Você só pode estar em um espaço por vez. Há muitas variáveis a serem consideradas quando for dada a possibilidade de vários espaços simultaneamente, como tamanho do monitor, orientação de telas e espaços e qual número realmente será exibido na barra de menus do espaço atual (se você usar esse recurso).
O que você pode fazer é atribuir dois espaços de aplicativos a um espaço e apenas organizá-los nos dois monitores. Na versão 10.6 e anterior, eu fazia isso com um layout de espaço de quatro linhas por uma coluna, usando dois monitores lado a lado. Mover para cima e para baixo pelo espaço alterava o conteúdo dos dois monitores simultaneamente, o que era muito útil.
O Lion é um pouco limitado em termos de flexibilidade entre vários monitores e espaços, e prevejo que isso será mais otimizado com atualizações futuras, mas na verdade é um pouco mais como ter um espaço diferente para cada monitor neste momento. Ao ativar o Controle da Missão, você verá diferentes espaços na parte superior de cada tela.
Infelizmente, acho que você não encontrará a flexibilidade que procura ao alterar o número de monitores. Se você configurar dois e atribuir aplicativos diferentes a telas diferentes em um espaço, eles provavelmente entrarão em uma tela quando você desconectar o monitor.