Você só pode estar em um espaço por vez. Existem muitas variáveis a serem consideradas quando é dada a possibilidade de múltiplos espaços simultaneamente, como tamanho do monitor, orientação de telas e espaços, e qual número realmente exibir na barra de menus do espaço atual (se você usar esse recurso).
O que você pode fazer é atribuir dois espaços de aplicativos para um espaço e organizá-los nos dois monitores. Em 10.6 e antes, fiz isso com um layout de espaço de quatro linhas por coluna, usando dois monitores lado a lado. Movendo para cima e para baixo pelo espaço mudou o conteúdo em ambos os monitores simultaneamente, o que foi muito útil.
O Lion é um pouco limitado em termos de flexibilidade entre vários monitores e espaços, e eu acredito que isso será mais simplificado com atualizações futuras, mas na verdade é um pouco mais como ter um espaço diferente para cada monitor neste momento. Quando você ativa o Controle da Missão, você deve ver diferentes espaços no topo de cada tela.
Infelizmente, não acho que você encontrará a flexibilidade que está procurando ao alterar o número de monitores. Se você se configurar com dois e designar aplicativos diferentes para telas diferentes dentro de um espaço, eles provavelmente se recolherão em uma tela quando você desconectar o monitor.