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量子力学是描述微观世界的基础理论。在量子世界中，粒子可以同时处于多种状态的叠加，这被称为量子叠加态。著名的薛定谔猫思想实验展示了这一概念：在测量之前，猫同时处于生和死的叠加状态。波函数数学上描述了这种叠加，而测量行为会导致波函数坍缩，使系统进入确定状态。
量子测量问题是量子力学面临的核心困境。根据传统解释，量子系统在测量前处于多种状态的叠加，波函数描述了所有可能状态的概率幅。然而，一旦进行测量，波函数会瞬间坍缩到某个确定的状态。这个坍缩过程引发了深刻的问题：它何时发生？为什么发生？坍缩的边界在哪里？这些问题促使物理学家寻找新的解释。
1957年，年轻的物理学家休·埃弗雷特三世提出了革命性的多世界理论。这个理论的核心思想是：波函数从不坍缩，所有可能的测量结果都同时发生。当进行量子测量时，宇宙会分裂成多个平行的分支，每个分支对应一种可能的结果。观察者也随着宇宙一起分裂，每个分支中的观察者只能看到自己所在分支的结果。这样就完全避免了神秘的波函数坍缩过程。
宇宙分支的机制基于量子退相干理论。当量子系统与环境发生相互作用时，系统的量子相干性会逐渐丧失，这个过程叫做退相干。在测量过程中，量子纠缠会从被测系统扩散到测量设备，再扩散到环境中的无数粒子。这种不可逆的信息传播导致了宇宙的有效分支。每个分支都是一个完整的宇宙，包含相应的观察者和测量结果，分支之间无法相互通信或干涉。
多世界理论自提出以来一直备受争议。支持者认为它在数学上完全自洽，优雅地解决了测量问题，避免了神秘的波函数坍缩。然而批评者指出，这个理论无法通过实验验证，违反了奥卡姆剃刀原则，在哲学上也难以接受无穷多个平行宇宙的存在。尽管存在争议，多世界理论对现代科学产生了深远影响，推动了量子信息学的发展，启发了平行宇宙的概念，并影响了现代宇宙学研究。它代表了科学与哲学思考的重要交汇点。