Desde os anos trinta, essa abordagem foi rejeitada como sendo ‘positivista’ por alguns físicos influentes (essa questão estava em jogo em alguns dos famosos debates entre Einstein e Bohr). De acordo com os críticos da visão de Copenhague, resultados de medição refletem propriedades que devem existir independentemente do tipo de medição que se escolha realizar sobre um dado sistema. O fato de que a mecânica quântica não diz nada definitivo sobre essas propriedades putativas deve ser associado a uma falta de completude daquela teoria. Além disso, para alguns cientistas, o indeterminismo dos fenômenos quânticos pode ser tomado como implicando que existiria uma descrição mais profunda e determinística da realidade. Eles sugeriram que a teoria quântica poderia ser derivada de uma teoria mais fundamental, da mesma forma que a termodinâmica havia sido derivada da mecânica estatística.
Seguindo essa linha de pensamento, diversas tentativas foram feitas para desenvolver um quadro teórico baseado nas chamadas variáveis escondidas, i.e. variáveis que supostamente escapavam do formalismo da mecânica quântica e que governam os fenômenos em um nível mais profundo, possivelmente determinístico. David Bohm elaborou, por exemplo, um modelo no qual partículas seguem uma trajetória precisa (ainda que não completamente cognoscível), determinada não apenas por forças físicas convencionais, mas também por um potencial quântico que deveria fornecer ‘informação ativa’ sobre todo o meio ambiente no qual o movimento acontece.
Entretanto, os modelos de variáveis escondidas sofrem limitações severas. Alguns trabalhos fundamentais, e em particular um par de teoremas famosos de John Bell, provaram que, para ser compatível com as previsões (testadas com sucesso) da mecânica quântica, a ‘realidade escondida’ deve exibir características bastante exóticas (por exemplo, para conseguir reproduzir as correlações previstas pelos estados emaranhados , a ‘realidade escondida’ deve ser ‘não-local’, permitindo influência instantânea entre sistemas separados espacialmente). À parte implicações fundamentais, os fenômenos de interferência são responsáveis por efeitos quânticos cruciais e têm aplicações amplas. Apenas para mencionar um exemplo, o princípio de exclusão de Pauli pode ser compreendido como um efeito de interferência, bem como muitas outras situações nas quais uma partícula nunca é encontrada em um lugar ou configuração nas quais - com bases em considerações clássicas - esperaria que se estivesse acessível.
A teoria quântica da radiação levou a invenção de dispositivos, como os laser, por exemplo, cujas aplicações na tecnologia contemporânea são virtualmente ilimitadas. O aspecto corpuscular da radiação tem, recentemente, se tornado disponível para investigação experimental direta e fótons individuais agora podem ser manipulados ou usados para manipular átomos. E de modo recíproco, a física atômica tem se tornado mais e mais familiarizada com a ‘natureza ondulatória’ dos átomos. Muitas técnicas herdadas da óptica quântica têm sido aplicadas com sucesso tanto a átomos individuais como em conjuntos de átomos. Por exemplo, é possível construir redes de difração com ondas estacionárias para implementar um interferômetro de átomos, ou usar o momentum da luz para aprisionar átomos ou parar seus movimentos térmicos, os resfriando para temperaturas da ordem do nanokelvin. O campo da ‘óptica quântica’ está se desenvolvendo rapidamente, e dispositivos como lasers atômicos e interferômetros atômicos são operados atualmente em laboratórios. A natureza ondulatória das partículas quânticas é particularmente aparente nos fenômenos coletivos, nos quais partículas massivas deixam de se comportar como corpos materiais independentes, e evidenciam padrões coletivos governados por uma função de onda global.
Entre os fenômenos coletivos mais impressionantes, nós podemos mencionar a supercondutividade (i.e. a habilidade de alguns materiais de conduzir cargas elétricas sem dissipação; campos magnéticos extremamente fortes podem assim ser gerados e superfícies altamente reflexivas construídas), superfluidez (i.e. a habilidade do Hélio líquido de fluir sem dissipação quando resfriado a temperaturas muito baixas), e condensados de Bose-Einstein de átomos.
Esses últimos exemplos, que se referem a efeitos macroscópicos, são muito excepcionais, já que, como regra, a dualidade onda-partícula é uma propriedade característica dos fenômenos microscópicos. De fato, fornecer uma explicação quântica satisfatória da experiência cotidiana ‘macroscópica’ experiência que não exibe dualidade onda-partícula, é um problema desafiador. Como discutido na seção sobre o gato de Schrödinger, isso pode, talvez, ser alcançado ao se levar em consideração o isolamento ruim de sistemas macroscópicos e seu emaranhamento com o meio ambiente (ver também origens).