การตีความกลศาสตร์ควอนตัมบางส่วนกำหนดบทบาทสำคัญของผู้สังเกตปรากฏการณ์ควอนตัม^{[ 1 ]}ผู้สังเกตกลศาสตร์ควอนตัมมีความเกี่ยวข้องกับประเด็นของผลกระทบจากผู้สังเกต ซึ่งการวัดจำเป็นต้องมีปฏิสัมพันธ์กับวัตถุทางกายภาพที่กำลังวัด ส่งผลต่อคุณสมบัติของวัตถุผ่านปฏิสัมพันธ์ ^นั้นคำว่า "สิ่งที่สังเกตได้" ได้รับความหมายทางเทคนิค โดยหมายถึงตัวดำเนินการสมมาตรในตัวเองที่แสดงถึงผลลัพธ์ที่เป็นไปได้ของตัวแปรสุ่ม [ ^{2 ] : 55}

พื้นฐานทางทฤษฎีของแนวคิดเรื่องการวัดในกลศาสตร์ควอนตัมเป็นประเด็นถกเถียงที่เชื่อมโยงอย่างลึกซึ้งกับการตีความกลศาสตร์ควอนตัม หลายแง่ มุม จุดสนใจหลักอยู่ที่การยุบตัวของฟังก์ชันคลื่นซึ่งการตีความที่เป็นที่นิยมหลายประการยืนยันว่าการวัดทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่ไม่ต่อเนื่องไปสู่สถานะเฉพาะของตัวดำเนินการที่เกี่ยวข้องกับปริมาณที่ถูกวัด ซึ่งเป็นการเปลี่ยนแปลงที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ตามเวลา

กล่าวให้ชัดเจนยิ่งขึ้น หลักการ ซ้อนทับ ( ψ = Σ _n a _n ψ _n )ของฟิสิกส์ควอนตัมระบุว่า สำหรับฟังก์ชันคลื่นψการวัดจะส่งผลให้สถานะของระบบควอนตัมมีค่าหนึ่งในmค่าไอเกนที่เป็นไปได้f _n , n = 1, 2, ..., mของตัวดำเนินการ∧เอฟซึ่งอยู่ในพื้นที่ของฟังก์ชันเฉพาะψ _n , n = 1, 2, ... , m

เมื่อวัดระบบเสร็จแล้ว ก็จะทราบสถานะปัจจุบันของระบบ และสิ่งนี้จะป้องกันไม่ให้ระบบอยู่ในสถานะอื่น ๆ — เห็นได้ชัดว่าระบบได้แยกตัวออกจากสถานะเหล่านั้นแล้วโดยไม่มีโอกาสที่จะเกิดการรบกวนควอนตัมที่รุนแรงในอนาคต^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}ซึ่งหมายความว่าประเภทของการวัดที่ดำเนินการกับระบบจะมีผลต่อสถานะสุดท้ายของระบบ

สถานการณ์ที่ได้รับการศึกษาเชิงทดลองที่เกี่ยวข้องกับเรื่องนี้คือปรากฏการณ์ควอนตัมซีโนซึ่งสถานะควอนตัมจะสลายตัวหากปล่อยทิ้งไว้โดยลำพัง แต่จะไม่สลายตัวเนื่องจากการสังเกตอย่างต่อเนื่อง พลวัตของระบบควอนตัมภายใต้การสังเกตอย่างต่อเนื่องนั้นอธิบายได้ด้วย สมการหลักเชิง สุ่ม ควอนตัม ที่เรียกว่าสมการเบลาฟกิน [ ^{6 ] [ 7 ] [ 8 ] การ}ศึกษาเพิ่มเติมแสดงให้เห็นว่าแม้แต่การสังเกตผลลัพธ์หลังจากที่โฟตอนถูกสร้างขึ้นก็ทำให้ฟังก์ชันคลื่นยุบตัวลงและโหลดประวัติย้อนหลังดังที่แสดงโดย ตัวลบควอนตั มแบบเลือกที่ล่าช้า^{[ 9 ]}

เมื่อพูดถึงฟังก์ชันคลื่นψซึ่งอธิบายสถานะของระบบในกลศาสตร์ควอนตัม เราควรระมัดระวังความเข้าใจผิดทั่วไปที่ว่า ฟังก์ชันคลื่นψนั้นเหมือนกับวัตถุทางกายภาพที่มันอธิบาย แนวคิดที่ผิดพลาดนี้จึงต้องอาศัยกลไกภายนอก เช่น เครื่องมือวัด ที่อยู่นอกเหนือหลักการที่ควบคุมวิวัฒนาการของฟังก์ชันคลื่นψตามเวลา เพื่ออธิบายสิ่งที่เรียกว่า " การยุบตัวของฟังก์ชันคลื่น " หลังจากการวัด แต่ฟังก์ชันคลื่นψไม่ใช่วัตถุทางกายภาพเช่น อะตอม ซึ่งมีมวล ประจุ และสปินที่สังเกตได้ รวมถึงระดับความเป็นอิสระภายใน แต่ψเป็นฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์เชิงนามธรรมที่บรรจุ ข้อมูล ทางสถิติ ทั้งหมด ที่ผู้สังเกตสามารถได้รับจากการวัดระบบที่กำหนด ในกรณีนี้ จึงไม่มีความลับใดๆ ที่รูปแบบทางคณิตศาสตร์ของฟังก์ชันคลื่นψจะต้องเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลันหลังจากการวัด

ผลที่ตามมาอย่างหนึ่งจากทฤษฎีบทของเบลล์คือ การวัด อนุภาค ที่พันกันตัว ใดตัวหนึ่งจากสองตัว อาจดูเหมือนมีผลกระทบแบบไม่เฉพาะที่ต่ออนุภาคอีกตัวหนึ่ง ปัญหาเพิ่มเติมที่เกี่ยวข้องกับการเสื่อมสภาพของควอนตัมเกิดขึ้นเมื่อจำลองผู้สังเกตการณ์เป็นระบบควอนตัม

การตีความโคเปนเฮเกน ซึ่งเป็นการ ตีความกลศาสตร์ควอนตัมที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางที่สุดในหมู่นักฟิสิกส์^{[ 1 ] [ 10 ] : 248} ระบุว่า "ผู้สังเกต" หรือ "การวัด" เป็นเพียงกระบวนการทางกายภาพ เวอร์เนอร์ ไฮเซนเบิร์กหนึ่งในผู้ก่อตั้งการตีความโคเปนเฮเกนเขียนไว้ว่า:

แน่นอนว่าการแนะนำผู้สังเกตการณ์ไม่ควรถูกเข้าใจผิดว่าหมายถึงการนำคุณลักษณะเชิงอัตวิสัยบางอย่างมาใช้ในการอธิบายธรรมชาติ ผู้สังเกตการณ์มีหน้าที่เพียงแค่บันทึกการตัดสินใจ กล่าวคือ กระบวนการในอวกาศและเวลา และไม่สำคัญว่าผู้สังเกตการณ์จะเป็นอุปกรณ์หรือมนุษย์ แต่การบันทึก กล่าวคือ การเปลี่ยนจาก "ความเป็นไปได้" ไปสู่ ​​"ความเป็นจริง" นั้นจำเป็นอย่างยิ่งในที่นี้และไม่สามารถละเว้นได้จากการตีความทฤษฎีควอนตัม^{[ 11 ]}

นีลส์ โบห์รผู้ร่วมก่อตั้งการตีความโคเปนเฮเกนอีกคนหนึ่ง เขียนไว้ว่า:

ข้อมูลที่ชัดเจนทั้งหมดเกี่ยวกับวัตถุอะตอมได้มาจากร่องรอยถาวร เช่น จุดบนแผ่นฟิล์มถ่ายภาพ ซึ่งเกิดจากผลกระทบของอิเล็กตรอนที่ตกค้างอยู่บนวัตถุที่กำหนดเงื่อนไขการทดลอง แทนที่จะเกี่ยวข้องกับความซับซ้อนพิเศษใดๆ ผลกระทบจากการขยายที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ซึ่งเป็นพื้นฐานของการบันทึกการปรากฏของวัตถุอะตอม กลับทำให้เรานึกถึงความไม่สามารถย้อนกลับได้ที่สำคัญซึ่งมีอยู่ในแนวคิดของการสังเกต การอธิบายปรากฏการณ์อะตอมในแง่เหล่านี้มีลักษณะที่เป็นกลางอย่างสมบูรณ์ ในแง่ที่ว่าไม่มีการอ้างอิงถึงผู้สังเกตการณ์รายใดรายหนึ่งอย่างชัดเจน และด้วยเหตุนี้ เมื่อพิจารณาถึงความจำเป็นเชิงสัมพัทธภาพอย่างเหมาะสม จึงไม่มีความคลุมเครือในการสื่อสารข้อมูล^{[ 12 ]}

ในทำนองเดียวกันแอชเชอร์ เปเรสกล่าวว่า "ผู้สังเกตการณ์" ในฟิสิกส์ควอนตัมคือ

คล้ายกับ "ผู้สังเกตการณ์" ทั่วไปที่ส่งและรับสัญญาณแสงในทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษเห็นได้ชัดว่าคำศัพท์นี้ไม่ได้หมายความถึงการมีอยู่จริงของมนุษย์ นักฟิสิกส์สมมติเหล่านี้อาจเป็นหุ่นยนต์ไร้ชีวิตที่สามารถทำงานที่จำเป็นทั้งหมดได้ หากได้รับการตั้งโปรแกรมอย่างเหมาะสม^{[ 13 ] : 12}

นักวิจารณ์บทบาทพิเศษของผู้สังเกตการณ์ยังชี้ให้เห็นว่าผู้สังเกตการณ์เองก็สามารถถูกสังเกตได้ ซึ่งนำไปสู่ความขัดแย้ง เช่น ความขัดแย้งของเพื่อนของวิกเนอร์และยังไม่ชัดเจนว่าจำเป็นต้องมีสติสัมปชัญญะมากน้อยเพียงใด ดังที่จอห์น เบลล์ตั้งคำถามว่า "ฟังก์ชันคลื่นรอที่จะกระโดดเป็นเวลาหลายพันล้านปีจนกระทั่งสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวปรากฏขึ้นหรือไม่? หรือต้องรออีกสักหน่อยสำหรับผู้วัดที่มีคุณสมบัติสูง—ผู้มีปริญญาเอก?" ^{[ 14 ]}

แนวคิด ที่ดูเหมือนจะเป็นอัตวิสัยหรือมนุษย์เป็นศูนย์กลางเช่น "ผู้สังเกตการณ์" ที่โดดเด่นในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนาทฤษฎีนี้ เป็นแหล่งที่มาของความไม่สบายใจและข้อพิพาททางปรัชญา อย่างต่อเนื่อง ^{[ 15 ]}มุมมองทางศาสนาหรือปรัชญายุคใหม่จำนวนหนึ่งให้บทบาทพิเศษแก่ผู้สังเกตการณ์ หรือกำหนดข้อจำกัดว่าใครหรืออะไรสามารถเป็นผู้สังเกตการณ์ได้ ตัวอย่างเช่น ฟริตจอฟ คาปราประกาศว่า "คุณลักษณะที่สำคัญของฟิสิกส์อะตอมคือ ผู้สังเกตการณ์ที่เป็นมนุษย์ไม่เพียงแต่จำเป็นต่อการสังเกตคุณสมบัติของวัตถุเท่านั้น แต่ยังจำเป็นต่อการกำหนดคุณสมบัติเหล่านี้ด้วย" ^{[ 16 ]}ไม่มีงานวิจัยที่น่าเชื่อถือที่ได้รับการตรวจสอบโดยผู้เชี่ยวชาญที่สนับสนุนข้อกล่าวอ้างดังกล่าว

หลักการความไม่แน่นอนมักถูกเข้าใจผิดว่าเป็นปรากฏการณ์ของผู้สังเกตการณ์ เห็นได้ชัดว่าแม้แต่ผู้คิดค้นอย่างเวอร์เนอร์ ไฮเซนเบิร์กเอง ก็ยังเข้าใจผิดเช่นกัน ^{[ 17 ]}ในรูปแบบมาตรฐาน หลักการความไม่แน่นอนอธิบายถึงขีดจำกัดสูงสุดของความแม่นยำที่สามารถวัดตำแหน่งและโมเมนตัมของอนุภาคพร้อมกันได้ ซึ่งส่งผลให้เมื่อดำเนินการที่ขีดจำกัดนี้ การเพิ่มความแม่นยำในการวัดปริมาณใดปริมาณหนึ่งจะต้องลดความแม่นยำในการวัดอีกปริมาณหนึ่งลง^{[ 18 ]}

หลักการความไม่แน่นอนอีกเวอร์ชันหนึ่ง^{[ 19 ]}ซึ่งสอดคล้องกับแนวคิดของผลกระทบจากผู้สังเกตการณ์^{[ 20 ]}อธิบายถึงการรบกวนที่ผู้สังเกตการณ์มีต่อระบบและข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นได้อย่างครบถ้วน แม้ว่านี่จะไม่ใช่การใช้คำว่า "หลักการความไม่แน่นอน" ในทางปฏิบัติโดยทั่วไปก็ตาม

• ปรากฏการณ์ผู้สังเกต (ฟิสิกส์)
• รากฐานควอนตัม