2000多年前原子概念诞生，200多年前牛顿发明出数学力学，20多年前普朗克和爱因斯坦引入量子概念。从某种程度上说，海森堡的理论是所有这些长长的科学思维脉络的顶点。
问题是，一旦它发展成熟，海森堡的理论需要30页的篇幅来解释原子的能级，而玻尔理论只用了几句话来做说明。为此，我那实用主义至上的裁缝父亲说：“天哪，就为了这个他研究了这些年？”然而海森堡的理论却是更好的，因为它的结果基于深刻的原理，而不是玻尔专门的假设。因为这个原因，你或许会认为它将很快被人们接受。但大多数物理学家并没有直接参与对一种量子理论的研究，他们的想法似乎跟我父亲的类似。对他们来说，30页和几句话比起来并不算是一种进步。他们——很明显卢瑟福就是其中一员——既不为所动也没有兴趣，他们看待海森堡的方式就像你看待一个告诉你他可以用一个新自动调温器解决你的问题，但你最好还是换辆新车的汽车修理工。 维尔纳·海森堡(左)和尼尔斯·玻尔 然而，一小群量子理论专家却有着截然不同的反应。他们几乎毫无例外地感到震惊不已。因为海森堡那复杂的理论以某种深奥的意义解释了玻尔的临时氢原子理论为什么会有效，也为观察到的数据提供了完整的描述。
尤其对于玻尔来说，这是他开启的一段探索之旅的高潮。他明白他的原子只是一个专门的临时模型，注定要通过一个更普遍的理论加以解释，并且，他相信这个理论就是海森堡的理论。“由于海森堡的上一篇著作，”他写道，“愿望实现了，这个……长期以来一直都是我们的核心愿望。” 有那么一段时间，物理学处于一种奇怪的境地，就像在世界杯的赛场踢进了制胜一球，但只有少部分球迷注意到了。讽刺的是，几个月之后出现的两篇论文才最终把量子理论从一种只有专业人员才感兴趣的理论提升成为一种所有物理学背后的基本理论，在1926年1月和2月发表的这两篇论文描述了另一种量子的普遍理论，这种理论使用了完全不同的概念和方法——表面上看，一个看待现实的不同视角。
这个新出现的竞争理论把原子中的电子描述成一种波——这是一种物理学家习惯于想象的概念，尽管当然不是在电子的背景下。奇怪的是，虽然存在这样的不同，但它和海森堡的理论一样也能解释玻尔原子。自希腊人以降，科学家就不得不在没有任何描述原子的理论的情况下勉强将就。现在他们似乎有了两种理论。二者看上去互不相容，一个认为自然由物质波和能量构成，另一个坚持认为把自然视为由任何东西构成的都是毫无意义的，它规定我们只需要考虑数据间的数学关系。
新量子理论是奥地利物理学家埃尔温·薛定谔（1887—1961）的成果，它与海森堡的理论在风格上的差异就像他们两个人，以及他们完成突破的地点之间的差异。鼻窦肿胀的海森堡在一个岩石小岛上孤独地完成了他的著作，而薛定谔的作品则完成于圣诞节假期，当时他和一名情妇正在阿尔卑斯山的休闲小镇阿罗萨度假。他“在生命中一个迟来的情欲爆发期完成了他伟大的工作”，一位数学家朋友说道。这位数学家所说的“迟来的”指的是薛定谔38岁的高龄。
这位数学家对薛定谔的高龄或许说到点子上了。我们一次又一次地目睹年轻的物理学家接受新观点，而年长的则更渴望传统的做事方式，就好像一个人年纪越大，就越不容易接受世界的变化。结果证明，薛定谔的作品实际上就是这种倾向的另一个例子——这颇具讽刺意味，因为薛定谔创立他理论的动力是他渴望拥有一种比起海森堡的理论来说更像传统物理学的量子理论：薛定谔奋力维护他熟悉的东西，而不是试图颠覆它。
和更年轻的海森堡不同，薛定谔对电子在原子中的运动展开了想象。尽管他奇异的“物质波”并没有直接赋予电子像玻尔的轨道那样的牛顿物理学性质，但他新的量子“波理论”——最初没人知道应该如何解释——却有希望避免海森堡的理论要求的那种令人不快的看待现实的方式。
它是物理学家欣赏的一件替代品。在薛定谔之前，量子力学在获得认可方面进展缓慢。由于涉及无数个矩阵方程，海森堡那陌生的数学看起来复杂到吓人，物理学家在支持象征性的数组而抛弃他们可以想象的变量时也很不自在。从另一方面来说，薛定谔的理论便于使用，它基于的这个方程与那些物理学家在研究生时代曾经研究过的声波和水波相似。它是经典物理学家分析问题的基本方法，可以使量子物理学的过渡变得相对容易。同样重要的是，尽管依然没有使用轨道等牛顿式概念，薛定谔通过提供一种想象原子的方式使量子理论变得更容易让人接受——这与海森堡一直为之努力的东西形成了对照。
甚至连爱因斯坦也喜欢薛定谔的理论——在刚开始的时候。他曾经思考过物质波的概念，先前还与这个奥地利人一起工作过。“你作品中的观点来自真正的天赋！”他在1926年4月给薛定谔的信中这样说道。 10天后，他再次给薛定谔写信：“我相信你对量子状态的构想已经让你取得了决定性的进展，就像我相信海森堡和玻恩的方法具有误导性一样。”他在5月初又写信高度赞扬薛定谔的作品。
然而就在同一个月，也就是1926年5月，薛定谔宣布了另一个惊人的消息：连他自己都感到惊愕的是，他发表的一篇论文表明他的理论和海森堡的理论在数学上是相等的——二者都是正确的。也就是说，尽管这两种理论使用了不同的概念框架——对于自然“内部”情况的不同观点（实际上，海森堡甚至拒绝往内部看）——它们被证明只在语言上有所不同：这两种理论对于我们观察到的东西的看法是一样的。
让事情变得更复杂（或者更有趣）的是，20年后，理查德·费曼将创造第三种量子理论构想，它与海森堡和薛定谔的理论在数学和概念框架上很不一样，但在数学上与更早的理论相等——表达了同样的物理原理，做出了完全相同的预测。
华莱士·斯蒂文斯写道，“我有三种思维/如同一棵树/上面有三只乌鸫”，但这种情景转化成物理学看起来或许会很奇怪。如果物理学掌握着任何“真理”，会有不止一种“正确”理论吗？是的，即使是物理学也有很多看待事物的方式。现代物理学尤其如此，在现代物理学中，我们“看到的”东西，例如原子、电子，和希格斯玻色子，实际上并不能“被看到”，这促使物理学家从数学中，而不是从一个能够触碰的现实中创造出他们脑海中的形象。
在物理学中，一个人可以根据一组概念提出一套理论，而另一个人可以根据一组不同的概念为同一种现象提出另一套理论。使这种活动不同于左右翼间政治斗争的是，在物理学中，一种观点要想被认为有效，必须通过实验的验证，这就意味着替代理论必须得出相同的结论——这是政治哲学很少会做的事情。
这又把我们带回到理论是被发现还是被发明的老问题上。在没有深入研究外部客观现实是否存在这样一个哲学问题的情况下，人们可以说创造量子理论的过程是某种意义上的发现，物理学家在探索自然的过程中意外地发现了自然的很多原理，然而，量子理论却是被发明的，原因在于科学家所设计和创造的许多不同概念框架具备同样的功能。这就如同物质能够以波或者粒子的形式呈现，因而描述它的理论也可以具备看起来相互矛盾的特征。
薛定谔发表的论文显示他的理论和海森堡的理论相同，但那个时候还没有人能正确理解他的构想。尽管如此，他的证据清晰地表明，未来的研究工作将显示他的方法提出的这个哲学问题在海森堡版的理论中早已显而易见。因此，在这篇论文后，爱因斯坦再也没有写过赞同量子理论的东西。
即使薛定谔自己很快也把量子理论作为研究重心，他还是认为假如他知道“他的论文会引发什么样的结果”，他或许就不会发表。他在试图取代海森堡那令人难以接受的理论时创造了他那看上去无冒犯之意的理论，但二者的相等性意味着他并没有理解自己著作中令人反感的含义。最终，他只能激发自己的热情去推动他原本并不愿意接受的新量子观点向前发展。
在他论文的一个不同寻常的情绪化脚注中，薛定谔写道，海森堡的方法让他“感觉很沮丧，虽然谈不上厌恶”，“对我来说它很难理解，并且缺乏直观性”。这种厌恶是相互的。在读完薛定谔提出他理论的论文后，海森堡在给泡利的信中说道：“我越琢磨薛定谔理论中的物理部分，就越觉得它恶心……薛定谔写的关于它的论文的直观性（就是）一派胡言。” 这种竞争被证明只是单方面的，因为薛定谔的方法将很快胜出，大多数物理学家都会选择他的方法来解决大多数问题。研究量子理论的科学家的人数很快上升，但使用海森堡的构想的科学家的人数却下降了。 即使是曾经帮助海森堡发展理论的玻恩也被薛定谔的方法征服，海森堡的朋友泡利甚至赞叹利用薛定谔的方程来推导氢元素的光谱有多容易。这让海森堡感觉很不愉快。与此同时，玻尔专注于更深入地理解这两种理论之间的关系。最终，英国物理学家保罗·狄拉克为这两种理论之间的深刻联系做了明确的解释，他甚至还发明出一种他自己的混合形式——这种形式在今天颇受青睐——允许人们根据涉及的问题在它们之间熟练地转换。到1960年，基于量子理论应用的论文超过了10万篇。
