根据量子力学，这个世界究竟是不是随机的？
是。但并非很多人想像中的那种“是”。

引起随机性的，并非科普中常讲的什么测量啦、坍缩啦、薛定谔猫啦、隧穿啦、量子纠缠啦这些。虽然这些的确都跟随机有关，但在现在的诠释体系里面不触及随机性的本质图像。

本质是一个叫做“简并性”的东西。

在人类的自然哲学体系中，不存在两条完全相同的河流、两片完全相同的树叶。用物理的语言，这个叫做能级互斥（levelrepulsion）。用随机矩阵理论，很容易证明，一个满足各态历经的系统，它的任意两个状态，能量相同的概率为0，也就是满足所谓的Dyson-Wigner分布。而各态历经，是经典统计物理最基本的假定。

这个我们现在称为量子热化的假定对于绝大多数自然系统都是成立的。如果再结合自然系统一定选择最小自由能的话，这就意味着我们所处的客观世界不是随机的，它一定朝着自由能最小、或熵最大的方向演化，最终陷入死寂。

注意到了吗？这里用的是“绝大多数（overwhelming）”，而不是全部。正是那少数的例外，让宇宙得以循环，也让随机性的出现成为可能。

什么是简并性？它是指一个系统存在某好量子数相同的多个状态。

简并性是纯粹的量子力学语言。在不引发歧义的情况下，我们甚至可以将能保持简并性的系统称为量子系统，不能保持的则称为经典系统。

什么能让简并性保持呢？包括但不限于，对称性、拓扑结构、多体相互作用等。

对称性是导致简并的最直观因素。当一个系统在两种互不对易的对称操作下均保持不变，就会出现简并性，最典型的莫过于超导中的粒子数奇偶对称和电子空穴对称，toriccode中的z配对和x配对等。

特殊的拓扑结构也会导致简并。典型的是苯环的单双单双单双，和双单双单双单。不同的拓扑数，或者亏格数，是定义简并度的重要指标。

多体相互作用是凝聚态的语言，目前认为它所导致的局域性是相当本原的，能包含上述的许多情况。

自然系统总是会自发选择某些好量子数，这是构造原理，或者叫洪特定则的基本原理。比如一个共价键分子，会选能量最低、电荷中性、总自旋为0的状态作为其自然状态。在光激发时，它还会有宇称的要求，等等。

如果，它在选定了某个好量子数的时候，发现这个好量子数上有两个简并态，怎么办？按照目前的基本诠释，它会选择自发对称性破缺，并随机去到其中一个状态，或它们之间某个确定的量子叠加态。比如自旋，自旋朝上朝下简并时，它就会处在某个上下的叠加态上，并一直保持不变。这就是随机性的来源。

当有环境存在时，许多近简并的状态也会涉及对称性破缺问题，这是自然物质世界多样性的来源。比如水到冰的相变，是一个结构引起的自发对称性破缺过程。水分子虽然只有三个原子，但已经复杂到让冰有众多的近简并结构，冰到底有多少种结构成了重大科学难题。

更复杂的多元物质，结构就更随机了。至于生物分子，你可以想像有多复杂。这才是我们生活的世界丰富多彩的原因所在。