沃纳·卡尔·海森堡（德文原名：Werner Karl Heisenberg）于1901年12月5日出生于德国的维尔茨堡。他幼年是一个沉默寡言，甚至有些抑郁的小朋友。可能是因为他的哥哥分走了家庭大部分的宠爱。（海森堡的另一个翻译是海森伯，因此在量子物理中，海森堡和海森伯是同一个人）
在海森堡8岁以前，他的父亲是慕尼黑大学的希腊语教授。这位一丝不苟的父亲有着普鲁士的传统，从小就对两个孩子严格管教。海森堡学会了应对各种不顺手的问题，以及学习那些自己都不感兴趣的东西。当他感到窒息的时候，他就会跑到森林里面去寻找慰藉。
有意思的是，当海森堡长大之后，非但没有继承童年时期的孤独与沉默，反而热衷于户外运动，喜欢登山、骑自行车，俨然成了小伙伴中值得信赖的朋友。
如同当时德国的许多人一样，海森堡放过牛、扛过枪，一战的时候，为了给家里弄点吃的，他曾在黑暗中偷偷穿过敌人的阵地。
海森堡后来进入了慕尼黑大学，本来想学数学，准备投奔到林德曼的底下，结果被拒绝了。无奈之下，海森堡就选择了物理，成了索末菲的弟子，就这样进入了物理世界。（林德曼为何拒绝海森堡，据说当林德曼问海森堡，数学方面喜欢看谁的书。海森堡回答：“外尔。”林德曼就顿时失去了兴趣，将海森堡打发走了，说他不适合学数学。林德曼和外尔都出身哥廷根大学的数学系，当时哥廷根大学有一个美女教师，大家都去追了，结果其他人都没追上，就外尔追上了。）
1922年6月，刚满20岁的海森堡参加了玻尔的一次演讲。这是他俩的第一次见面，会议结束后，玻尔邀请海森堡到附近的山上走一走，并邀请他到哥本哈根做一个学期的研究。
后来有一次，海森堡对泡利说：“我觉得，我的物理学生涯直到在遇见玻尔之后，才真正开始。”
泡利点点头，说：“我也一样。”
海森堡，就此成了玻尔的学生，日后也成了“哥本哈根学派”的领头人物之一。
海森堡无疑对量子力学起到了巨大的发展作用，除了他那个“不确定性原理”外，他将矩阵引入了量子力学。
回过头来看看玻尔的原子模型，原子中的电子绕着某些特定的轨道以一定的频率运行，并时不时地会从一个轨道跃迁到另一个轨道。每一个原子轨道都代表一个特定的能级，因此当电子发生跃迁的时候，也就在按照量子化的方式吸收或散发能量，其大小等于两个轨道之间的能量差。
那么问题来了，这个轨道是个神马玩意？可以通过实验测出来吗？
貌似不能，这些只是人们抽象化的假设而已。
那么，有办法可以间接测量这些所谓的“能级”或“频率”的数值吗？
海森堡突然发现，玻尔和之前人的原子模型，如果根据傅里叶级数展开的电子运动方程，需要用矩阵进行加工。
具体的细节这里就不罗列了，我们只要知道，矩阵也有加减法和乘法，一般矩阵是没有除法的，不过我们可以做等价效果，将被除数的矩阵转化成逆矩阵，再用乘法就好。矩阵的乘法是一个很神奇的地方，ab≠ba。
虽然海森堡通过矩阵可以自然地推导出量子化的原子能级和辐射频率，但是这个矩阵乘法究竟意味着什么，当时还是没有人知道。
1924年11月26日，玻恩、海森堡和约尔当在《物理学》杂志上发表了《论量子力学II》，开启了一个新的时代，如果电子的位置用p表示，动量用q表示，那么pq≠qp，且玻恩和约尔当将其差值也算出来了：pq-qp=（h/2πi）I，其中，h是普朗克常数，i是虚数，是-1的平方根，I则是单位矩阵，相当于矩阵运算中的1。
海森堡继续思考着那个矩阵乘法，pq≠qp，这是不是说，先观测动量q，再观测位置p，与先观测位置p，再观测动量q，其结果是不一样的？
（虚构）海森堡一边走在街上一边思考这个pq问题，他看到了一个法国妞，又看到了一个维也纳妞，他看了一眼法国妞，又看了一眼维也纳妞，看了一眼维也纳妞，又看了一眼法国妞……海森堡的头就这样晃来晃去，看来看去……
似乎，他明白了，他不可能同时看法国妞和维也纳妞，那么那个pq，是不是说，我们无法同时观测p和q呢？
▲ 海森堡的“不确定性原理”早期翻译是“测不准原理”，但“测不准”很容易让人产生误会，以为是因为人类观测仪器不够先进，导致了测不准。实际上，量子世界中的“不确定”是量子世界的本质，而不是因为仪器或观测手段问题，因此，翻译“不确定性原理”优于“测不准原理”
海森堡又想，我是怎么看到这个法国妞的呢？是光照在她的身上，然后反射进我的眼睛里面，我的眼睛就会呈现出那个法国妞的样子。现在想想，如果那个法国妞不断变小，变成电子那么大，会怎么样呢？
想到这的时候，海森堡倒吸一口凉气，如果是这样的话，那个法国妞就会被光子给撞飞了，不知道会飞到哪里去。
回去后，海森堡写下了如下公式：
△p·△q＞h/4π
△p和△q分别是测量p和测量q的误差，这也就是说，测量p和测量q的误差，它们的乘积必定要大于某个常数，当△p为零的时候，△q就要变得无穷大。
这就是海森堡的不确定性原理，如果我们对一个电子的位置知道地越精确，那么对它的速度就知道地越不精确，反之亦然。
海森堡后来又发现了另一对永远也无法同时测准的量，就是能量E和时间t。只要能量E测得越精确，时刻t就会越模糊，反之亦然。公式如下：
△E·△t＞h
这似乎是说，我们知道t测量得越精确，E就越不确定，因此在非常短的一瞬间，即使真空中也会出现巨大的能量起伏，这种能量是靠着不确定性凭空出现的，虽然违反了能量守恒定律，但那一瞬间极其短，在人们还没来得及发现时，它又神秘消失了，使得能量守恒定律在整体上得以维持。
……一个人可以用 p的眼光看这个世界，也可以用 q的眼光看这个世界。但是，当一个人想同时用这两种眼光观察时，他将变得困惑不已…
海森堡如是写道。
不确定性原理不仅仅是一个统计规律，而是一个关于量子世界的本质的论断。
玻尔意识到，这种不确定性是建立在波和粒子的双重基础之上的，它其实是电子在波和粒子间的一种摇摆。也就是说，电子既是波，也是粒子。
电子的原形是什么？电子的本来面目是怎样的？实际上，在玻尔看来，这些都是毫无意义的，对于我们来说，唯一知道的只是每次我们看到的电子是什么。电子是波又是粒子，但每次我们观察它，它只展现出其中的一面，这里的关键是我们“如何”观察它，而不是它“究竟”是什么。
1933年，诺贝尔奖委员会决定，把1932年的诺贝尔物理学奖颁发给海森堡，表彰他在量子力学方面的开创性贡献。同时他们决定，将1933年的诺奖颁发给薛定谔和狄拉克。
海森堡虽然与薛定谔经常吵来吵去，一开始，海森堡不认可薛定谔的波动方程，薛定谔也不理解海森堡的矩阵力学，尽管它们在数学上是等价的。但他们私交都很不错，原本海森堡还有点纠结，如果薛定谔不拿奖就自己拿奖，还有点过意不去，但当他听到自己和薛定谔同时得奖之后，非常高兴。
不过，纳粹的阴影很快笼罩在了整个德国上空，众多物理学家相继离开了德国，其中有不少是海森堡的师兄弟，他的老师玻尔也走了。如果按照纳粹的标准来看，海森堡是一个纯正的雅利安人，但他后来还是受到了调查，因为与他同事过的很多物理学家，都有犹太血统。
二战期间，海森堡留在了德国，负责德国的原子弹计划，但很遗憾的是，在计算核材料的临界质量时，他算错了，以至于德国一直都停留在初级阶段。也不知道是他故意算错了还是真算错了，至今都成了一个谜。
二战结束后，欧洲被打残了，昔日的哥廷根大学已经没落了，海森堡望着夕阳西下，想起二十多年前，与泡利一起骑自行车的单身岁月，不免唏嘘不已。
1930年，距离希特勒成为德国元首还有三年时间，似乎整个世界还未意识到未来的局势。海森堡在写给母亲的信里这样说：“我想起一句格言，它的结尾是这样的：若它在辉煌中下沉，历经漫长路程，它仍会重现光彩。我相信，只要我们还活在这世上，终有一天会感受到光明重现……”他还告诉母亲：“大约十年前，那是我生命中最美好的时光。”
海森堡后来参与了战后的重建工作，并积极反对用核武器来武装德国军队。
是的，他深深地爱着自己的祖国，他爱的是德国，不是纳粹。
1976年2月1日，海森堡去世，享年76岁。
他的晚年，和他的童年一样孤独，玻恩、泡利、薛定谔都先他而去……（以后有机会写一个剧本——《哥本哈根之夜》，二战时期，玻尔有犹太人的身份而逃离德国，先是回到了哥本哈根，后来德国占领了丹麦，作为德国军官的海森堡曾与恩师玻尔见过一面，不知道他俩说了什么，战后二人都对此保持了沉默。很快，玻尔就被英国人救走了，在飞机上颠簸了很久，差点死掉。在营救玻尔之前，有英国人说，如果玻尔敢说不字，就当场击杀他，因为他们怀疑玻尔会为纳粹德国效力。在德军进入丹麦的时候，海森堡与玻尔在哥本哈根见过一面，也不知道这个时候的会面，会是一段怎样的场景，这一段历史，应该很戏剧性吧）
▲ 【疯狂物理学家·玻尔】
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