نظریه ارک-ار
مشاهده در فیزیک کوانتوم

شایعترین تفسیر استاندارد از مکانیک کوانتوم تفسیر کپنهاگی است که توسط بوهر و هایزنبرگ ارائه شده‌است. از دیدگاه کوانتوم کپنهاگی تابع موج فقط احتمال حضور ذره کوانتومی در فضا – زمان را نشان می‌دهد. از این رو این امواج احتمالاتی در طول زمان با توجه به معادلات ارائه شده پخش می‌شوند، لیکن وقتی مشاهده‌ای رخ می‌دهد این امواج در یک نقطه خاص متمرکز می‌شود و هویت ذره‌ای موج کوانتومی پدیدار می‌گردد، که معنی این ادعا این است که مشاهده، یک ذره را در یک جایگاه واقعی قرار می‌دهد، چرا که در آن لحظه، ذره به وسیلهٔ موج احتمال منتشر قابل تبیین نیست. از اینرو در مکانیک کوانتومی، مشاهده نقش منحصربه فردی بازی می‌کند (برخلاف مکانیک نیوتنی که مشاهده یک اتفاق در دینامیک پدیده‌ها است و فیزیک به کار خود ادامه خواهد داد چه اندازه‌گیری شود و چه نشود؟). اما در این زمینه سؤال مهمی مطرح می‌شود که: یک اندازه‌گیری شامل چه چیزهایی است؟ آیا حتماً این عمل به صورت آگاهانه صورت می‌گیرد (یعنی باید یک مشاهده گر هوشمند حضور داشته باشد)؟ چرا که اگر سیستم اندازه‌گیری، یک سیستم فیزیکی دیگر باشد، باز پدیده قابل توصیف به وسیلهٔ یک تابع موج خواهد بود؛ بنابراین دلیلی برای تقلیل تابع موج وجود ندارد.
از دیدگاه کپنهاگی، مکانیک کوانتوم تنها برای پیش‌بینی احتمال حالات مختلف قبل از مشاهدات خاص، کاربرد دارد. آنچه که یک مشاهده را تشکیل می‌دهد، مستقیماً توسط تئوری مشخص نمی‌شود، بلکه رفتار سیستم بعد از مشاهده کاملاً متفاوت از رفتار معمولی آن می‌باشد. طی مشاهده، تابع موج که سیستم را توصیف می‌کند به یکی از چندین حالت مختلف تقلیل می‌یابد. از این رو اگر مشاهده‌ای صورت نگیرد این تقلیل رخ نخواهد داد.
بر خلاف مکانیک کلاسیکی، در مکانیک کوانتوم هیج راهی برای تعیین حالات واقعی جهان وجود ندارد. تابع موج که سیستم را توصیف می‌کند به صورت برهمنهی‌های بزرگتری از حالات ممکن متفاوت منتشر می‌شود. گربه شرودینگر بیانی خاص از این موضوع است. بعد از تعامل با سیستم کوانتومی، تابع موج گربه، آن را به صورت برهمنهی از حالات مرده وزنده توصیف می‌کند. به وسیلهٔ مکانیک کوانتوم قابل پیش‌بینی خواهد بود که یک مشاهده گر که در حال مشاهده برهمنهی کوانتومی است، برهمنهی را توصیف خواهد کرد که در آن مشاهده گران متفاوت، چیزهای متفاوت خواهند دید. دقیقاً مثل گربه شرودینگر، مشاهده گر تابع موجی خواهد داشت که همه حالات ممکن را توصیف می‌کند، با وجود این در یک تجربه واقعی، یک مشاهده گر هرگز یک برهمنهی را احساس نمی‌کند. بلکه اغلب چنین احساس می‌کند که یکی از حالات ممکن با قطعیت رخ داده‌است. این تعارض واضح بین توصیف یک تابع موج و تجارب کلاسیکی، مسئله مشاهده (The Problem of Observation) نامیده می‌شود. طرفداران نظریه کوانتوم از این مسئله آگاه بودند و هریک موضع خاصی در مورد آن اتخاذ کرده‌اند.
هایزنبرگ و پائولی معتقد بودند که مشاهده گر باعث تقلیل تابع موج می‌شود. این ادعا هرگز کاملاً به وسیلهٔ بوهر پذیرفته نشد بلکه او این موضوع را تا حدودی مسئله‌ای معرفت شناختی و مربوط به اشکالات بازی زبانی که برای توصیف پدیده‌های کوانتومی بکار می‌بریم می‌دانست چرا که توصیف پدیده‌های کوانتومی به وسیلهٔ مفاهیم کلاسیکی از علل این تناقض و ناسازگاری‌ها است. البته در عین حال او تابع موج را توصیف کاملی از پدیده کوانتومی می‌دانست و با نگرشی کل گرایانه معتقد بود که پدیده کوانتومی مستقل، قابل توصیف نیست بلکه پدیده کوانتومی شامل مشاهده گر، دستگاه اندازه‌گیری و آن پدیده خاص می‌باشد.
آلبرت اینشتین با اینکه خود از اولین کسانی بود که ایده کوانتوم را مطرح کرده‌است، هیچوقت نتوانست فیزیک کوانتوم را به عنوان یک تئوری کامل بپذیرد، بلکه آن را تنها یک تبیین می‌دانست، او بدنبال واقعیاتی موجبیتی و مستقل از مشاهده گر می‌گشت و نتایج تئوری کوانتومی را نمی‌توانست تحمل کند چرا که دائماً می‌گفت: «نمی‌توانم باور کنم خدا تاس بازی می‌کند.»
آلبرت انیشتین، دوبروی و دیوید بوهم بر آن بودند که مکانیک کوانتوم ناقص است و تابع موج فقط یک توصیف آماری از یک ساختار عمقی تر موجبیتی می‌باشد و در حقیقت تابع موج فقط یک ابزار آماری برای مشاهده‌گری است که از متغیرهای پنهان ذات عالم ناآگاه هستند. جان بل در سال ۱۹۶۴ متغیرهای پنهان موضعی (Local Hidden Variable) را با استفاده از نامساوی خود رد کرد؛ ولی همچنان امکان وجود متغیرهای پنهان غیر موضعی وجود دارد.
دیوید بوهم تئوری خود را بر این اساس مطرح می‌کند و با فرمولاسیون نسبتاً پیچیده و مطرح کردن موج راهنما بر اساس متغیرهای پنهان غیر موضعی، تمام نتایج مکانیک کوانتومی را بدست می‌آورد، لیکن بنا به دلایل مختلف هنوز از طرف فیزیکدان‌ها پذیرفته نشده‌است. امروزه در میان فیزیکدانها، تفسیر کپنهاگی هایزنبرگ غالب است. در این دیدگاه مشاهده گر هوشیار باعث تقلیل تابع موج می‌شود و این ایده که در ۱۹۲۰ مطرح شد اولین پیوند بین فیزیک کوانتوم و خودآگاهی بوده‌است. یوجین ویگنر می‌نویسد:
از وقتی که تئوری‌های فیزیکی آنقدر توسعه داده شده‌اند که شامل پدیده‌های میکروسکوپی شود، مفهوم خودآگاهی دوباره نقشی اساسی پیدا کرد، چرا که فرمول بندی قوانین مکانیک کوانتوم بصورت کاملاً سازگار بدون ارجاع به خودآگاهی ممکن نبود.