一个人不能完全欣赏Werner Heisenberg的工作，除非在他住的时间的背景下审查他的贡献。Werner Karl Heisenberg于1901年12月5日出生于德国武师，并在学术环境中长大，致力于人文科学。他的父亲是慕尼黑大学的教授，无疑是影响着年轻的Werner，他是Maximilian健身房的学生。
海森堡有机会与世界上许多顶尖的物理学家合作，包括尼尔斯·玻尔和马克斯·伯恩。像很多顶尖的人一样
Heisenberg的时候物理学家在一个早期收到他的博士学位。在海森伯格的案例中，他在年龄在二十三岁时收到它。海森伯格不仅仅是一名研究员。他也是一位教授和作者。在他的职业生涯中，他在许多着名的大学教授，包括莱比锡，戈特汀和柏林的大学。他还写了许多重要的书籍，包括量子理论，宇宙辐射，物理学和哲学的物理原则，以及统一的基本粒子理论的介绍。1932年，他在量子力学中赢得了诺贝尔物理学奖。
随着纳粹掌权，第二次世界大战即将来临，他的德国血统不可避免地在他的职业生涯中发挥了关键作用。在德国对波兰发动闪电战之前，海森堡决定最后一次拜访他在西方的朋友。许多人试图说服他留下来并接受哥伦比亚大学的教授职位，但海森堡拒绝了。他认为在战争期间维护德国的科学基础是他的责任。他还相信，在战争期间留在德国，他可以帮助德国科学家。事实上，当犹太科学家被其他大学开除时，他确实为他们提供了工作机会。随着时间的流逝，海森堡发现他无力保护他的朋友。海森堡本人也受到了人身攻击，他在慕尼黑大学的任命也遭到了阻挠。海森堡在一年多的时间里受到党卫军报纸的攻击，该报称他为“白人犹太人”。这次袭击对海森堡的威胁如此之大，以至于与希姆莱的家人稍有联系的母亲写信给希姆莱的母亲，请求希姆莱出面调解。 Himmler personally cleared Heisenberg of the charges leveled against him a year later, but he was told to study science and avoid discussing scientists. The strain of the investigation surely affected Heisenberg’s creativity.
战争期间，海森堡和其他一些德国科学家一起致力于德国原子弹项目。托马斯·鲍尔斯在他的小说《海森堡的战争》中提到，海森堡故意破坏这个计划是为了不让炸弹落入希特勒手中。二战结束后，所有在德国从事原子弹项目的科学家，包括海森堡在内，都被拘留在英国，接受有关他们在该项目中的工作情况的询问。
海森堡的民族主义最终毁掉了他的许多学术友谊。由于他决定在战争期间留在德国，他与尼尔斯·玻尔的亲密关系被破坏了。他没能更具体地说明自己的立场，是否认真研究开发德国炸弹，这是他无法与移居西方的朋友重建关系的重要原因。战争结束后，与许多顶尖科学家的创造性互动并没有恢复。
海森堡最重要的发现，测不准原理是量子力学的基石。然而，许多进展
在海森伯格发现它之前必须制作量子力学。一切都始于Rutherford的原子模型。由带有带电的中央核组成，由轨道的行星电子包围。在卢瑟福在发现原子的基本结构的同时，木板也做了一些重要的工作。发现来自摆动粒子的能量不断发出，但在能量包中，他开发了辐射的量子理论。从这来看，普遍常量h在海森伯格的不确定性原则中发挥了重要作用。Neils Bohr然后做了一个新的原子模型，这组合了卢瑟福和木板的工作。这种新模型占了光谱中所见的已知原子辐射模式。但是，Bohr在关于电子活动和其他物理学家观察到的纸张上写了两种不同的东西。BOHR通过丢弃与电子轨道相关的古典频率的想法来开发了他的量子理论，但他仍然保留了古典轨道的概念。 Heisenberg went one step further and discarded the concept of the orbit itself. Rather than the classical idea of the position and the motion, or momentum, of the electron at each instant in time, Heisenberg introduced his square arrays or matrices, which depict the electron as existing simultaneously in all possible Bohr orbits. After Heisenberg’s discovery, the classical concept of the electron as a particle was no longer justifiable.
Heisenberg因其在直接可观察到的理论中仅利用这些数量而导致这些革命性的想法。由于电子的轨道不是观察到的，因此它可以在理论中没有位置。仅观察到光谱线，并且由于这些涉及对轨道对，所以用于描述原子内的电子的所有量应该与这些对相关联。
这样的想法导致了海森堡的矩阵。矩阵的一个重要特征是它不是交换的。如果表示电子位置的阵列是q，而表示它动量的阵列是p，那么乘积pq和乘积qp不一样。
这表明海森堡的不确定性关系纯粹是他的矩阵理论的代数结果。如果你把乘积pq想象成一个电子位置的测量以及它动量的测量;另一方面，Qp表示质点动量的测量和位置的测量。这两组测量结果不同，这仅仅意味着对一个粒子动量的测量破坏了我们对其位置的认识，反之亦然。由此可见，不可能同时获得或拥有粒子的位置和动量的精确知识;这就是测不准原理的本质。
它对原子结构的意义在于我们无法通过观察来确定原子内部电子的轨道。正如海森堡在他对量子理论的哥本哈根解释的分析中指出的那样，只有用伽马射线显微镜才能观察到原子内部的电子，因为伽马射线的波长很短，所以具有很高的分辨能力。这个显微镜向我们展示了
电子在任何时刻的位置，但至少有一个伽玛射线光子必须被电子反射。就在这个过程中，电子从原子中被敲出。因此，谈论它的轨道是毫无意义的。
虽然不确定性关系可以从理论上从数学上推导出来，但从物理图中推导它们更有指导意义。这种方法清楚地显示了波和粒子之间的相互关系。事实上，海森堡的分析清楚地表明波和粒子是互补的，正如位置和动量一样。正是基于这样的考虑，玻尔发展了他的互补理论，这对理解现代原子理论至关重要。
不确定性关系完全改变了我们对因果关系的看法。如果我们不能同时精确地确定一个粒子的位置和动量，我们就不能确定它未来的方向。我们可以解出质点的运动方程。然而，这些解决方案只有在我们知道它在过去或现在的某个时刻的位置和势头时，才能告诉我们它的未来历史。我们越是试图展望未来，我们的预测就越不准确，因为我们目前的不确定性，无论多么小，都会导致随着时间的推移，与预测的运动模式有更大的偏差。我们可以通过美国和苏联进行的月球导弹探测器来理解这种情况。要击中像月球那么远的目标，需要极其精确地瞄准火箭，并给它正确的初始动量;如果我们想在更远的距离击中目标，我们的准确度就必须大大提高，因为距离越远，任何最初的误差的乘积就越大。
今天，我们使用量子力学这个术语来描述用于处理原子、原子核、基本粒子和场物理问题的整个数学体系。量子力学的数学直接源于海森堡的矩阵力学，是他的不确定性原理的结果。如果有人证明他的测不准原理是错误的，量子力学的基础就会崩塌。
海森堡在其职业生涯的最后几年里，试图从量子场论中推导出电子、质子等基本粒子的性质，并让量子场论本身构造出自己的粒子。不幸的是，这种方法导致了一个非常复杂的数学公式，有人说它破坏了量子力学的伟大之美。
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