物理学中著名的“单电子双缝干涉”实验正是微观粒子运动不确定性和随机性的体现。在这个实验中,单电子通过双缝后竟然发生了干涉。在经典力学看来,电子在同一时刻只能通过一条缝,它不可能同时通过两条缝并发生干涉;而根据量子力学,电子的运动状态是以波函数形式存在,电子有可能在同一时刻既通过这条狭缝,又通过那条狭缝,并发生干涉。但是,当我们试图通过仪器测定电子究竟通过了哪条缝时,我们永远只会在其中的一处发现电子。两个仪器也不会同时侦测到电子,电子每次只能通过一条狭缝。这看起来好像是测量者的观测行为改变了电子的运动状态,这种反常的现象又作何解释呢?物理学家玻尔提出了著名的“哥本哈根解释”:当我们未观测时,电子在两条缝位置都有存在的概率;但是,一旦你测量了,比如说测得该电子在左缝位置,电子有了准确的位置,它在该点的概率为1,其他点的概率为0。也就是说,该电子的波函数在你测量的瞬间“塌缩”到了该点。
玻尔把观察者及其意识引入了量子力学,使其与微观粒子的运动状态发生关系。但观察者和“塌缩”的解释并不十分清晰和令人信服,也受到了很多科学家的质疑。例如,塌缩是如何发生的?是在一瞬间就发生,还是要等到光子进膜上激起电脉冲信号后才开始?
那么,有没有办法绕过这所谓的“塌缩”和“观测者”,从本应研究客观规律的物理学中剔除观察者的主观成分?
埃弗雷特由此提出了一个大胆的想法:如果波函数没有“塌缩”,则它必定保持线性增加。也就是说,上述实验中电子即使再观测后仍然处在左/右狭缝的叠加状态。埃弗雷特由此进一步提出:我们的世界也是叠加的!当电子穿过双缝后,处于叠加态的不仅仅是电子,还包括我们整个的世界。也就是说,当电子经过双缝后,出现了两个叠加在一起的世界,在其中的一个世界里电子穿过了左边的狭缝,而在另一个世界里,电子则通过了右边的狭缝。这样,波函数就无需“塌缩”,去随机选择左还是右,因为它表现为两个世界的叠加:生活在一个世界中的人们发现在他们那里电子通过了左边的狭缝,而在另一个世界中,人们观察到的电子则在右边。以“薛定谔的猫”来说,埃弗雷特指出两只猫都是真实的。有一只活猫,有一只死猫,但它们位于不同的世界中。问题并不在于盒子中的发射性原子是否衰变,而在于它既衰变又不衰变。当观测者向盒子里看时,整个世界分裂成它自己的两个版本。这两个版本在其余的各个方面是完全相同的。唯一的区别在于其中一个版本中,原子衰变了,猫死了;而在另一个版本中,原子没有衰变,猫还活着。前述所说的“原子衰变了,猫死了;原子没有衰变,猫还活着”这两个世界将完全相互独立平行地演变下去,就像两个平行的世界一样。量子过程造成了“两个世界”,这就是埃弗雷特前卫的“多世界解释”。