Sintetizzando al massimo le diverse posizioni che hanno caratterizzato l'intera storia della filosofia, potremmo individuare due schieramenti. Per alcuni "libero arbitrio" significa sostanzialmente assenza di costrizioni. In altre parole un soggetto è libero quando non è indotto a una scelta in contrasto con quelle che sarebbero le sue preferenze. Per altri invece, per essere veramente liberi, occorre qualcosa di più. Sarebbe cioè necessaria anche la capacità di scegliere in contrasto con le proprie preferenze senza essere vincolati dal proprio carattere, dalle proprie aspirazioni e dalle circostanze in cui avviene la scelta. Questa seconda posizione è stata ben espressa da Schopenauer quando affermò che "l'uomo è libero di fare ciò che vuole, ma non di volere ciò che vuole". Entrambe le posizioni presentano non poche difficoltà.

La scienza classica era fondamentalmente deterministica. Questa posizione deterministica è stata chiaramente espressa da Pierre-Simon de Laplace che nel suo Essai philosophique sur les probabilités del 1819, così scriveva:

Tutti gli avvenimenti, perfino quelli che per la loro piccolezza non sembrano dipendere dalle grandi leggi della natura, sono una conseguenza di queste ultime altrettanto necessarie che le rivoluzioni del Sole. Nell'ignoranza dei legami che li uniscono all'intero sistema dell'universo, si sono fatti dipendere da cause finali o dal caso, a seconda che essi avvenivano e si succedevano con regolarità o senza un ordine apparente; ma queste cause immaginarie hanno gradualmente ceduto il passo, con l'allargarsi dei confini delle conoscenze e sono interamente scomparse di fronte alla sana filosofia, che vede in esse soltanto l'espressione della nostra ignoranza delle vere cause. [...]
Una intelligenza che, a un dato istante, potesse conoscere tutte le forze da cui la natura è animata e la posizione rispettiva degli enti che la compongono -una intelligenza sufficientemente vasta da sottoporre questi dati all'analisi- abbraccerebbe nella stessa formula i movimenti dei più grandi corpi dell'universo e quelli dell'atomo più leggero; per essa, nulla sarebbe incerto e il futuro, come il passato, sarebbe presente ai suoi occhi.

Secondo il determinismo della fisica classica, la conoscenza delle leggi e dei dati relativi ad un certo istante (condizioni iniziali) consente di prevedere con assoluta certezza l'evoluzione di un sistema. La fisica classica ritiene di conoscere le leggi e ammette, almeno in linea di principio, che sia consentito conoscere i dati. Molti fenomeni (quali il lancio di un dado) sono di fatto imprevedibili a causa della mancata conoscenza delle condizioni iniziali. Tuttavia essi diventerebbero perfettamente prevedibili nel momento in cui si acquisisse tale conoscenza, concettualmente possibile per la fisica classica. Condizioni iniziali differenti produrranno differenti evoluzioni del sistema.
Questa rigida concezione deterministica, se estesa all'intero universo, si presta già di per sé ad una interessante critica di ordine logico che è strettamente legata al problema del libero arbitrio. Per dedurre una legge fisica, lo sperimentatore deve avere la libertà di scegliere condizioni iniziali diverse e constatare, di conseguenza, differenti evoluzioni. Tuttavia, se l'intero universo è rigidamente deterministico, lo sperimentatore, in quanto parte dell'universo, non è affatto libero nelle sue scelte. Le condizioni iniziali che egli ritiene di scegliere sono in realtà determinate dalla storia precedente dell'intero universo. La legge fisica che egli ritiene di dedurre sarebbe pertanto completamente priva di senso. A questo proposito Mario Ageno osserva (M. Ageno, Introduzione alla biofisica):

La contraddizione può essere certamente sanata ammettendo che le condizioni iniziali dell'universo fossero proprio tali da portare di necessità al momento giusto quel certo sperimentatore a fare proprio quelle esperienze che, se egli fosse stato libero di operare, lo avrebbero condotto a formulare le leggi universali del sistema allo studio. Il valore esplicativo della teoria sarebbe allora nullo e, più che nella metafisica, ricadremmo in pieno nella teologia.

Inoltre anche all'interno della fisica classica sono noti da tempo fenomeni la cui evoluzione è estremamente sensibile alle condizioni iniziali (sistemi caotici). Per tali sistemi è assolutamente impossibile prevederne l'evoluzione futura ed è quindi impensabile muoversi in un'ottica propriamente deterministica.
Queste considerazioni fanno comprendere come anche all'interno della fisica classica non è affatto detto che il libero arbitrio debba necessariamente essere "messo in un angolino". Inoltre, come ha osservato MacKay (citato in P. Davies, Dio e la nuova fisica), anche ammettendo una prospettiva deterministica e ipotizzando che una mente superiore fosse in grado di prevedere esattamente le nostre scelte, non potrebbe assolutamente comunicarcelo. Se lo facesse, infatti, le nostre "condizioni iniziali" cambierebbero e le sue previsioni sarebbero vanificate. Quindi possiamo salvare il nostro libero arbitrio (qualunque cosa significhi), visto che esso necessita solamente di una certa ignoranza da parte nostra nei confronti del futuro.

La fisica quantistica ha sferrato un colpo mortale alla visione deterministica della fisica classica. Anche se è improprio considerare la meccanica quantistica una teoria indeterministica. A livello di singola funzione d'onda essa è, infatti, perfettamente deterministica. Tuttavia, è la mancata conoscenza esatta dei dati relativi alle condizioni iniziali (conseguenza del principio di Heisenberg) che impedisce di prevedere esattamente i valori futuri assunti dalle diverse grandezze fisiche che caratterizzano lo stato di un sistema. Questa impossibilità ci obbliga a previsioni esclusivamente di tipo statistico. Il fisico B. d'Espagnat, a questo proposito, ha formulato nel modo seguente il principio di determinismo statistico: "Se due insiemi statistici sono sottoposti a trattamenti identici e se osservazioni successive rivelano tra essi significative differenze statistiche, se ne trae l'implicazione che i due insiemi non erano identici all'inizio".
(B. d'Espagnat, I fondamenti concettuali della meccanica quantistica).

Tuttavia anche ammettendo una prospettiva completamente indeterministica, in cui il caso regnasse sovrano, anche le nostre scelte sarebbero del tutto casuali. Posti di fronte a una alternativa la nostra scelta deriverebbe da una semplice fluttuazione quantica a livello neuronale e difficilmente potremmo considerarla frutto di ciò che chiamiamo libero arbitrio. Di conseguenza l'abbandono della concezione deterministica solo apparentemente sembra consentire uno spazio maggiore al libero arbitrio.

Probabilmente quindi è la nozione stessa di libero arbitrio a dover essere rivista. Il problema del libero arbitrio è in realtà un insieme di tanti problemi non sempre facilmente individuabili. Solamente una conoscenza più approfondita della mente umana potrà far luce sulla questione. Dal punto di vista operativo è tuttavia relativamente semplice stabilire se un individuo possiede o no libero arbitrio: è sufficiente chiedersi se è possibile o no prevedere esattamente le sue azioni. Sicuramente tale possibilità ci è preclusa, sia in un universo deterministico che in uno indetermininistico. Di conseguenza la categoria morale del libero arbitrio sembra essere un'utile approssimazione con cui trattare il comportamento umano. Attribuendo a noi stessi il libero arbitrio ci comportiamo in maniera sostanzialmente analoga a quando attribuiamo capacità "intenzionali", ad esempio, a un calcolatore che gioca a scacchi. Siccome ci è impossibile prevedere, in base alla conoscenza del suo programma o al funzionamento dei suoi circuiti integrati, le mosse che esso compirà, ci rimane più semplice considerarlo come se agisse in base a ragionamenti simili ai nostri, attribuendogli addirittura "il desiderio di vincere". L'attribuzione si dimostra efficace. Analogamente per decidere se accettare o meno l'ipotesi del libero arbitrio è forse sufficiente valutare la sua efficacia, indipendentemente dalla sua fondatezza teorica.
Qui evidentemente il discorso passa dal terreno strettamente scientifico a quello etico-morale. La maggior parte dei moralisti ha da sempre sostenuto che il concetto di libero arbitrio e quello strettamente connesso di responsabilità individuale costituiscono il fondamento di ogni società civile. La storia delle vicende umane suscita tuttavia alcune perplessità circa l'efficacia dell'insegnamento impartito da questi moralisti. Nella storia del pensiero, non sono mancati, anche se minoritari, coloro che di fronte al fallimento delle dottrine moralistiche, hanno preferito invitare gli uomini a una condotta basata sulla spontaneità e sull'aderenza al decorso degli eventi, piuttosto che sul senso del dovere e di responsabilità. Significativi, a questo proposito, sono i versi del poeta zen Seng-Ts'an:

Se vuoi raggiungere la nuda verità,
non preoccuparti di giusto o sbagliato.
Il conflitto tra giusto e sbagliato
È la malattia della mente.