꼼꼼하게 다룬다.