“不确定性原理”是量子力学的基础原理，即海森堡以傅立叶变换和矩阵力学推出的：一个微观粒子的共轭量（如位置和动量、方位角和动量矩、时间和能量等），不可能同时具有确定的数值，其中一个量越确定，另一个量的不确定性就越大。
能量最低原理决定了，量子自发的、普遍的处于量子态叠加的状态，所谓量子态的叠加也就是没有确定的状态。所以，不确定性是量子的内秉属性，并非是测量的原因，反而确定性才是由测量导致的。海森堡曾说：“在因果律的陈述中，即'若确切地知道现在，就能预见未来’，所错误的并不是结论，而是前提。我们不能知道现在的所有细节，是一种原则性的事情。”也就是说可以从一个结果通过实验精确的推算过去，但却由于现在的不确定性无法预见未来。不确定性原理揭示了：不可能知道现在的确切信息，没有真理性的前提是宇宙的基本原则。因此，形式逻辑永远不可能找到绝对的大前提，辩证逻辑也根本不存在成立的基础。
“量子隧穿”，是基于不确定性原理的一个典型的量子效应，指的是微观粒子能够概率性的穿入或穿越位势垒【大于粒子能量的位（势）能】的量子行为。通俗的说，量子隧穿效应就是微观粒子可以越过原本不可能突破位势垒。按照经典物理学，如果一个粒子要跳过一个壁垒，就必须要提供大于这个位势垒的能量；但是在量子力学中即使一个粒子本身不具有足够的能量，也会有穿越位势垒的可能性，因为时间-能量的不确定性，这个粒子就有可能暂时获得更多的能量，从而跳过位势垒。比如α衰变的过程，α粒子从原子核中射出，并不需要具有大于原子核束缚的能量。这种现象只能用量子力学的不确定性原理和波函数来解释。同样，霍金辐射——黑洞可以辐射出粒子，也只有不确定性原理才能阐明。
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