Heisenberg naît le à Wurtzbourg (Empire allemand).
Mécanique quantique
Heisenberg à l'âge de 23 ans s'exile sur l'île de Heligoland pour soigner une allergie
aux pollens de fleurs. Devenu assistant à l'université de Göttingen, il y développe la première formalisation de la
mécanique quantique publiée en , en même temps qu'Erwin Schrödinger
.
Toutefois, le formalisme mathématique est différent ; Heisenberg adopte une formalisation matricielle à multiplication non commutative, la « mécanique matricielle », alors que Schrödinger utilise une approche ondulatoire, où la fonction d'onde est une solution d'une équation aux dérivées partielles (équation de Schrödinger). Pour cette raison, on croit d'abord que les 2 théories sont distinctes mais, l'année suivante, Schrödinger établit l'équivalence mathématique des deux formulations.
Principe d'incertitude
Le principe d'incertitude, ou mieux le "principe d'indétermination", qu'il énonce en , affirme que la détermination de certains couples de valeurs de physique classique, par exemple la position et la quantité de mouvement, ne peut se faire avec une précision arbitraire.
Ce principe affirme simplement qu'une particule quantique n'est jamais un corpuscule décrit par la physique classique. On peut le formaliser sous la forme d'un produit mathématique : Δpx Δx ≈ h où Δpx représente l'indétermination sur la quantité de mouvement, Δx l'indétermination sur la position et h la constante de Planck. Ce produit ne peut être inférieur à la constante h⁄4π (ou bien ħ⁄2, où ħ est la constante de Planck réduite) et donc toute précision dans la mesure d'une des deux quantités classiques se fait au détriment de l'autre.
à partir de , il travaille avec Wolfgang Pauli à l'élaboration de la théorie quantique des champs.
Il reçoit le prix Nobel de physique en 1933 (pour l'année 1932) « pour la création de la mécanique quantique,