そしてアメリカの大学院生であったエベレットは、量子論が自然の原理であるとすれば、その原理はミクロの世界だけでなく、ミクロの物質で構成される宇宙全体にさえ適用されるはずだとして、宇宙の歴史に量子論を適用し、何もない真空から光子などの微粒子が生まれた宇宙と、微粒子が生まれなかった宇宙に枝分かれすると考え、可能性の数だけ枝分かれを繰り返した宇宙のうちの一つが私たちのいる現在の宇宙であるというパラレルワールド論を発表しました。

そしてこのパラレルワールド論を一般化させて、量子論が描く世界像を理解しようとする説が多世界解釈です。

それまでの量子論では、観測される前の電子の位置について様々な場所にいる状態が重なっていると考えましたが、多世界解釈では観測する前の電子はどこか一カ所だけにいると考え、その代わりに知らないうちに世界が複数に枝分かれしていると考えます。

つまり一個の電子がそれぞれの場所にいる状態が重なっているのではなく、電子がそれぞれの場所にいる世界が重なって同時進行し、また観測者自身もそれぞれの世界に枝分かれして存在しているというのです。

波の収縮という仮定を持ち込むコペンハーゲン解釈に比べると、多世界解釈は量子論の知識や論理を用いてミクロの世界を描こうとした場合に、一番理解しやすくイメージや直観も働きやすいものの、否定はできないが肯定する証拠もなく、多世界解釈をとる学者は少数派にとどまっているようです。

観測前の状態を重ね合わせと考える量子論では、箱のふたを開けて観測する前の猫は、箱の中で原子核崩壊が起きて死んだ状態と、原子核崩壊起きずに生きている状態が半分ずつ重ね合わせになっているということになります。

そして、箱を開けたとたんに原子核崩壊の有無が決まり、同時に猫の生死も決まることになります。

この思考実験でシュレディンガーは、生と死が重なっていたり、観測したとたんに生死が決まると考える量子論はおかしいと主張しました。

この実験で、量子論の物質の状態は観測されるまで確定しないと考えると、地球に残った箱を開けたという情報が１億光年の彼方の箱に瞬時に伝わり、向こうの箱の状態も確定させたということになり、アインシュタインは、ある影響が瞬時に時間ゼロで離れた場所に伝わるのはおかしいとして、量子論が主張する観測されていない物質のあいまいさを否定しました。

このパラドックスは多くの科学者によって議論されましたが、およそ半世紀後にフランスの物理学者アスペが、ベルの不等式というものを用いて、時間の進み方がさまざまに変化することを説く相対性理論では、離れた場所で起きた二つの出来事は絶対に同時に起きたと言えなくなるため、ＥＰＲパラドックスの矛盾は解消されるとしました。

また、ドイツの物理学者ハイゼンベルクは、ある物質に関する位置と運動を測定するとき、両者を同時に一つの値に確定することはできず、避けられない不確かさが残るという「不確定性原理」を発表しました。

つまりミクロの世界では、ある時刻においてどこにいて、どんな速度で動いているのかを正確に知ることが出来ないということが明らかになりました。

この不確定性原理による、物質は常にあいまいな位置や運動量を持つという考えは、ニュートン以来の最初の条件さえ決まれば以後の物質の状態や運動はすべて確定されるという、私たちがそれまで持っていた物質観や自然観を根底から覆すことになりました。

そして量子論は、物質や自然がただ一つの状態に決まらず非常にあいまいなものであり、そのあいまいさこそが自然の本質であることを示しました。

次に、一個の電子を発射してスクリーンに届いてから、次の電子を一個ずつ発射するという実験をすると、同様にスクリーンに干渉縞ができます。一個ずつしか電子を飛ばしていない状態で、二つの波が重なった時に現れる干渉が観測されたことから、電子が左右両方のスリットを通過した電子同士が干渉したと考えられ、一個の電子が左右両方のスリットを通ったと考えられました。

この一個の電子が本当に左右両方のスリットを同時に通ったのかを確かめるために、アメリカの物理学者であるファインマンが、スリットの裏側に観測器を設置し、観測器から光を出し、電子が通れば電子と光が衝突して光が散乱し電子の位置が分かるという思考実験を行いました。

この思考実験で、電子はどちらか一方のスリットしか通らないという結論になりましたが、それと同時にこの実験を行うと、観測器から出る光子が電子に衝突するために電子自体の運動が乱され、スクリーンには干渉縞が現れないという結論になりました。

つまり、電子がスリットのどこを通るか見ようとして光子を当てた瞬間に、電子の波が収縮してしまい、ミクロの世界において観測という行為が観測の対象物に影響を与えてしまうことを示しました。

観測された時の電子の位置は、偶然の要素で確率的に決定されるのだとし、私たちが観測をやめると電子の波は再び広がり始め、重ね合わせの状態となるが、再度電子を観測すると電子の波は収縮して、どこか一点で発見されるというのです。

この、私たちに見られる前の電子と見られた後の電子のようすを理解しようとする解釈を「コペンハーゲン解釈」と呼びます。

この実験でボルンは、一個の電子の波を複数に分割できないので、電子は必ず仕切り板で分けられた左右どちらかの空間だけで発見されるはずだと考えました。

そしてこの時に、割れているのは電子が左右どちらの空間で発見されるかの確率であるとしました。そして波動関数の絶対値を二乗したものは、電子がその場所で発見される確率に比例する「波動関数の確率解釈」という説を唱えました。

つまり、私たちが「ある場所」に電子を発見するかどうかは、その場所における波の振幅である波動関数の値によって左右されることになり、波動関数の絶対値が大きい場所ほどそこに電子を見つける可能性が高いということになります。

その後、オーストラリア物理学者であるシュレディンガーが、物質波の伝わり方を計算する方程式である「シュレディンガー方程式」を発表し、そのシュレディンガー方程式によって、物質がどんな形の波を持ち、その波が時間の経過とともにどのように伝わっていくのかを計算できるようになりました。

しかしシュレディンガー方程式で用いられる波動関数を、シュレディンガー自身が実在する波であるとしながらも、それが物理的に何を意味するのかを解明できずにいました。

しかし、19世紀の最後の年に物理学者のプランクが、黒い物体を熱した時に放射される光の分布線を正確に示す方程式であるプランクの公式を導き、光のエネルギーは数えられる小さな固まりで粒のようなものであることを発見しました。そして光のエネルギーが受け取ったり放出したりする際には、hvを一つの固まりとして受け渡しをすると考えるエネルギー量子仮説を提案しました。

光のエネルギーは不連続に変化するものの、その段差は10のマイナス20乗ほどの微々たるものなので、それまで科学者の間でも、光のエネルギーは連続的に変化するものだと信じられてきたのです。

その後、物理学者のアインシュタインが、光を粒の集まりだと考えることで、波長の短い電磁波を金属の表面に当てると電子が飛び出してくる、光電効果という現象のしくみを解き明かしました。

しかし、光が波でないと光源とスクリーンの間にスリットを二つあけた板を置いた時に、スクリーンに干渉縞が映し出される光の干渉現象を説明することができなく、こうして光は、粒としての性質と波としての性質をあわせ持つ存在であることがわかりました。

その一方で、物理学者のホイヘンスは、二つの細い光線をぶつけても、光がお互いを通り抜けるように進むのは光が波であるからだと考えました。光が粒であれば、衝突後に粒が進む向きが変わるはずだからです。

そして19世紀になって物理学者のヤングが、光源とスクリーンの間に細長いスリットを二つあけた板を置く実験で、スクリーンには明るい部分と暗い部分が交互に並ぶ干渉縞が映し出されるのを観測し、これは光が波のように放射状に進み、二つの光の波の山の部分と谷の部分同士が重なった部分は光が強くなり、山と谷が重なった部分では干渉によって波が打ち消されて暗くなっているのだと考え、光は波だという説が有力になりました。

その後19世紀半ばに物理学者であるマクスウェルが、電磁波が空間を伝わる速度を計算した結果、光の速度である秒速約30万キロメートルと全く等しいこと発見し、光は電磁波の一種である説明しました。

そして光（可視光）は、波長が約380ナノメートルから約770ナノメートルまでの電磁波で、光の色の違いは電磁波の波長の違いであることが明らかになっています。