尽管量子理论取得了如此众多的进步，但海森堡的方法一直是它的核心，因为曾经启发他的动力促使他抛弃粒子在穿过空间时会有抛物线或轨道的经典画面，他在1927年发表的论文最终确保他在这场战争中赢得了胜利。他一次性地证明了无论你使用哪种形式，它都是一个科学原理的问题——我们现在所知的不确定性原理——即像牛顿那样想象运动是没有用的。尽管牛顿对于现实的概念或许在宏观层面有用，但在构成宏观物体的原子和分子这样一种更基本的层面上，宇宙由一种完全不同的定律控制。
不确定性原理限制了我们对任意给定时间里的某对观察量的了解，例如位置和速度。这不是测量技术方面的限制，或者人类创造力的局限；相反，它是自然施加给自己的一种限制。量子理论宣称物体不具备如位置和速度等明确性质，并且，如果你试图测量它们，你把一个测量得越精确，另一个就越是不精确。
在日常生活中，我们当然能够按照自己的意愿对位置和速度进行精确测量。这似乎与不确定性原理相互矛盾，但当你浏览量子理论的数学时，你会发现日常物体的质量是如此巨大，以至于不确定性原理与日常生活中的现象毫不相干。这就是为什么牛顿物理学在这么长的时间里可以有效地解决问题——只有当物理学家开始研究原子层面的现象时，牛顿理论的局限性才会显现出来。
比如，假设电子的重量和足球的重量相当。那么，如果你把电子的位置限定在任意方向上的一毫米之内，你测量其速度的精确度依然会超过每小时一公里的一千亿分之一。对于我们在日常生活中或许会进行的运算来说，这样的精确度已经够用了。但由于远远轻于一个足球，一个真实的电子就完全是另外一回事了。如果你以一个与原子体积大致相符的精确度来测量一个真实电子的位置，不确定性原理将告诉你正负每小时1 000英里并不能更精确地决定电子的速度——这就是静止状态的电子和比大型喷气式客机速度更快的电子之间的差别。因此，海森堡在这里得到了他的证据：自然终究会禁止观测精确的电子路径。
随着对量子理论理解的加深，人们越来越清晰地看到在量子世界中不存在必然性，只存在可能性——没有“是的，它会发生的”，只有“当然，任何这样的事情都有可能发生”。在牛顿式世界观中，未来或过去任意给定时间的宇宙状态都留下了现在的宇宙印记，并且，通过使用牛顿定律，任何有足够智力的人都可以读懂它。如果我们有足够的地球内部数据，我们将可以预测地震；如果我们知道与天气相关的每一个物理细节，我们在原理上就可以有把握地说明天是否会下雨——或者一个世纪之后的明天会不会下雨。
这种牛顿式“决定论”是牛顿科学的核心：这种观点认为一个事件引发另一个事件，一直这样持续下去，并且可以利用数学对其进行预测。
这是牛顿启示的一部分，这种令人目眩神迷的确定性启发了从经济学家到社会科学家中的每一个人，大家都“想拥有物理学拥有的东西”。但量子理论告诉我们在它的核心——在构成一切物体的原子和分子这个基本层面——世界不是决定论的，宇宙目前的状态并不能决定未来（或过去）的事件，而是许多未来选项中的一个是否会发生（或者在过去已经发生过的）的可能性。量子理论告诉我们宇宙就如同一个巨型宾果游戏。就像是对这些观点做出的回应，爱因斯坦在一封给玻恩的信中发表了他著名的宣言：“（量子）理论产生了很多东西，但并没有让我们更接近古圣的秘密。我完全相信他不玩掷骰子游戏。”爱因斯坦在那份声明中援引了上帝的概念——“古圣”，这很有意思。爱因斯坦并不相信传统的个人性质的上帝，比如《圣经》。对爱因斯坦来说，“上帝”并没有参与我们生命的隐私细节，而是代表着宇宙法则的美感和简洁的逻辑。因此，当爱因斯坦说古圣不玩掷骰子游戏时，他的意思是说他无法接受随机性在自然的宏大方案中发挥的作用。
我父亲既不是物理学家，也不玩掷骰子，当他还在波兰生活的时候，他对于发生在几百英里之外的物理学伟大进步毫不知情。但当我向他解释量子不确定性时，他比爱因斯坦更容易接受它。对我父亲来说，理解世界的探索并不是集中在望远镜或显微镜所做的观察上，而是集中在人类的境遇上。因此，正像他根据自己的人生体验来理解亚里士多德自然变化和暴力变化之间的差别一样，他过往的经历也让量子理论内在的随机性变成了一粒更易吞服的药丸。他向我讲述了他站在小镇市场上一条长长的队伍中的情景，这些人是纳粹输送的数以千计的犹太人。当围拢开始时，他和一个逃亡的地下组织领导躲藏在一个厕所里，他被指定来保护这个人。但他和那个逃亡者都忍受不了那种恶臭，最终他们跑了出来。这个逃亡者迅速逃走了，人们再也没有见到过他。我父亲被驱赶到那支队伍中，站在了靠近末尾的位置。
队伍行进得很缓慢，我父亲看到所有人都被装进了卡车。当他靠近队伍前列时，党卫军负责人把人群分成了最后四组，我父亲就在其中一组。这个人说，他们需要3 000名犹太人，很明显这支队伍有3 004人。无论他们去哪里，他都不会跟他们一起去。后来他发现目的地是当地的一座公墓，在那里，所有人都被命令去挖一个巨大的墓穴，随后他们就被枪杀，直接埋在了里面。在一场死亡抽彩中我父亲抽中了3004号，德国人的精确战胜了纳粹的残忍。对我父亲来说，这就是他难以理解的一个随机性例子。相较而言，量子理论的随机性要容易理解得多。
和我们的生命一样，科学理论既可以矗立于岩层之上，也可以修建在沙砾之中。爱因斯坦对物理世界的绝对希望就是量子理论将证明是建造在后者之上的，时间一长，这个脆弱的地基将导致它的坍塌。当量子不确定性原理出现时，他表示它不是自然的基本定律，而是量子力学的局限——这是这个理论没有建立在牢固地基之上的一个信号。
他认为，物体的确具有如位置和速度等明确的数量值，但量子理论却无法处理它们。爱因斯坦说，尽管量子力学取得了无可否认的成功，但它一定是某种重塑客观现实的更深刻理论的不完整化身。然而没有多少人像爱因斯坦一样认同这种想法，因为许多年来它一直都是人们无法排除的一种可能性，爱因斯坦一直到死都相信他的说法将在某天被证明是有道理的。然而在最近几十年，基于爱尔兰理论物理学家约翰·贝尔（1928—1990）巧妙著作的复杂实验已经排除了那种可能性。量子不确定性因而得以保留。
“爱因斯坦的意见，”玻恩坦承道，“就像重重的一击。”玻恩和海森堡一起为量子理论的概率解释做出了重要贡献，他希望得到更积极的回应。他很尊敬爱因斯坦，因而感到一丝失落，就像被一位受人尊敬的领袖抛弃了一样。其他人也有类似的感觉，甚至在不得不反对爱因斯坦的观点时难过地流下了眼泪。但很快爱因斯坦就发现在反对量子理论时他是孤军奋战，正如他自己说的那样，唱着“我孤独的小腔小调”以及看起来“就像我的外表一样奇怪”。1949年，在他最初写信反对玻恩的著作大概20年后，还有6年就将辞世的他又一次给玻恩写信，他说：“大家都认为我食古不化，年纪越大就越瞎越聋。我感觉这个形象并不是那么令人反感，因为它跟我的气质非常匹配。”
* * * 创造量子理论的中欧科学智囊团超越或者至少匹敌我们在穿越历史的旅途中遇到的任何灿若明星的知识分子群体。创新始于适宜的自然和社会环境，因而那些处于偏远地区的人没有做出多少贡献也就绝非偶然：受到揭示出一连串与原子有关的新现象的技术进步的驱动，理论物理学家在当时也有幸成为智囊团的一分子，为那个在人类历史上首次被披露的领域提出了见解和观察。这是欧洲历史上一个不可思议的时代，想象力如同一道道闪电刺破天空，一个自然新王国的轮廓开始浮现。量子力学源自许多科学家的勤奋和天资，他们在少数几个国家里工作、交换观点、互相辩论，但他们的激情和奉献全都为了同一个目标。
然而，即将攻陷他们大陆的混乱和野蛮给这些杰出人物的团结与碰撞蒙上了阴影。量子物理学的明星如同拙劣的洗牌掉出的扑克一样散落各地。
一切都开始于1933年1月，时任德国总统，陆军元帅保罗·冯·兴登堡任命阿道夫·希特勒为德国总理。同一天夜里，在伟大的哥廷根大学所在的小镇——海森堡、玻恩和乔丹合作研究海森堡力学的地方——身着制服的纳粹在大街上游行，他们一边挥舞着火把和纳粹党徽，一边唱着爱国歌曲，并奚落着犹太人。在几个月的时间里，纳粹在全国各地展开了焚烧书籍的活动，声称要把非雅利安人的教师从大学里驱逐出去。突然之间，许多最受人尊敬的德国知识分子要么被迫舍弃了他们的家园，或者要么和我那身在波兰，没有这种选择的裁缝父亲一样，留下来面对纳粹日益猖獗的威胁。据估计，在5年时间里有将近2 000名顶级科学家因为血统或政治信仰的原因而被迫逃亡。
然而，关于希特勒的崛起，据说海森堡曾欣喜地评论道：“至少我们现在有了秩序，可以结束这场动荡了，我们有一双强有力的手统治着德国，这对欧洲有好处。”海森堡在十来岁的时候就开始对德国社会的发展方向心怀不满。他甚至在一个民族主义青年团体中非常活跃，这个团体经常组织去野外徒步旅行，他们围坐在篝火旁批评德国人道德的沦丧以及共同目标和传统的缺失。作为一名科学家，他也想远离政治，但他似乎看到希特勒强有力的手能够恢复德国“一战”前的伟大。
然而，海森堡支持并协助发明的新物理学却注定会激怒希特勒。在19世纪，德国物理学凭借数据收集和分析初步确立了它的卓越和声望。
当然也有人提出了数学假设并对其进行分析，但这通常不是物理学家关注的重点。然而，在20世纪前几十年，理论物理学作为一个研究领域得到了极大的发展，正如我们看到的那样，它取得了令人炫目的成功。然而，纳粹却认为它过度理论化，是一种深奥难解的数学。和他们痛恨的“堕落”艺术一样，他们讨厌它的超现实主义和抽象概念。最糟糕的是，它的大部分内容是犹太科学家的工作成果（爱因斯坦、玻恩、玻尔、泡利）。
纳粹开始把这些新理论——相对论和量子理论——称为“犹太人的物理学”。因此，它们不但是错误的，也是堕落的，纳粹禁止大学开设关于它们的课程。甚至连海森堡也有了麻烦，因为他曾经研究过“犹太人的物理学”，还和犹太物理学家一起工作过。这种抨击让海森堡感到愤怒，尽管他可以在国外获得很多享有盛誉的职位，但他依然选择留在德国，效忠政府，对第三帝国言听计从。
海森堡试图直接恳请海因里希·希姆莱帮忙解决他的问题，希姆莱是纳粹党卫军的头目，以后还将负责建造集中营。海森堡的母亲和希姆莱的母亲相识多年，海森堡通过这层关系给希姆莱写了一封信。希姆莱的回应是持续了8个月的严密审查，这成为海森堡未来很多年的噩梦，但希姆莱最终宣布“我相信海森堡是清白的，我们不能损失这个人，或者让他保持沉默，他相对比较年轻，还可以教育新一代”。海森堡同意了，作为交换，他将否认犹太物理学的犹太创造者，并避免在公共场合提到他们的名字。
至于其他著名的量子先驱，卢瑟福当时在剑桥。他在这里帮助成立了一个旨在帮助学术难民的组织，并出任主席。他于1937年去世，享年66岁，死于绞窄性疝气手术的延误。狄拉克成为剑桥大学卢卡斯教授（牛顿和巴贝奇曾经的职务，霍金将来的职务），有一段时间他研究与英国原子弹计划有关的问题，接下来被邀请为曼哈顿计划工作，但因为道德原因拒绝了。他在塔拉哈西的佛罗里达州立大学度过了他的晚年，1984年在这里去世，享年82岁。泡利当时是苏黎世大学的一名教授，他和卢瑟福一样也是一个国际难民计划的领导，但当战争爆发时，他拒绝了瑞士国籍，逃到了美国，战争结束后不久被授予诺贝尔奖。晚年，他开始对神秘主义和心理学，尤其是梦境产生了越来越浓厚的兴趣，他还是苏黎世荣格学院的创始人之一。他于1958年在苏黎世一家医院去世，享年59岁，死于胰腺癌。
和泡利一样，薛定谔也是奥地利人，但当希特勒掌权时他在柏林生活。对于希特勒，就和许多其他方面一样，薛定谔被证明是海森堡的对立面：他直言不讳地反对纳粹，并很快离开德国，在牛津大学获得了一个职位。这之后不久，他和狄拉克一起获得了诺贝尔奖。海森堡当时正试图使德国物理学界保持团结，他对薛定谔的离去表示愤恨：“因为他既不是犹太人也没有受到威胁。” 结果证明，薛定谔并不会在牛津大学待多长时间。之所以会出现麻烦，是因为他和他的妻子以及情妇生活在一起——他把这个情妇看得比第二妻子还重要。正如他的传记作者沃尔特·穆尔写的那样，在牛津，“妻子被当作是不幸的女性附属品……在牛津有一个妻子就已经很糟糕了——有两个那就太可怕了”。 薛定谔最终在都柏林定居下来。他在1961年死于肺结核，享年73岁。他是在1918年参加第一次世界大战时首次感染上这种病的，从此以后就饱受呼吸问题的折磨，这也是他为什么喜欢阿尔卑斯山度假胜地阿罗萨的原因，也正是在这个地方他发展出了他的量子理论。
当希特勒开始掌权时，爱因斯坦和玻恩就生活在德国，由于他们的犹太血统，及时移民变成一件生死攸关的事情。爱因斯坦当时是柏林的一名教授，希特勒被任命的那一天他恰巧正在美国加州理工学院访问。
他决定不回德国，从此他再也没有踏上过那片土地。纳粹查抄了他的私人财产，焚毁了他关于相对论的作品，并悬赏5 000美元要他的人头。
但他早有准备：在他们动身去加利福尼亚之前，爱因斯坦告诉他的妻子好好再看一眼他们的房子。“你再也不会看到它了。”他对她说。 她认为他在说胡话。
爱因斯坦在1940年成为美国公民，但也保留了他的瑞士国籍。他在1955年去世，随后被送往一家火葬场，12名亲密朋友正安静地聚集在这里。在简短的悼念活动结束后，他的遗体被火化，骨灰被撒在了一个不公开的地点，但普林斯顿医院的一位病理学家却摘除了他的大脑，此后它就一直被反复地研究。它剩余的部分目前在马里兰州银泉市的美国陆军国家健康和医学博物馆。
由于被禁止讲课，同时又担心对他孩子持续的骚扰，玻恩也试图马上离开德国。海森堡尽力使玻恩免于受到非雅利安人工作限制的影响，但最后在泡利的难民组织的帮助下，玻恩于1933年7月离开德国，在剑桥大学得到一项任命，后来又搬到了爱丁堡。1932年玻恩选择对诺贝尔奖置之不理，于是海森堡获得了它——因为他们一起完成的工作——玻恩在1954年获得了自己的诺贝尔奖。玻恩于1970年去世，他墓碑上镌刻的墓志铭是“pq－qp= h /2π”，这是量子理论最著名的公式之一，这个数学声明将成为海森堡不确定性原理的基础——这是他和狄拉克分别独立发现的。
生活在丹麦的玻尔管理着一所如今被称为尼尔斯·玻尔研究所的机构，有一段时间他并没有受到希特勒行动的影响，他帮助犹太科学家难民在美国、英国、瑞典寻找工作。但希特勒在1940年侵入丹麦，1943年秋天，驻哥本哈根的瑞典大使向玻尔透露他面临立即被拘捕的危险，这是驱逐所有丹麦犹太人计划的一部分。他本来应该在一个月之前就被逮捕，但巧合的是，纳粹感觉如果他们等到大规模拘捕行动结束后再去抓玻尔或许会减少这件事情引发的公愤。这个延误拯救了玻尔，他和妻子逃到了瑞典。第二天，玻尔见到了国王古斯塔夫五世，并说服他公开为犹太难民提供庇护。
然而玻尔自己却面临着被绑架的危险。瑞典遍布德国特务，尽管他被安置在一个秘密地点，但这些特务知道他就在斯德哥尔摩。很快温斯顿·丘吉尔就带话给玻尔称英国将营救他，他被装进一架德哈维兰蚊式轰炸机炸弹舱里的垫子中，这是一种高空快速飞行轰炸机，没有携带武器，可以避开德国战斗机。在飞行过程中，玻尔由于缺氧昏了过去，但他还是活着到了英国，身上依然穿着他离开丹麦时所穿的衣服。他的家人随后也赶来了。玻尔又从英国逃到了美国，并成为曼哈顿计划的一名顾问。战争结束后他又回到哥本哈根，于1962年在这里去世，享年77岁。
1927年在布鲁塞尔参加第五届索尔维国际电子和光子大会的量子理论先驱。后排：薛定谔(左六)，泡利(左八)，海森堡(左九)。中排：狄拉克(左五)，玻恩(左八)，玻尔(左九)。前排：普朗克(左二)，爱因斯坦(左五)在伟大的量子理论家中，只有普朗克、海森堡和乔丹留在了德国。
和伟大的实验主义者盖革一样，乔丹也是一名狂热的纳粹分子。他成为德军300万纳粹党突击队中的一员，自豪地穿着他带有纳粹标志臂章的褐色制服和长筒靴。 他试图使纳粹对制造先进武器的各种方案产生兴趣，但讽刺的是，由于他和“犹太人的物理学”之间的瓜葛，没有人理会他。在战争结束后，他进入德国政坛，并在联邦议院（德国的议会）赢得一个席位。他在1980年去世，享年77岁，是那些早期先驱中唯一没有获得诺贝尔奖的人。
普朗克并不支持纳粹，但他并没有做太多努力去反抗他们，哪怕是悄悄地反抗。相反，和海森堡一样，他的首要任务似乎是在符合所有纳粹法律和规定的情况下尽可能多地保护德国科学。他在1933年5月与希特勒会面，目的是劝阻他不要推行从德国学术界驱逐犹太人的政策，但这次会面当然不会改变什么。几年后，普朗克最亲近的幼子试图以最勇敢的方式改变纳粹党——他是1944年7月20日刺杀希特勒计划的一名成员。在和其他人一起被捕之后，他遭受了严刑拷打，最后被盖世太保杀害了。对于普朗克来说，这是他充满悲剧的一生中最为悲惨的事情。 在他的5名子女中，有3个年纪轻轻就去世了——他最年长的儿子在“一战”中的一次行动中被杀，两个女儿死于难产。然而，据说正是他儿子被处决最终熄灭了普朗克继续活下去的欲念。他在两年后去世，享年89岁。
最初的热情过后，海森堡也开始对纳粹感到厌恶。尽管如此，在第三帝国统治期间他依然在科学界身居高位，无怨无悔地履行他的职责。当犹太人被从大学中驱逐时，他尽最大努力吸引最优秀的替代者以保护德国物理学。他从未加入纳粹党，但他始终没有放弃他的职位，也从未与这个政权决裂。
当德国在1939年启动原子弹计划时，海森堡也参与其中，并投入了巨大的精力。他很快就完成了运算，证明核裂变链式反应有可能实现，一种纯的叫作铀235的稀有同位素可以用来制造威力巨大的炸药。这是历史上众多具有讽刺意味事件的一个代表，德国人在战争初期的胜利将导致他们彻底的失败：由于战事进展得非常顺利，纳粹政权最初并没有部署太多资源来研究原子弹，但当战事发生逆转时，一切都太迟了——在他们可以造出一颗原子弹之前纳粹就被打败了。 战争结束后，海森堡和其他9名顶尖德国科学家一起被盟军暂时关押了一段时间。被释放后，他回去继续研究物理学的根本问题，努力重建德国科学，并试图恢复他在其他国家的科学家中的名誉。海森堡在1976年2月1日死于他位于慕尼黑的家中，再也没能取得他曾经享有的地位。
战争结束后，物理学界对海森堡的反应褒贬不一，这或许可以从我自己的行为中体现出来。1973年，当我还是一名学生时，我获得了参加他在哈佛的一个关于量子理论发展的讲座的机会，我没法让自己参加。 但数年之后，当我成为一个他曾经担任过主任的研究所的一名洪堡研究员时，我经常会站在他曾经工作过的办公室外，思索着这种帮助他发明出量子力学的精神。
