多世界和「我們的世界」
「History has never been kind to people who put what they want over what the equations want, and it won』t be kind to the MWI-deniers either.」
「歷史從來就打臉那樣一些人：那些把自己想要的置於公式想要的之前的人。這一次，它同樣也會打臉那些反對多世界的人。」
–Scott Aaronson[1]
關於量子理論背後的「真實世界」，我在本章將談論一個似乎是非常矛盾的理論。一方面，很多人（早期的玻爾、海森堡、以及後來的貝爾等其它大佬們）覺得這個理論極盡扯淡之能事，瘋狂、荒謬、複雜無比、無法驗證，完全不配成為一個科學理論，不值一哂；而另一方面，還有一批人（後哥本哈根時代很多已故的和現存的大佬們，John Wheeler、費曼、以及退相干理論的發起者Zeh、Zurek、量子計算的大神Deutsch等人，還有很多人認為霍金[2]也支持它。），他們則認為這個理論極其簡潔，是量子理論最自然最直接的結論，其揭示的深刻思想完全不亞於哥白尼當初在天文學中的革命。這個集諸多毀譽於一身的理論，就是多世界理論（Many Worlds Interpretation, MWI）。
事實上，多世界、或者由它衍生的平行宇宙，在科學界的話題熱度還遠遠不及在科幻界。因為它真的非常符合科學幻想的特徵：腦洞大開，極具顛覆性，比哈利波特更加奇幻，比古老的神話更加神秘。我想，這也是很多科學家們難以接受的原因之一，但是，如果你真的拋開那些不嚴肅的引申，只從量子力學的數學結構出發，你會神奇地發現，這個理論真的非常簡潔，並且看上去從邏輯上、數學上，都是一個無法避免的必然結論。
我不知道你是否已經從科普書或者科幻小說中看到過一些關於多世界理論的描述。大眾科普中關於多世界的說法，往往去掉了其中嚴謹的數學和邏輯，而更多地使用很多類比和戲劇化的語言，也更加註重與它的一些非同尋常的結論而不去談論這些結論為何如此，這會讓一般大眾對多世界理論多多少少產生很多誤解，而把關注點集中在它的那些看似神奇的部分，從而對它的印象也就停留在科幻的層面上。
前些日子，我買了一本書，多伊奇（Deutsch）寫的《真實世界的脈絡》（The fabric of reality），你媽媽很不喜歡「正統」的量子力學詮釋，而對這本書極其感興趣。媽媽曾經跟我說，她和你提起過多伊奇的多世界觀點 – 這是一個在多世界詮釋道路上走得很遠的一個人 – 你認為多伊奇的推理簡直「帥呆了」。那麼我就先從這些大眾科普口中的多世界理論談起吧。
我們仍然以那隻倒霉的薛定諤貓為例。我們已經知道，按照「正統」的量子理論，這隻貓在我們沒有觀察的時候，處於一種無法描述的「死」和「活」的疊加態。只有在我們對它進行觀察的那一刻，它的狀態才會突然「坍縮」，變成「死」或者「活」其中之一：我們的一個觀察行為，造就了這隻貓的「真實」狀態。這讓很多科學家感到發瘋。而按照多世界理論的說法，根本就不存在「坍縮」一說，貓的「死」和「活」兩種狀態一直就和諧地並存著 – 並存於兩個平行的世界中，與我們的觀察無關：觀察在其中並沒有起到任何「造就現實」的作用。但是，在我們進行觀察的那一刻，整個世界「分裂」了，它「分裂」成為兩個分支：一個世界裡面，貓死了，我們觀察到貓死了，而倍感憂傷；而在另一個世界裡，貓仍然活蹦亂跳，我們感到無比欣慰。死貓和活貓，憂傷的我們和欣慰的我們，都同時存在與兩個分裂的世界中，並且這兩個世界同等「真實」，並沒有哪一個世界比另一個更加「實在」。更加神奇的是，這兩個平行的世界互相之間毫無干涉，我們沒有任何辦法去獲知那個與我們「平行」的那個世界的任何信息
– 對於我們而言，它就和根本不存在一樣！雖然另一個世界中有一個和我一模一樣、有著我的全部記憶和思想的我，但是我並沒有任何辦法感知那「另一個我」的存在。包括那個不可理喻的「分裂」，也是在我們毫不知覺的情況下悄悄發生的。因此我們根本就意識不到，當我們觀察這隻貓的時候，我們正在進行著一次「分裂」。而這種分裂，發生在我們的每一次對外界的觀察中：每一次觀察，所有可能的觀察結果都會發生—發生在互不相干的平行宇宙當中。考慮到我們無時無刻不在對外界進行觀察，於是宇宙無時無刻不在分裂。所有可能發生的事件全部都發生了，只不過因為每個可能都發生在不同的世界中，我們只能看到諸多可能性的其中之一。
既然我們的世界無時無刻不在「分裂」，那麼它所產生的世界的總數必然是一個天文數字。我們說，這個數字無比巨大，它到底有多大呢？我可以給你一個數字 – 當然這個數字其實沒有什麼意義，因為它實在是超出了我們的想像，對於它我們除了「巨大」很難領會它到底有多少個 –它大約多達10^10^77個。這個數字，我們可以說，幾乎是無窮多 – 但它是有限的。它是1後面跟著10^80個零，如果我們用A4紙來把它寫下來，每頁A4紙可以寫下1000個零，如果每10張紙厚度為1mm，那麼寫下這個數字所用的紙張數，填充到整個宇宙中，還不足以完成它的一個零頭！ -- 這下你明白為何我說這個數字除了「巨大」我們無法想像了吧。
那麼，又有多少個平行的「我」呢？當然「我」的個數不會是這麼大，因為在很多這些世界中，「我」已經死了，而在更多的世界中，「我」壓根兒就沒有出生過，或者是人類就壓根兒沒有存在過。但是仍然，「我」的個數也是一個令人炫目的數字。想像一下，這麼多個「我」平行存在，卻又互相不認識，也不知道對方的存在。有些「我」現在是人生贏家，百萬富翁，甚至是國王或皇帝，而另外一些「我」則貧困交加，是一個徹頭徹尾的loser。
你覺得，這種說法，比起「意識使疊加態坍縮成確定的狀態」如何？
更加荒謬？無稽之談？我猜你可能會在腦袋中蹦出這幾個詞語。為何那麼多的大科學家會整這麼一出，僅僅是為了一個波函數坍縮的問題，就搞出來這麼一大堆的「世界」？我們又如何解釋這些世界、這些「我」、互不相干但是又同時並存？更大的問題是，我們如何實證這些世界？如果無法實證，那它僅僅是一個形而上學的思辨而已。難道這些問題，比起一個波函數坍縮來說，不是更麻煩嗎？
是的，那麼多天才的科學家並不是吃飽了撐的，無聊透頂後想改行當科幻小說家。實際上，如果我們真的去捋著邏輯線索走一遍，我們會發現，多世界理論，並非像看上去那麼異想天開。很多大眾對多世界的「過於荒誕不經」的觀念，實際上是因為大家把一些比喻的說法當真了
– 這些比喻確實有助於幫助理解多世界理論的大致思想，但是千萬不能太當真。
我們來看看「多世界」這個念頭到底是如何產生的。前面我們知道，按照玻恩詮釋，波函數 – 或者更普遍一點的，量子態 – 包含了一個量子系統所有的可能狀態的概率信息（參見 未竟稿：希爾伯特空間）量子系統的全部狀態，都完整地被量子態所描述，而量子態，則是這個系統的所有可能性按照概率幅的方式的一種疊加組合，而概率幅則對應著該種可能性所發生的概率 – 也就是說，波函數是系統所有的可能狀態按照概率規則的某種組合。我們知道，系統的演化是由薛定諤方程所描述的，那麼薛定諤方程描述的是什麼？那就是這個系統所有的可能性它們每一種所發生的概率隨著時間的變化。
按照「正統」的量子力學詮釋，系統狀態的演化，就是它所有可能性概率的演化。而波函數，不過是一堆概率的組合而已。當我們對這個系統做出觀察的時候，這些概率就必須變成某種現實，這就是玻恩規則。也就是說，系統的所有可能性，現在必須要按照概率選擇其一，而剩下的所有可能性，不論它的概率是多少，就同時消失不見了。但是當我們沒有觀察的時候，所有的這些可能性都同時並存。在這個時候，波函數所代表的，僅僅是一些概率組合而已。它不能按照傳統的概率論詮釋：它或者是可能性1，或者是可能性2，依此類推，反正它是其中之一。對量子力學而言，我們必須認為此時量子態僅僅是所有可能性的疊加。如果我們想要問：「此時，它的真實狀態到底是哪一個？」這個問題時，但是玻爾說，對不起，你不能問它的「真實狀態」，因為這毫無意義。一個沒有被觀察的系統何談其狀態？對玻爾和他的哥本哈根學派而言，疊加態揭示了一個形而上學的真理：「實在」只能在它被觀察的時候才能成為「實在」。
這種強實證主義的看法，本身並沒有那麼令人難以接受，畢竟這種思想在哲學史上有著悠久的傳承。但是問題發生在觀察的那一瞬間：當我們沒觀察時，量子態是一堆概率，當我們觀察的瞬間，它坍縮成一個現實。這就把「觀察」置於一個極特殊的位置，如果按照馮諾依曼的引申，這就把「意識」 – 進而把「我」 – 置於一個極特殊的位置。這讓絕大多數物理學家無法接受。這就是「測量問題」背後的最大問題。
這時候，有一個叫做Everret的傢伙，站出來問，我們如何描述我們整個宇宙？前面關於波函數坍縮的一整套說辭，取決於系統外部的一個觀察者。而宇宙，基於它自身的定義，是不存在一個外部觀察者的。所以，Enough is enough，我們必須假設整個宇宙的狀態可以被一個超大的波函數描述，它按照薛定諤方程演化，並且這個宇宙的存在不依賴於任何外部觀察者。波函數所代表的，並不僅僅是一堆說不清道不明的概率，它代表的就是宇宙的真實狀態。按照薛定諤方程線性演化的，並不僅僅是概率雲，而是宇宙的真實狀態 – 沒錯，它是希爾伯特空間中的一個矢量，必然可以看做由很多個狀態疊加而成的。既然薛定諤方程告訴我們，每個疊加態都是一個合理的解，那麼每一個疊加態就都是一個合理的宇宙狀態。進而，由波函數演化描述的宇宙狀態的演化，就是所有這些疊加態的平行演化。這，就是多世界的思想根源。
等等！你說，宇宙的狀態，是多個「真實」狀態的疊加，這到底是什麼意思？難道說，「既在這兒又在那兒」、「既死又活」，這都是真實的嗎？
人們對於疊加態如此迷惑，我們從來不會經歷這樣的事件：我們同時從前門和後門進入一個房間，或者說我們同時既在北京又在上海，或如薛定諤貓所闡述的，我們看到一隻既死又活的貓；更加誇張一點的，我們看到一隻「既是狗又是貓」的奇怪動物。
而另一方面，我們又對狀態的疊加習以為常。比如說水波，我們經常看到水面上一大片水波的疊加，我們從來就不會感到奇怪。如果我問，水波如何會疊加？這是不可能的！人們一定會覺得我的腦袋也進水了，被腦袋中的一堆水波沖暈了。再比如，方向，一個人向東北方向行進，那麼人們習慣地把這個動作看做「向東」和「向北」的疊加，我們從來就不會覺得一個人既向東走又向北走這是一件不可思議的事情。還有，任何一個三維物體，我們對它的認識，其實就是把它從各個方向上觀察到的形象疊加起來的。例如玻姆曾經舉了一個很形象的例子，玻璃缸中的金魚，我們從不同的側面觀察，看到的是不同的形象：有的只看到尾巴，有的只看到腦袋，如此等等。而我們對這隻金魚的整體狀態認知，其實是所有這些側面的疊加。對此我們從來就不會感到奇怪。那麼我們為何會對量子態的疊加感到如此大驚小怪呢？
前面的例子告訴我們，狀態的疊加其實一點都不奇怪。但是人們仍然無法理解量子疊加態，這是因為它和我們的日常經驗的不符，而不是疊加態本身有什麼原則上的難以理解。例如說，前面金魚的例子中，我們可以從不同的角度觀察它，獲得關於它在不同方向上（空間維度）的二維投影，把這些投影組合起來（疊加起來），我們就知道一條金魚在三維空間中的形態。這條金魚各個維度上的投影，我們是可以同時觀測到的。觀察它的上部，不會使我們喪失觀察到它下部的可能性。當然，我們無法直接同時從兩個方向上獲得它的投影（因為我們的視覺本身是二維的），但是，我們可以在各個方向上放置反光鏡，我們就可以同時觀察各個維度，或者，我們同時從各個方向上拍照。它們的這些投影同時並存，互不排斥。但是，量子觀測中，往往我們不可能同時看到一個量子態在「各個方向上」（希爾伯特空間中的各個維度上）的投影，例如，我們不能同時看到貓態在「死態」和「活態」上的投影，從而把它們疊加起來得到貓的完整量子態。我們看到的，要麼只有「死態」，要麼只有「活態」。在我們的日常經驗中，「死」和「活」是互斥的，絕不會和諧並存。既然多世界理論認為，所有的狀態都是平行共存的，我們為何總是不能同時看到它們？在觀察過程中究竟發生了什麼，使得我們只能看到其中的一面？因此，多世界所面對的問題就是如何使理論預言和我們的經驗相一致起來：為何我們觀察不到疊加態？
「觀察」在哥本哈根詮釋中，是一個神秘的過程。他們拒絕對觀察的具體過程進行描述，而是把它當做一種理論之外的獨立概念，也就是說，觀察雖然造成了某些物理後果，但是在某種程度上觀察本身卻是非物理的。而馮諾依曼則明確地把觀察歸結為一個「意識」獲取外部信息的過程，而意識本身也是一個非物理概念。他們有一個共同點，就是觀察本身是獨立於量子理論的一個基本假設。（所謂的「本徵值-本徵態關聯」）。而Everret的多世界理論中，則非常明確地賦予觀察一個物理意義，那就是：觀察只不過是觀察者和被觀察系統之間的某種相互作用，它可以、也必須由量子理論本身來描述。並且同時，觀察者本人也不過是某種物理實體，從物理上，觀察者和一台觀測儀器的觀察行為並沒有任何區別，他們的觀察行為和信息的接收也是由量子理論來描述的。而我們前面已經提到了（參見「量子糾纏：超越EPR之後」），量子系統的一個非常獨特而且普遍的現象就是，相互作用必然導致量子糾纏。而量子糾纏的直接後果就是，糾纏雙方各自喪失獨立性。為何我們不會同時看到貓的死和活？因為我們在觀察貓的同時，自己就已經和貓的死態和活態糾纏在一起了。
換句話說，我們作為觀察者，本身就是觀察的一部分。我們不能把自己算作一個系統之外的主體獨立完成一個觀察。我們和被觀察的系統同時都是觀察行為的一部分。和經典觀察（以觀察金魚為例）不同，經典觀察中，我們可以作為一個獨立的主體自由地觀察金魚的每一個維度。但是量子觀察中，我們本身也處於各種狀態的疊加，並且在觀察量子系統時，我們的每個疊加態就會和量子系統的每一個疊加狀態糾纏在一起，以至於我們無法「自由地」選取我們想要觀察的維度。
我們仍以薛定諤貓為例。那麼對於任意一種貓的初態（ ），根據量子力學的線性演化規則，就必然會有：
如前所述，當觀察者完成了對貓的觀察之後，觀察者和貓之間就形成了量子糾纏。完成觀察後，貓的每個狀態（「死」和「活」）、觀察者的每一個可能狀態（「看到貓死」
和「 看到貓活」）都不再獨立。兩者的複合系統只有一個整體狀態，這是一個（觀察到死，死）和（觀察到活，活）的疊加態。而此時我們沒有任何辦法把這個狀態分解為單獨的觀察者的狀態和單獨的貓的狀態。也就是說，我們如果籠統地問：貓是死的還是活的，還是90%死10%活或者30%死70%活？這個問題就變得毫無意義了。因為貓已經不是一個獨立存在了，它和觀察者糾纏在一起了。此時我們對貓的狀態的描述必須建立在觀察者某個狀態的前提下，反之亦然。也就是說，貓的狀態是相對於觀察者狀態存在的，而觀察者的狀態也是相對於貓的狀態而存在的。Everret把這個叫做「相對態」：系統的每個疊加態仍然存在，但是它們是相對於觀察者存在的，反之亦然。因此，在觀察的時候，觀察者的一個狀態（看到貓死）就會和貓的一個狀態（死）關聯起來，而他的另一個狀態（看到貓活）和貓的另一個狀態（活）關聯起來。這是由薛定諤方程的線性演化導致的必然結果。觀察者並不是以一個獨立的個體分別觀察貓的「死態」或「活態」，而是以一個多態疊加的形式，分別於貓的各個狀態糾纏。完全不像在經典情形下，觀察者以一個確定的單一狀態，可以自由地選擇觀察金魚的前方或後方。
當觀察者問自己，「貓是死的還是活的？」，他實際上是在問自己大腦的記憶狀態，「我的大腦中，是記錄了看到貓死的記憶，還是記錄了看到貓活的狀態？」此時他的大腦記憶也是一種疊加的狀態：與死貓相關聯的，是看到了死貓的記憶；與活貓相關聯的，是看到了活貓的記憶。那麼對於這個問題，我們只能這麼回答：
相對於我們看到貓死的狀態，貓是死的；相對於我們看到貓活的狀態，貓是活的。而你非要想問，貓本身「到底」是死的還是活的？對不起，貓是什麼？只有一個和整個宇宙糾纏在一起的波函數，沒有獨立的貓存在。
前面已經提到，每當相互作用存在，量子糾纏幾乎就是必然結果。不論是觀察者還是貓，都不可能完全與外界環境隔絕，他們都浸泡在大氣當中，在引力場中，並且在宇宙的背景輻射中游泳。並且，量子糾纏與經典的相互作用完全不同，它是長程的，相互作用的兩個物體可以跨越時空相互關聯，並且保持這種關聯。那麼很迅速地，系統就會和外界環境糾纏起來，而環境又會和環境之外的環境糾纏起來，把系統與外界的糾纏不斷擴大。最終，系統與整個宇宙渾然一體而不可分割。
這樣一來，整個宇宙的疊加態們都會不可避免地與觀察者的狀態糾纏在一起。宇宙態1與死貓和看到死貓的記憶在一起，宇宙態2和活貓以及看到活貓的記憶在一起。那麼，我們用一種形象的方式，分別定義這是「世界1」和「世界2」。那麼，由於觀察者與外界的相互作用，整個世界的疊加態就分成了兩組：世界1和世界2。我們說，宇宙「分裂」成了2個世界。
我們前面提到過，複合系統的一個特點，就是隨著它尺度的變大，它的希爾伯特空間維度以一種指數速度增加。也就是說，對於任何一個我們日常中能夠看到的宏觀（經典）系統，它的希爾伯特空間維度都是巨大的。
下面，我們來看看一個很反常識的幾何性質：巨大維度空間中的任意兩個矢量，幾乎都是兩兩互相垂直的。
這一點在習慣了三維的歐幾里得空間的我們來看，似乎是很不可思議，但是這的的確確是一個高維空間的幾何性質。我沒有很多的數學方法可以證明，但是我這裡不打算完成一個這樣的證明，相反地，我會用一種更加直觀的方法，來形象地說明這件事。
我們想像，一個以原點為起點，長度為1的空間矢量A。那麼在空間中那些和它正交的矢量的集合怎麼表示呢？在不影響普遍性的情況下，我們只考慮那些同樣是以原點為起點，長度為1的矢量。首先，我們考慮一個二維空間。那麼這些矢量就在二維空間中構成一個圓。我們可以選取A方向為Y軸，那麼，與A正交的方向就是X軸。我們把所有的這些矢量都投影到X軸上面，那麼X軸上從-1到+1的一個線段上面的每一個點，就代表了一個矢量的投影。X軸的零點，就代表了矢量A。那麼很直觀地，我們就可以看出，與矢量A相垂直的矢量，在X軸上的投影就是這個線段的兩個端點。也就是說，如果所有二維空間矢量的集合表示為一個線段，那麼，與A矢量相正交的所有矢量，可以表示為這個線段的兩個端點。
我們進一步把它推廣到更高一個維度，也就是三維空間。很顯然，在三維空間中，以原點為起點，長度為1的矢量，構成的集合就是一個球面。它們可以投影在一個與A垂直的平面中，形成一個圓餅。如下圖所示。同樣道理，這個圓餅的邊緣 – 一個圓 – 就代表了所有與這個矢量A正交的矢量。也就是說，如果所有三維空間矢量的集合表示為一個圓餅，那麼，與A矢量相正交的所有矢量，可以表示為這個圓餅的邊緣。
那麼，如果我們進一步把它推廣到更高的維度，也就很容易以此類推了：四維空間中的矢量可以表示為一個三維的球，而與A矢量正交的所有矢量就是這個球的球面；N維空間中的矢量可以表示為一個N-1維的球，而與A矢量正交的所有矢量就是這個N-1維球的球面。
那麼，我們現在就可以用到另外一個高維空間幾何的性質；在很高緯度的空間中，一個球的體積幾乎全部集中在它的球面上。這一點也很容易理解。比如說，對於一個一維空間，在一維線段的兩端各切下一個很小（長度為總長度的1%）的長度，那麼這個區間所佔這個線段的總長度就是1%；在二維空間的圓餅中，在靠近邊緣的部分切下直徑為1%的外沿，那麼切下來的面積佔總面積的百分比就是（1-0.99^2）=1.99%；在三維空間中呢，最外沿1%的部分佔總體積的2.97%也就是三維空間；在一個10維空間中，最外沿1%的體積就佔到總體積的95.6%。要知道，我們日常生活中的宏觀物體，維度要比這個大得多的多。所以我們說，在這種維度下，一個球體的表面就佔據了幾乎所有的球體積。
由於N為空間中的所有矢量可以表示為N-1維的球體，而球面所表示的矢量全部與矢量A正交，所以，我們可以看到，高維空間中幾乎所有的矢量都與A正交。又因為我們的A是任意選取的，所以，幾乎任意兩個矢量都相互正交。
這裡「幾乎」的含義是這樣的：存在不存在兩個不正交的矢量？的確是存在的，但是它們的數量與正交矢量的數量相比，趨向於無窮小。我們可以做一個類比，在一根數軸上，我們任意選取上面的一個點，它是有理數的概率是多少？我們很容易想像，這個概率趨向於零。因為與有理數的「數量」相比，它的數量就是無窮小，雖然數軸上有理數的絕對數量也是無窮多。
我們知道，前面所說的「世界1」和「世界2」都可以表示為希爾伯特空間中的一個矢量，它們都是整個宇宙的波函數在不同維度上面的投影。那麼，根據我們上面的討論我們知道，幾乎100%可以肯定，這兩個矢量它們是正交的。正交意味著什麼？意味著它們相互之間沒有任何重疊。從「世界1」不可能知道任何關於「世界2」的信息，反之亦然。就好像是一個方塊，我們從正面看，我們可以看到一個長方形（或正方形），但是從另一個方向看呢？我們可以通過從正面看到的形狀推測出從某些斜向看到的形狀，但是我們永遠不可能知道任何它從正側面看會看到什麼形狀 – 因為正面和側面是正交的兩個方向。
也就是說，「世界1」和「世界2」基本上就是兩個相互隔絕的「世界」，在世界1中，觀察者認為貓死了，但是他無論如何都不會知道，在世界2中貓還活著！同理，「世界1」不可能知道任何關於「世界2」的信息，對「世界1」的狀態而言，基本上等效於「世界2」壓根兒就不存在。這也解釋了，為何我們平常根本就看不到宏觀物體各種狀態之間的干涉現象，原因很簡單：在我們這個宇宙所對應的巨大的希爾伯特空間中，宏觀物體所有的狀態都是正交的。而一個系統由於不可避免地與外界發生糾纏，它的維度就不可避免地與這個巨大的希爾伯特空間的維度混合起來，變成其中不可分割的一部分，因而，系統的各個狀態之間就等效於完全分離，根本就沒有任何重疊性，也就不能發生干涉了。這就是退相干理論中「干涉消失問題」的解釋。
而對於微觀系統，由於它的自由度很低（希爾伯特空間的維度很低），我們就比較容易使它與環境儘可能不發生糾纏，它們就基本上是一個獨立的系統。我們可以討論它的獨立狀態，因而我們也就比較容易描述和操作它的整體波函數，而不僅僅是波函數的一個分支。而這些各個分支也不像宏觀系統那樣，等效於完全分離。我們完全可以把兩個分支重疊起來，觀察它們的干涉 – 用多世界的語言，就是我們可以把不同世界中的關於這個微觀系統的一小部分維度重疊起來，兩個世界於是就發生了干涉。
這，就是科普語言中常說的，「平行」世界的含義。
現在，關於多世界理論的絕大多數框架已經建立起來了。我們完全不需要觀察者的特殊地位，不需要觀察過程中的「坍縮」假設。僅僅是從薛定諤方程的線性幺正演化出發，來建立我們的世界觀。由於無處不在的量子糾纏，任何一個系統，包括觀察者，都已經不能被看做是孤立系統了。與經典的准孤立系統不同的是，經典系統中環境對系統的擾動可以被看做可忽略的、即使不可忽略，也可以通過邊界條件的變化來考慮。而量子系統中，那麼是環境對系統極低能量的擾動，也會造成它們之間的糾纏，從而使得環境和系統再也無法分割。於是，系統的狀態必須與整個宇宙一起才能進行描述：狀態是相對的。觀察者觀察一個系統，也會導致與系統之間形成糾纏，也就變成了這些相對態的一部分。我們只有說明相對於觀察者的某個狀態，才能談論宇宙的狀態。自始至終，整個宇宙 – 包括觀察者 – 都是被一個宏觀的宇宙波函數（universal wavefunction）描述。從這點而言，宇宙從未分裂。但是，由於觀察者與宇宙的糾纏，觀察者只能對自己的每一個疊加狀態才能確定宇宙的相對應的狀態 – 這就是宇宙的「分裂」。所有這些狀態都存在，疊加成為這個巨大的universal wavefunciton。由於基本上，所有的這些相對態之間都是兩兩正交的，它們彼此毫無重疊，所以，一個「世界」完全無法與其他「世界」有任何相關性，那麼，一個「世界」中的「我」就完全無法知道其他「世界」中的「我」到底在想什麼。只有這個「世界」才對其中的「我」有意義。
表面上看，多世界理論水到渠成，順理成章，在這裡，理論的簡潔性重新得到尊嚴 – 它不再需要坍縮和觀察者的特殊地位等； 「現實」重新得到了尊嚴 – 「現實」就是那個universal wavefunction；決定論重新得到了尊嚴 – 除了決定論的幺正演化，再無其它動力學規則 。並且它可以很合理地解釋「坍縮」、以及一切「正統」量子力學的預言。但是，對哥本哈根學派深惡痛絕的貝爾，對它卻同樣嗤之以鼻。它有兩個困難的問題需要回答：
1、既然宇宙是一個巨大的波函數，那麼，根據波函數的性質，它的疊加是可以任意的。也就是說，它可以看做一組「基態」的疊加，也可以看做另一組「基態」的疊加。比如說，薛定諤貓的狀態，有無數種組合，一個活著的貓，可以看做是一個確定的狀態，也可以看做是其他多種疊加形式的組合：
這種狀態組合方式可以無休無止地寫下去。就好比我們觀察一條金魚，我們可以選擇從頭部、側面、上面來觀察，也可以選擇從側前方、側上方、側後方來觀察。沒有任何限制，使得我們只能從某一組坐標系來描述金魚。那麼，同理，宇宙可以「分裂為」死貓和活貓的兩個世界，為何就不能換一個角度，分裂成 （死+i活）貓和 （死-i活）貓兩個世界呢？在量子理論中，這兩種「分裂」方式同樣有效，也同樣「真實」。為何我們總是只能看到死貓或者活貓，而看不到（死+i活）貓呢？如果多世界理論想要繼續宣稱其簡潔性，它必須要從薛定諤方程出發對此作出解釋。當然，它也可以在薛定諤方程之外，額外假定只存在死貓和活貓的「分裂」方式，那麼，這個假設本身就是個大問題：多世界理論的最大優勢 – 簡潔性就喪失了。
這個，就叫做「偏好基問題」（preferred basis problem）。
2、既然每一種可能發生的事情都發生了 – 發生在不同的「世界」，那麼，「概率」又有何意義？我們有如何來談論可能性的問題？
這個，就叫做「輸出值問題」（outcome problem）。
多世界理論在早期之所以本大眾遺忘20多年，我想，這兩個問題是最大的原因。這的確是兩個非常尖銳痛的問題，但是，隨著後來退相干理論的發展，它漸漸變得柔軟下來了。下面的章節我們繼續討論。
[1] 這句話的主人，說實話，很慚愧我並不知道他（或她）是誰，也不知道他（她）是否一個科學界的名人。我只是在一個網路博客（https://www.scottaaronson.com/blog/?p=1103）中看到這句話，感覺到它不但和本章的話題很應景兒，並且，它真的很酷。於是我就把它放在這裡作為本章的題跋。
[2] 關於霍金對多世界的態度，很多人認為他是多世界的粉絲，這一點我沒有發現直接證據，但是至少，他認為多世界是一個非常可能的正確理論。（Byrne，2008）
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