哥本哈根學(xué)派認(rèn)為微觀粒子的行為由波函數(shù)描述,波函數(shù)的意義是相對的幾率分布;此即粒子的波動性."他并不是說三維空間的物理實際波動,而是多維位形空間的幾率波."即波函數(shù)的意義是某時刻某個地方(或動量)出現(xiàn)粒子的幾率.波函數(shù)通常是一個波包,由很多單色波組成.即粒子的狀態(tài)有很多可能性疊加而成.這個解釋的成立強烈依賴于觀測行為,其基礎(chǔ)是測不準(zhǔn)原理.在沒有進行觀測時，說電子在什么地方是沒有什么意義的，只有它的概率在空間中展開。物理學(xué)家們常常說：“電子無處不在，而又無處在”，指的就是這個意思.當(dāng)我們測量它的位置的時候，電子按照波函數(shù)的概率分布而隨機地作出了一個選擇，并以一個小點的形式出現(xiàn)在了某處。這時候，電子確定地存在于某點，自然這個點的概率變成了100%，而別的地方的概率都變成了0。也就是說，它的波函數(shù)突然從空間中收縮，聚集到了這一個點上面。它那原本按照薛定諤方程演變的波函數(shù)ψ便立刻按照那個時候的概率分布坍縮得到一個確定的值.
不想講了,發(fā)現(xiàn)一本書我把它中間的貼上來.
可以去看看量子史話:
< 量子史話>的通俗描述更加容易理解:"金庸在《笑傲江湖》第二十六回里描述了令狐沖在武當(dāng)腳下與沖虛一戰(zhàn)，沖虛一柄長劍幻為一個個光圈，讓令狐沖眼花繚亂，看不出劍尖所在。用量子語言說，這時候沖虛的劍已經(jīng)不是一個實體，它變成許許多多的“虛劍”，在光圈里分布開來，每一個“虛劍尖”都代表一種可能性，它可能就是“實劍尖”所在。沖虛的劍可以為一個波函數(shù)所描述，很有可能在光圈的中心，這個波函數(shù)的強度最大，也就是說這劍最可能出現(xiàn)在光圈中心?，F(xiàn)在令狐沖揮劍直入，注意，這是一次“測量行為”！好，在那瞬間沖虛劍的波函數(shù)坍縮了，又變成一柄實劍.”------這是準(zhǔn)備知識,有了這個我們就可以說說 薛定諤的貓 了.
薛定諤在1935年也發(fā)表了一篇論文，題為《量子力學(xué)的現(xiàn)狀》,在論文的第5節(jié)，薛定諤描述了那個常被視為惡夢的貓實驗:哥本哈根派說，沒有測量之前，一個粒子的狀態(tài)模糊不清，處于各種可能性的混合疊加.比如一個放射性原子，它何時衰變是完全概率性的。只要沒有觀察，它便處于衰變/不衰變的疊加狀態(tài)中，只有確實地測量了，它才隨機選擇一種狀態(tài)而出現(xiàn)。那么讓我們把這個原子放在一個不透明的箱子中讓它保持這種疊加狀態(tài)?，F(xiàn)在薛定諤想象了一種結(jié)構(gòu)巧妙的精密裝置，每當(dāng)原子衰變而放出一個中子，它就激發(fā)一連串連鎖反應(yīng)，最終結(jié)果是打破箱子里的一個毒氣瓶，而同時在箱子里的還有一只可憐的貓。事情很明顯：如果原子衰變了，那么毒氣瓶就被打破，貓就被毒死。要是原子沒有衰變，那么貓就好好地活著。
自然的推論：當(dāng)它們都被鎖在箱子里時，因為我們沒有觀察，所以那個原子處在衰變/不衰變的疊加狀態(tài)。因為原子的狀態(tài)不確定，所以貓的狀態(tài)也不確定，只有當(dāng)我們打開箱子察看，事情才最終定論：要么貓四腳朝天躺在箱子里死掉了，要么它活蹦亂跳地“喵嗚”直叫。問題是，當(dāng)我們沒有打開箱子之前，這只貓?zhí)幵谑裁礌顟B(tài)？似乎唯一的可能就是，它和我們的原子一樣處在疊加態(tài)，這只貓當(dāng)時陷于一種死/活的混合。
一只貓同時又是死的又是活的？它處在不死不活的疊加態(tài)？這未免和常識太過沖突，同時在生物學(xué)角度來講也是奇談怪論。如果打開箱子出來一只活貓，那么要是它能說話，它會不會描述那種死/活疊加的奇異感受？恐怕不太可能。
薛定諤的實驗把量子效應(yīng)放大到了我們的日常世界，現(xiàn)在量子的奇特性質(zhì)牽涉到我們的日常生活了，牽涉到我們心愛的寵物貓究竟是死還是活的問題。這個實驗雖然簡單，卻比EPR要辛辣許多，這一次扎得哥本哈根派夠疼的。他們不得不退一步以咽下這杯苦酒：是的，當(dāng)我們沒有觀察的時候，那只貓的確是又死又活的。
量子派后來有一個被哄傳得很廣的論調(diào)說：“當(dāng)我們不觀察時，月亮是不存在的”。這稍稍偏離了本意，準(zhǔn)確來說，因為月亮也是由不確定的粒子組成的，所以如果我們轉(zhuǎn)過頭不去看月亮，那一大堆粒子就開始按照波函數(shù)彌散開去。于是乎，月亮的邊緣開始顯得模糊而不確定，它逐漸“融化”，變成概率波擴散到周圍的空間里去。當(dāng)然這么大一個月亮完全融化成空間中的概率是需要很長很長時間的，不過問題的實質(zhì)是：要是不觀察月亮，它就從確定的狀態(tài)變成無數(shù)不確定的疊加。不觀察它時，一個確定的，客觀的月亮是不存在的。但只要一回頭，一輪明月便又高懸空中，似乎什么事也沒發(fā)生過一樣。
不能不承認(rèn)，這聽起來很有強烈的主觀唯心論的味道。雖然它其實和我們通常理解的那種哲學(xué)理論有一定區(qū)別，不過講到這里，許多人大概都會自然而然地想起貝克萊(George Berkeley)主教的那句名言：“存在就是被感知”(拉丁文：Esse Est Percipi)。這句話要是稍微改一改講成“存在就是被測量”，那就和哥本哈根派的意思差不離了。貝克萊在哲學(xué)史上的地位無疑是重要的，但人們通常樂于批判他，我們的哥本哈根派是否比他走得更遠(yuǎn)呢？好歹貝克萊還認(rèn)為事物是連續(xù)客觀地存在的，因為總有“上帝”在不停地看著一切。而量子論？“陛下，我不需要上帝這個假設(shè)”。
與貝克萊互相輝映的東方代表大概要算王陽明。他在《傳習(xí)錄?下》中也說過一句有名的話：“你未看此花時，此花與汝同歸于寂；你來看此花時，則此花顏色一時明白起來……”如果王陽明懂量子論，他多半會說：“你未觀測此花時，此花并未實在地存在，按波函數(shù)而歸于寂；你來觀測此花時，則此花波函數(shù)發(fā)生坍縮，它的顏色一時變成明白的實在……”測量即是理，測量外無理。
多宇宙（或者稱為多世界、平行宇宙）理論，來自于休?埃弗萊特(Hugh Everett III）對量子力學(xué)的解釋。
眾所周知，量子力學(xué)哥本哈根解釋認(rèn)為觀測者對微觀世界是有影響的，特別值得一提的有趣實驗是“電子究竟穿越了哪條縫”“量子自殺”“薛定諤的貓”等等。但是把人類意識牽扯到對微觀世界的決定上面似乎存在重重哲學(xué)上的困難，以至于后來的許多科學(xué)家都提出了區(qū)別于此的其他解釋，其中尤以埃弗萊特的多宇宙理論贏得了眾多的支持。
為了你能更好的理解多宇宙解釋，我不妨把電子雙縫實驗敘述的詳盡一些。
經(jīng)典理論看來，在電子雙縫干涉的實驗中單個電子只通過了一條狹縫，在一條狹縫中穿過的粒子卻發(fā)生了干涉，我們?nèi)粝朐趦傻廓M縫處都安裝上某種儀器，為的是記錄下來電子路徑或者發(fā)出警報，那不就成了？這種儀器又不是復(fù)雜而不可制造的。而實際上我們的確可以裝上這種儀器。但是，一旦我們試圖測定電子究竟通過了哪條縫時，我們永遠(yuǎn)只會在其中的一處發(fā)現(xiàn)電子。兩個儀器不會同時響電子是一個粒子，它每次只能通過一條狹縫，奇妙的是，一旦我們展開這種測量的時候，干涉條紋也就消失了。哥本哈根的解釋認(rèn)為人意識的參與導(dǎo)致了電子波函數(shù)的坍縮。
（以下內(nèi)容選自參考資料《上帝擲骰子嗎——量子物理史話》，）
我們無法準(zhǔn)確地定義一個“觀測者”！一個人和一臺照相機之間有什么分別，大家都說不清道不明，于是給“意識”乘隙而入。而把我們逼到不得不去定義什么是“觀測者”這一步的，則是那該死的“坍縮”。一個觀測者使得波函數(shù)坍縮？這似乎就賦予了所謂的觀測者一種在宇宙中至高無上的地位，他們享有某種超越基本物理定律的特權(quán)，可以創(chuàng)造一些真正奇妙的事情出來。
真的，追本朔源，罪魁禍?zhǔn)拙驮跁崦恋摹安ê瘮?shù)坍縮”那里了。這似乎像是哥本哈根派的一個魔咒，至今仍然把我們陷在其中不得動彈，而物理學(xué)的未來也在它的詛咒下顯得一片黯淡。拿康奈爾大學(xué)的物理學(xué)家科特?戈特弗雷德(Kurt Gottfried)的話來說，這個“坍縮”就像是“一個美麗理論上的一道丑陋疤痕”，它云遮霧繞，似是而非，模糊不清，每個人都各持己見，為此吵嚷不休。怎樣在觀測者和非觀測者之間劃定界限？薛定諤貓的波函數(shù)是在我們打開箱子的那一剎那坍縮？還是它要等到光子進入我們的眼睛并在視網(wǎng)膜上激起電脈沖信號？或者它還要再等一會兒，一直到這信號傳輸?shù)酱竽X皮層的某處并最終成為一種“精神活動”時才真正坍縮？如果我們在這上面大鉆牛角尖的話，前途似乎不太美妙。
那么，有沒有辦法繞過這所謂的“坍縮”和“觀測者”，把智能生物的介入從物理學(xué)中一腳踢開，使它重新回到我們所熟悉和熱愛的軌道上來呢？讓我們重溫那個經(jīng)典的雙縫困境：電子是穿過左邊的狹縫呢，還是右邊的？按照哥本哈根解釋，當(dāng)我們未觀測時，它的波函數(shù)呈現(xiàn)兩種可能的線性疊加。而一旦觀測，則在一邊出現(xiàn)峰值，波函數(shù)“坍縮”了，隨機地選擇通過了左邊或者右邊的一條縫。量子世界的隨機性在坍縮中得到了最好的體現(xiàn)。
要擺脫這一困境，不承認(rèn)坍縮，那么只有承認(rèn)波函數(shù)從未“選擇”左還是右，它始終保持在一個線性疊加的狀態(tài)，不管是不是進行了觀測?？墒沁@又明顯與我們的實際經(jīng)驗不符，因為從未有人在現(xiàn)實中觀察到同時穿過左和右兩條縫的電子，也沒有人看見過同時又死又活的貓(半死不活，奄奄一息的倒有不少)。事到如今，我們已經(jīng)是騎虎難下，進退維谷，哥本哈根的魔咒已經(jīng)纏住了我們，如果我們不鼓起勇氣，作出最驚世駭俗的假設(shè)，我們將注定困頓不前。
如果波函數(shù)沒有坍縮，則它必定保持線性疊加。電子必定是左/右的疊加，但在現(xiàn)實世界中從未觀測到這種現(xiàn)象。
有一個狂想可以解除這個可憎的詛咒，雖然它聽上去真的很瘋狂，但慌不擇路，我們已經(jīng)是nothing to lose。失去的只是桎梏，但說不定贏得的是整個世界呢？
是的！電子即使在觀測后仍然處在左/右的疊加，但是，我們的世界也只不過是疊加的一部分！當(dāng)電子穿過雙縫后，處于疊加態(tài)的不僅僅是電子，還包括我們整個的世界！也就是說，當(dāng)電子經(jīng)過雙縫后，出現(xiàn)了兩個疊加在一起的世界，在其中的一個世界里電子穿過了左邊的狹縫，而在另一個里，電子則通過了右邊！
波函數(shù)無需“坍縮”，去隨機選擇左還是右，事實上兩種可能都發(fā)生了！只不過它表現(xiàn)為整個世界的疊加：生活在一個世界中的人們發(fā)現(xiàn)在他們那里電子通過了左邊的狹縫，而在另一個世界中，人們觀察到的電子則在右邊！量子過程造成了“兩個世界”！這就是量子論的“多世界解釋”(Many Worlds Interpretation，簡稱MWI)。
要更好地了解MWI，不得不從它的創(chuàng)始人，一生頗有傳奇色彩的休?埃弗萊特(Hugh Everett III，他的祖父和父親也都叫Hugh Everett，因此他其實是“埃弗萊特三世”)講起。1930年11月9日，愛因斯坦在《紐約時報雜志》上發(fā)表了他著名的文章《論科學(xué)與宗教》，他的那句名言至今仍然在我們耳邊回響：“沒有宗教的科學(xué)是跛足的，沒有科學(xué)的宗教是盲目的。”兩天后，小埃弗萊特就在華盛頓出生了。
埃弗萊特對愛因斯坦懷有深深的崇敬，在他只有12歲的時候，他就寫信問在普林斯頓的愛因斯坦一些關(guān)于宇宙的問題，而愛因斯坦還真的復(fù)信回答了他。當(dāng)他拿到化學(xué)工程的本科學(xué)位之后，他也進入了普林斯頓攻讀。一開始他進的是數(shù)學(xué)系，但他很快想方設(shè)法轉(zhuǎn)投物理。50年代正是量子論方興未艾，而哥本哈根解釋如日中天，一統(tǒng)天下的時候。埃弗萊特認(rèn)識了許多在這方面的物理學(xué)生，其中包括玻爾的助手Aage Peterson，后者和他討論了量子論中的觀測難題，這激起了埃弗萊特極大的興趣。他很快接觸了約翰?惠勒，惠勒鼓勵了他在這方面的思考，到了1954年，埃弗萊特向惠勒提交了兩篇論文，多世界理論(有時也被稱作“埃弗萊特主義-Everettism”)第一次亮相了。
按照埃弗萊特的看法，波函數(shù)從未坍縮，而只是世界和觀測者本身進入了疊加狀態(tài)。當(dāng)電子穿過雙縫后，整個世界，包括我們本身成為了兩個獨立的疊加，在每一個世界里，電子以一種可能出現(xiàn)。但不幸的是，埃弗萊特用了一個容易誤導(dǎo)和引起歧義的詞“分裂”(splitting)，他打了一個比方，說宇宙像一個阿米巴變形蟲，當(dāng)電子通過雙縫后，這個蟲子自我裂變，繁殖成為兩個幾乎一模一樣的變形蟲。唯一的不同是，一個蟲子記得電子從左而過，另一個蟲子記得電子從右而過。
惠勒也許意識到了這個用詞的不妥，他在論文的空白里寫道：“分裂？最好換個詞?！钡蠖鄶?shù)物理學(xué)家并不知道他的意見。也許，惠勒應(yīng)該搞得戲劇化一點，比如寫上“我想到了一個絕妙的用詞，可惜空白太小，寫不下?！痹诤荛L的一段時間里，埃弗萊特的理論被人們理解成：當(dāng)電子通過雙縫的時候，宇宙神奇地“分裂”成了兩個獨立的宇宙，在一個里面電子通過左縫，另一個相反。這樣一來，宇宙的歷史就像一條岔路，每進行一次觀測，它就分岔成若干小路，每條路對應(yīng)于一個可能的結(jié)果。而每一條岔路又隨著繼續(xù)觀察而進一步分裂，直至無窮。但每一條路都是實在的，只不過它們之間無法相互溝通而已。
假設(shè)我們觀測雙縫實驗，發(fā)現(xiàn)電子通過了左縫。其實當(dāng)我們觀測的一瞬間，宇宙已經(jīng)不知不覺地“分裂”了，變成了幾乎相同的兩個。我們現(xiàn)在處于的這個叫做“左宇宙”，另外還有一個“右宇宙”，在那里我們將發(fā)現(xiàn)電子通過了右縫，但除此之外一切都和我們這個宇宙完全一樣。你也許要問：“為什么我在左宇宙里，而不是在右宇宙里？”這種問題顯然沒什么意義，因為在另一個宇宙中，另一個你或許也在問：“為什么我在右宇宙，而不是左宇宙里？”觀測者的地位不再重要，因為無論如何宇宙都會分裂，實際上“所有的結(jié)果”都會出現(xiàn)，量子過程所產(chǎn)生的一切可能都對應(yīng)于相應(yīng)的一個宇宙，只不過在大多數(shù)“蠻荒宇宙”中，沒有智能生物來提出問題罷了。
這樣一來，薛定諤的貓也不必再為死活問題困擾。只不過是宇宙分裂成了兩個，一個有活貓，一個有死貓罷了。對于那個活貓的宇宙，貓是一直活著的，不存在死活疊加的問題。對于死貓的宇宙，貓在分裂的那一刻就實實在在地死了，不要等人們打開箱子才“坍縮”，從而蓋棺定論。
從宇宙誕生以來，已經(jīng)進行過無數(shù)次這樣的分裂，它的數(shù)量以幾何級數(shù)增長，很快趨于無窮。我們現(xiàn)在處于的這個宇宙只不過是其中的一個，在它之外，還有非常多的其他的宇宙。有些和我們很接近，那是在家譜樹上最近剛剛分離出來的，而那些從遙遠(yuǎn)的古代就同我們分道揚鑣的宇宙則可能非常不同。也許在某個宇宙中，小行星并未撞擊地球，恐龍仍是世界主宰。在某個宇宙中，埃及艷后克婁帕特拉的鼻子稍短了一點，沒有教愷撒和安東尼怦然心動。那些反對歷史決定論的“鼻子派歷史學(xué)家”一定會對后來的發(fā)展大感興趣，看看是不是真的存在歷史蝴蝶效應(yīng)。在某個宇宙中，格魯希沒有在滑鐵盧遲到，而希特勒沒有在敦刻爾克前下達停止進攻的命令。而在更多的宇宙里，因為物理常數(shù)的不適合，根本就沒有生命和行星的存在。
嚴(yán)格地說，歷史和將來一切可能發(fā)生的事情，都已經(jīng)實際上發(fā)生了，或者將要發(fā)生。只不過它們在另外一些宇宙里，和我們所在的這個沒有任何物理接觸。這些宇宙和我們的世界互相平行，沒有聯(lián)系，根據(jù)奧卡姆剃刀原理，這些奇妙的宇宙對我們都是沒有意義的。多世界理論有時也稱為“平行宇宙”(Parallel Universes)理論，就是因為這個道理。
宇宙的“分裂”其實應(yīng)該算是一種誤解，不過直到現(xiàn)在，大多數(shù)人，包括許多物理學(xué)家仍然是這樣理解埃弗萊特的！這樣一來，這個理論就顯得太大驚小怪了，為了一個小小的電子從左邊還是右邊通過的問題，我們竟然要興師動眾地牽涉整個宇宙的分裂！許多人對此的評論是“殺雞用牛刀”。愛因斯坦曾經(jīng)有一次說：“我不能相信，僅僅是因為看了它一眼，一只老鼠就使得宇宙發(fā)生劇烈的改變。”這話他本來是對著哥本哈根派說的，不過的確代表了許多人的想法：用犧牲宇宙的代價來迎合電子的隨機選擇，未免太不經(jīng)濟廉價，還產(chǎn)生了那么多不可觀察的“平行宇宙”的廢料。MWI后來最為積極的鼓吹者之一，德克薩斯大學(xué)的布萊斯?德威特(Bryce S. DeWitt)在描述他第一次聽說MWI的時候說：“我仍然清晰地記得，當(dāng)我第一次遇到多世界概念時所受到的震動。100個略有缺陷的自我拷貝貝，都在不停地分裂成進一步的拷貝，而最后面目全非。這個想法是很難符合常識的。這是一種徹頭徹尾的精神分裂癥……”對于我們來說，也許接受“意識”，還要比相信“宇宙分裂”來得容易一些！
不難想象，埃弗萊特的MWI在1957年作為博士論文發(fā)表后，雖然有惠勒的推薦和修改，在物理界仍然反應(yīng)冷淡。埃弗萊特曾經(jīng)在1959年特地飛去哥本哈根見到玻爾，但玻爾根本就不想討論任何對于量子論新的解釋，也不想對此作什么評論，這使他心灰意冷。作為玻爾來說，他當(dāng)然一生都堅定地維護著哥本哈根理論，對于50年代興起的一些別的解釋，比如玻姆的隱函數(shù)理論(我們后面要談到)，他的評論是“這就好比我們希望以后能證明2×2＝5一樣?！痹诓柵R死前的最后的訪談中，他還在批評一些哲學(xué)家，聲稱：“他們不知道它(互補原理)是一種客觀描述，而且是唯一可能的客觀描述?！?
受到冷落的埃弗萊特逐漸退出物理界，他先供職于國防部，后來又成為著名的Lambda公司的創(chuàng)建人之一和主席，這使他很快成為百萬富翁。但他的見解——后來被人稱為“20世紀(jì)隱藏得最深的秘密之一”的——卻長期不為人們所重視。直到70年代，德威特重新發(fā)掘了他的多世界解釋并在物理學(xué)家中大力宣傳，MWI才開始為人所知，并迅速成為熱門的話題之一。如今，這種解釋已經(jīng)擁有大量支持者，坐穩(wěn)哥本哈根解釋之后的第二把交椅，并大有后來居上之勢。為此，埃弗萊特本人曾計劃復(fù)出，重返物理界去做一些量子力學(xué)方面的研究工作，但他不幸在1982年因為心臟病去世了。
某些宇宙可能擁有一些和我們宇宙相同的事物，而有些宇宙所遵循的物理定律可能不同，各個平行宇宙集合成一個多元宇宙。上面圖示中的人眼代表這種多元宇宙假說可能只是人類腦子的狂想。多元宇宙假說最常見的批判是它無法驗證，因此多元宇宙假說可能只是很好玩的想象，但因為無法實際驗證，所以它只能留在人們的心里。
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