怎么理解多重世界理论

简单点说，多重世界理论就是把传统量子力学的几个基本假设（波函数包含系统所有信息；含时薛定谔方程决定波函数演化；可观测量与线性厄米算符一一对应；可观测量的测量值只能是其对应厄米算符的本征值；波函数塌缩。）中关于波函数塌缩的假设去掉后得出的结论。多重世界理论的支持者认为去除波函数塌缩假设后的理论更加简单，符合奥卡姆剃刀原理。

首先，要明白多重世界理论在讲些什么就要说点量子力学。

量子力学认为，任何系统都可以用一个波函数来描述，比如一个电子。如果我们想知道这个电子会怎么运动，那么就把这个波函数带入含时薛定谔方程中求解，看波函数如何随时间演化。

波函数是一种几率波，它描述的是在一定位置发现改电子的概率，但同时它又具有波的特性，可以与其他几率波或者它本身发生相互作用。问题也就随之产生。比如一个电子的能量有三个可能的值（记为a,b,c），这个电子此时就处于三种状态的叠加之中（三种几率波相互作用）。但是如果我们此时测量这个电子的能量的话，我们只能得到一个值，绝不可能同时得到三个值。而如果我们大量重复测量这个电子的能量，就会发现，得到a,b,c的概率是由测量前三种状态的振幅决定的。

而在测量过一次之后（假设得到的能量是a），这个电子就会一直处在能量为a的状态。这以后再测量这个电子的能量就再也得不到其他值了。怎么解释这一现象呢？量子力学假设道，只要我们进行了测量，波函数就会“塌缩”到其中一个可能的态（也就是说，测量之后系统直接就变成了一个可能的态并且稳定下来）。至于为什么会发生这种“塌缩”，量子力学没有解释也无法解释（反正理论预测的结果都对了，还问那么多干嘛，直接用就行了）。

传统量子力学无法解释，这就给了多重世界理论发挥的余地。

还是假设我们有一个电子，这个电子的能量可能是a,b,c三个中的一个。不过这次我们把观测者也考虑到体系中来，将处在特定量子态中的观测者也用一个波函数来表示。在测量之前，观测者和电子没什么关系；但是测量之后，观测者和电子就处在了类似“纠缠态”的状态中：“观测者测量得到a”的状态和“电子能量是a”的状态一定会同时发生；知道了电子处于“电子能量是a”的状态，观测者就一定处于“测量得到a”的状态（b,c同理）。换言之，观测者-电子这个体系有三种可能的后续状态：

电子处于能量为a的状态，观测者处于测得电子能量为a的状态；
电子处于能量为b的状态，观测者处于测得电子能量为b的状态；
电子处于能量为c的状态，观测者处于测得电子能量为c的状态；

测量发生前，体系中电子的三个态之间只有能量不同，所以它们之间可以互相作用。而测量发生后，体系可能处于的三个态之间已经产生了宏观上的巨大差别（设备的显示已经不同，测量者大脑的状态也不相同），使得这三个态之间不能发生相互作用（退相干），观测者无法意识到其他两个态的存在。这就相当于整个宇宙走向了三个岔路，每个岔路对应一个观测者-电子体系。

这就是多重宇宙理论。多重宇宙理论并没有预测无数个具有不同物理法则的宇宙，而是承认量子力学的正确性，但是丢掉“塌缩”假设后得到的结果。

宇宙形状的多重理论!究竟是怎样的形状呢？开放还是封闭的系统？