Nel 1932 il premio Nobel per la fisica venne assegnato al fisico tedesco Werner Karl Heisenberg per il ruolo avuto nella nascita della meccanica quantistica, una delle più importanti conquiste di tutta la storia della Scienza.
La meccanica è quel ramo della fisica che tratta delle leggi generali che iovemano il movimento degli oggetti materiali; è una delle branche fondamentali della fisica, che a sua volta si può considerare come la più importante delle scienze.
Nei primi anni del xx secolo divenne sempre più evidente che le leggi della meccanica generalmente accettate non erano in grado di descrivere il comportamento di oggetti estremamente piccoli, quali gli atomi e le particelle subatomiche.
Questa consapevolezza si rivelò al contempo preoccupante e sconcertante, dato che le leggi acquisite funzionavano in modo egregio se applicate a oggetti macroscopici (ossia a oggetti molto più grandi dei singoli atomi).
Nel 1925 Werner Heisenberg propose una nuova formulazione della fi-|ica, radicalmente diversa nelle sue concezioni fondamentali dalla teoria classica di Newton.
Questa nuova teoria - che venne in parte modificata dopo di lui - ha avuto grande successo, e oggi viene accettata come applicabile a tutti i sistemi fisici, qualunque sia il loro tipo o la loro dimensione.
Si può dimostrare in modo matematico che quando sono interessati soltanto i sistemi macroscopici, le previsioni della meccanica quantistica differiscono da quelle della meccanica classica in misura decisamente troppo piccola per essere valutate.
Il principio di indeterminazione può essere espresso con la seguente formula:
A sinistra ci sono le due fenditure (i quadrati)
mentre sulla destra è rappresentato il muro dove arrivano le onde,
dopo aver interferito in modo da avere forza "nulla"
dove i cerchi sono neri e un multiplo delle forze nei punti rossi.
(Per questo motivo la meccanica classica - che sotto il profilo matematico è molto più semplice della meccanica quantistica - può continuare a essere usata nella maggior parte dei calcoli scientifici).
Ma quando si tratta di sistemi di dimensioni atomiche, le previsioni della meccanica quantistica presentano differenze sostanziali rispetto a quelle della meccanica classica; gli esperimenti condotti hanno dimostrato che in questi casi sono quelle della meccanica quantistica a risultare esatte.
Una delle conseguenze della teoria di Heisenberg è il famoso “principio di indeterminazione”, da lui stesso formulato nel 1927.
Questo principio è generalmente considerato uno dei più profondi e lungimiranti di tutta la scienza; esso stabilisce alcuni limiti teorici alla nostra capacità di effettuare misurazioni scientifiche, e le sue implicazioni sono enormi.
Se le leggi fondamentali della fisica impediscono a uno scienziato, anche in circostanze ottimali, di acquisire una conoscenza esatta del sistema che sta studiando, ne consegue ovviamente che il futuro comportamento di quel sistema non potrà essere del tutto prevedibile. Secondo questo principio, neppure apportando migliorie ai nostri apparecchi di misurazione saremo mai in grado di superare questa difficoltà!
Il principio di indeterminazione afferma che la fisica, per la natura stessa delle cose, non può fare altro che previsioni statistiche. (Uno scienziato che studiasse la radioattività ad esempio, potrà predire che, dato un trilione di atomi di radio, due milioni emetteranno raggi gamma nella giornata successiva; ma non è in grado di prevedere quale atomo in particolare li emetterà).
Dio non gioca a dadi
In molte circostanze di ordine pratico, questo non rappresenta un limite grave; quando si tratta di grandi numeri, i metodi statistici costituiscono spesso un punto di partenza affidabile; ma quando si ha a che fare con piccoli numeri, le previsioni statistiche risultano del tutto inaffidabili.
Nel caso dei piccoli sistemi, poi, il principio di indeterminazione ci costringe ad abbandonare il concetto di una causalità fisica rigidamente intesa.
Questo rappresenta un cambiamento radicale della filosofia della scienza, tanto radicale che persino un grande scienziato come Einstein non è mai stato disposto ad accettarlo e fece la famosa affermazione: «Non posso credere che Dio giochi a dadi con l’universo».
E tuttavia è proprio questo il punto di vista che la maggior parte dei fisici moderni ha ritenuto indispensabile adottare. 
Una rappresentazione artistica del principio di Indeterminazione
L'impossibilità di determinare le posizioni e la quantità delle figure geometriche sul piano ricorda
il principio di indeterminazione di Heisenberg. Molto più probabilmente però l'autore era completamente fatto. 
Niels Bohr, Werner Heisenberg e Wolfgang Pauli
in una foto del 1935
È chiaro che sotto il profilo teorico la teoria dei quanti ha modificato radicalmente il nostro modo di concepire il mondo fisico, forse più di quanto non abbia fatto quella della relatività; ma le conseguenze della teoria dei quanti non sono soltanto filosofiche.
Tra le sue applicazioni pratiche ricordiamo i microscopi elettronici, i laser e i transistor; per non parlare dei suoi molti impieghi nel campo della fisica nucleare e dell’energia atomica.
Costituisce la base della spettroscopia e ha una vasta gamma di utilizzazioni in astronomia e in chimica; se ne fa uso anche per la ricerca teorica su argomenti diversi quali le proprietà dell’elio liquido, la costituzione interna delle stelle, il ferromagnetismo e la radioattività.
Nato in Germania nel 1901, Heisenberg si laureò in fisica teorica all’università di Monaco nel 1923.
Dal 1924 al 1927 lavorò a Copenhagen con il grande fisico danese Niels Bohr.
La sua prima pubblicazione importante sulla meccanica quantistica risale al 1925, mentre la sua formulazione del principio di indeterminazione è del 1927.
Morì nel 1976, all'età di settantaquattro anni, lasciando la moglie e sette figli.
Heisenberg non è stato l’unico scienziato importante a essersi occupato della meccanica quantistica.
Alcuni suoi predecessori avevano già dato validi contributi all'argomento; tra essi ricordiamo Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr e il francese Louis de Broglie.
Molti altri scienziati hanno seguito le sue orme negli anni immediatamente successivi alla sua fondamentale pubblicazione: tra gli altri l’austriaco Schròdinger e l’inglese P. A. M. Dirac.
Ciononostante, Heisenberg può essere considerato a pieno titolo il padre della meccanica quantistica.
