匿名使用者 1級 2016-12-14 回答

簡單點說，多重世界理論就是把傳統量子力學的幾個基本假設（波函式包含系統所有資訊；含時薛定諤方程決定波函式演化；可觀測量與線性厄米算符一一對應；可觀測量的測量值只能是其對應厄米算符的本徵值；波函式塌縮。）中關於波函式塌縮的假設去掉後得出的結論。多重世界理論的支持者認為去除波函式塌縮假設後的理論更加簡單，符合奧卡姆剃刀原理。

首先，要明白多重世界理論在講些什麼就要說點量子力學。

量子力學認為，任何系統都可以用一個波函式來描述，比如一個電子。如果我們想知道這個電子會怎麼運動，那麼就把這個波函式帶入含時薛定諤方程中求解，看波函式如何隨時間演化。

波函式是一種機率波，它描述的是在一定位置發現改電子的機率，但同時它又具有波的特性，可以與其他機率波或者它本身發生相互作用。問題也就隨之產生。比如一個電子的能量有三個可能的值（記為a，b，c），這個電子此時就處於三種狀態的疊加之中（三種機率波相互作用）。但是如果我們此時測量這個電子的能量的話，我們只能得到一個值，絕不可能同時得到三個值。而如果我們大量重複測量這個電子的能量，就會發現，得到a，b，c的機率是由測量前三種狀態的振幅決定的。

而在測量過一次之後（假設得到的能量是a），這個電子就會一直處在能量為a的狀態。這以後再測量這個電子的能量就再也得不到其他值了。怎麼解釋這一現象呢？量子力學假設道，只要我們進行了測量，波函式就會“塌縮”到其中一個可能的態（也就是說，測量之後系統直接就變成了一個可能的態並且穩定下來）。至於為什麼會發生這種“塌縮”，量子力學沒有解釋也無法解釋（反正理論預測的結果都對了，還問那麼多幹嘛，直接用就行了）。

傳統量子力學無法解釋，這就給了多重世界理論發揮的餘地。

還是假設我們有一個電子，這個電子的能量可能是a，b，c三個中的一個。不過這次我們把觀測者也考慮到體系中來，將處在特定量子態中的觀測者也用一個波函式來表示。在測量之前，觀測者和電子沒什麼關係；但是測量之後，觀測者和電子就處在了類似“糾纏態”的狀態中：“觀測者測量得到a”的狀態和“電子能量是a”的狀態一定會同時發生；知道了電子處於“電子能量是a”的狀態，觀測者就一定處於“測量得到a”的狀態（b，c同理）。換言之，觀測者-電子這個體系有三種可能的後續狀態：

電子處於能量為a的狀態，觀測者處於測得電子能量為a的狀態；

電子處於能量為b的狀態，觀測者處於測得電子能量為b的狀態；

電子處於能量為c的狀態，觀測者處於測得電子能量為c的狀態；

測量發生前，體系中電子的三個態之間只有能量不同，所以它們之間可以互相作用。而測量發生後，體系可能處於的三個態之間已經產生了宏觀上的巨大差別（裝置的顯示已經不同，測量者大腦的狀態也不相同），使得這三個態之間不能發生相互作用（退相干），觀測者無法意識到其他兩個態的存在。這就相當於整個宇宙走向了三個岔路，每個岔路對應一個觀測者-電子體系。

這就是多重宇宙理論。多重宇宙理論並沒有預測無數個具有不同物理法則的宇宙，而是承認量子力學的正確性，但是丟掉“塌縮”假設後得到的結果。

Summer 1級 2016-12-14 回答

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