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我们的宇宙也是如此。“真实的，完全的”宇宙态矢量存在于一个非常高维的希尔伯特空
间中，但这个高维的空间却由许许多多低维的“世界”所构成（正如我们的三维空间可以
看成由许多二维平面构成一样），每个“世界”都只能感受到那个“真实”的矢量在其中
的投影。因此在每个“世界”看来，宇宙都是不同的。但实际上，宇宙波函数是按照薛定
谔方程演化的叠加态。
但还剩下一个问题：如果说每一种量子态代表一个“世界”，为什么我们感觉不到别的“
世界”呢？而相当稀奇的是，未经观测的电子却似乎有特异功能，可以感觉来自“别的世
界”的信息。比如不受观察的电子必定同时感受到了“左缝世界”和“右缝世界”的信息
，不然如何产生干涉呢？这其实还是老问题：为什么我们一“观察”，量子层次上的叠加
态就土崩瓦解，绝不会带到宏观世界中来？
非常妙的解释是：这牵涉到我们所描述“世界”的维数，或者说自由度的数量。在上面的
例子中，我们举了A和B分别生活在x轴和y轴上的例子。因为x轴和y轴互相垂直，所以A世
界在B世界上根本没有投影，也就是说，B完全无法感觉到A所生活的那个世界究竟是怎样
的。但是，这是一个非常极端的例子，事实上如果我们在二维平面上随便取两条直线作为
“两个世界”，则它们很有可能并不互相垂直。态矢量在这两个世界上的投影在很大程度
上仍然是彼此“相干”（coherent）的，B仍然能够在很大程度上感受到A世界的观测结果
，反之亦然（参见附图）。
但是，假如不是2维，而是在很多维的空间中，我们随便画两条直线，其互相垂直的程度
就很可能要比2维中的来得大。因为它比2维有着多得多的维数，亦即自由度，直线可以寻
求在多个方向上的发展而互不干扰。如果有一个非常高维的空间，比如说1000亿维空间，
那么我们随便画两条直线或者平面，它们就几乎必定是基本垂直了。如果各位不相信，不
妨自己动手证明一下。
在双缝实验中，假如我们不考虑测量仪器或者我们自己的态矢量，不考虑任何环境的影响
，单单考虑电子本身的态矢量的话，那么所涉及的变量是相对较少的，也就是说，单纯描
述电子行为的“世界”是一个较低维的空间。我们在前面已经讨论过了，在双缝实验中，
必定存在着两个“世界”：左世界和右世界。宇宙态矢量分别在这两个世界上投影为｜通
过左缝》 和｜通过右缝》两个量子态。但因为这两个世界维数较低，所以它们互相并不是完
全垂直的，每个世界都还能清晰地“感觉”到另外一个世界的投影。这两个世界仍然彼此
“相干”着！因此电子能够同时感觉到双缝而自我干涉。
请各位密切注意，“左世界”和“右世界”只是单纯地描述了电子的行为，并不包括任何
别的东西在内！当我们通过仪器而观测到电子究竟是通过了左还是右之后，对于这一事件
的描述就不再是“左世界”等可以胜任的了。事实上，为了描述“我们发现了电子在左”
这个态，我们必须动用一个更大的“世界”，叫做“我们感知到电子在左”世界，或者简
称“知左”世界。这个世界包括了电子、仪器和我们本身在内，对它的描述就要用到比单
个电子多得多的变量（光我们本身就有n个粒子组成）。“知左”世界的维度，要比“左
”世界高出不知凡几，现在“知左”和“知右”世界，就很难不互相垂直了，这个戏剧性
的变化在于拥有巨大变量数目的环境的引入：当电子层次上的量子态叠加被仪器或者任何
宏观事物放大，我们所用于描述该态的“世界”的维数也就迅速增加，这直接导致了原本
相干的两个投影变成基本垂直而互不干涉。这个过程叫做“离析”或者“退相干”（deco
herence），量子叠加态在宏观层面上的瓦解，正是退相干的直接后果。
用前面所引的符号来表示可能会直观一些，在我们尚未进行观测时，唯一的不确定是电子
本身，只有它是两个态的叠加。此时宇宙的态可以表示为：
（a｜通过左缝》 ＋ b｜通过右缝》）×｜未进行观测的我们》×｜宇宙的其他部分》
×号表示“并且”（AND），这里无非是说，宇宙的态由电子态，我们的态和其他部分的
态共同构成。在我们尚未进行观测时，只有电子态处在叠加中，而正如我们讨论过的，仅
涉及电子时，这两个态仍然可能在另一个世界里造成投影而互相感觉。可是，一旦我们进
行了观测，宇宙态就变成：
（a｜通过左缝》｜观测到左的我们》 ＋ b｜通过右缝》｜观测到右的我们》）×｜宇宙的其他部分
》
现在叠加的是两个更大的系统态：“｜通过左缝》｜观测到左的我们》”和“｜通过右缝》｜观
测到右的我们》”，它们可以简并成｜我们发现电子在左》和｜我们发现电子在右》，分别存
在于“知左”和“知右”世界。观测者的“分裂”，也就在这一刻因为退相干而发生了。
因为维数庞大，“知左”和“知右”世界几乎不互相干涉，因此在这个层次上，我们感觉
不到量子态的叠加。
但是，作为宇宙态矢量本身来说，它始终按照薛定谔方程演化。只有一个“宇宙”，但它
包含了多个“世界”。所谓的“坍缩”，只不过是投影在的某个世界里的“我们”因为身
在此山中而产生的幼稚想法罢了。最后要提醒大家的是，我们这里所说的空间、维度，都
是指构造的希尔伯特空间，而非真实时空。事实上，所有的“世界”都发生在同一个时空
中（而不是在另一些维度中），只不过因为互相正交而无法彼此交流。你一定会觉得很不
可思议，但量子论早就已经不止一次地带给我们无比的惊讶了，不是吗？
图片：
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第十章 不等式
一
在多世界奇境中的这趟旅行可能会让大家困惑不解，但就像爱丽丝在镜中读到的那首晦涩
的长诗Jabberwocky，它无疑应该给人留下深刻的印象。的确，想象我们自身随着时间的
流逝不停地分裂成多个世界里的投影，而这些分身以几何数目增长，以至无穷。这样一幅
奇妙的景象实在给这个我们生活其中的宇宙增添了几分哭笑不得的意味。也许有人会觉得
，这样一个模型，实在看不出有比“意识”更加可爱的地方，埃弗莱特，还有那些拥护多
世界的科学家们，究竟看中了它哪一点呢？
不过MWI的好处也是显而易见的，它最大的丰功伟绩就是把“观测者”这个碍手碍脚的东
西从物理中一脚踢开。现在整个宇宙只是严格地按照波函数演化，不必再低声下气地去求
助于“观测者”，或者“智能生物”的选择了。物理学家现在也不必再为那个奇迹般的“
坍缩”大伤脑筋，无奈地在漂亮的理论框架上贴上丑陋的补丁，用以解释R过程的机理。
我们可怜的薛定谔猫也终于摆脱了那又死又活的煎熬，而改为自得其乐地生活（一死一活
）在两个不同的世界中。
重要的是，大自然又可以自己做主了，它不必在“观测者”的阴影下战战兢兢地苟延残喘
，直到某个拥有“意识”的主人赏了一次“观测”才得以变成现实，不然就只好在概率波
叠加中埋没一生。在MWI里，宇宙本身重新成为唯一的主宰，任何观测者都是它的一部分
，随着它的演化被分裂、投影到各种世界中去。宇宙的分裂只取决于环境的引入和不可逆
的放大过程，这样一幅客观的景象还是符合大部分科学家的传统口味的，至少不会像哥本
哈根派那样让人抓狂，以致寝食难安。
MWI的一个副产品是，它重新回到了经典理论的决定论中去。因为就薛定谔方程本身来说
，它是决定性的，也就是说，给定了某个时刻t的状态，我们就可以从正反两个方向推演
，得出系统在任意时刻的状态。从这个意义上来说，时间的“流逝”不过是种错觉！另外
，既然不存在“坍缩”或者R过程，只有确定的U过程，“随机性”便不再因人而异地胡搅
蛮缠。从这个意义上说，上帝又不掷骰子了，他老人家站在一个高高在上的角度，鸟瞰整
个宇宙的波函数，则一切仍然尽在把握：宇宙整体上还是严格地按照确定的薛定谔方程演
化。电子也不必投掷骰子，做出随机的选择来穿过一条缝：它同时在两个世界中各穿过了
一条缝而已。只不过，对于我们这些凡夫俗子，芸芸众生来说，因为我们纠缠在红尘之中
，与生俱来的限制迷乱了我们的眼睛，让我们只看得见某一个世界的影子。而在这个投影
中，现实是随机的，跳跃的，让人惊奇的。
（* 这里顺便澄清一下词语方面的问题，对于MWI，一般人们喜欢把多个分支称为“世界
”（World），把它们的总和称为“宇宙”（Universe），这样一来宇宙只有一个，它按
照薛定谔方程发展，而“世界”有许多，随着时间不停地分裂。但也有人喜欢把各个分支
都称为“宇宙”，把它们的总和称为“多宙”（Multiverse），比如著名的多宇宙派物理
学家David Deutsch。这只是一个叫法的问题，多世界还是多宇宙，它们指的是一个意思
。）
然而，虽然MWI也算可以自圆其说，但无论如何，现实中存在着许多个宇宙，这在一般人
听起来也实在太古怪了。哪怕是出于哲学上的雅致理由（特别是奥卡姆剃刀），人们也觉
得应当对MWI采取小心的态度：这种为了小小电子动辄把整个宇宙拉下水的做法不大值