在第一次世界大战期间，相对论在哥廷根的科学中占统治地位。但在1921年，物理学主席之职被授予了马克斯·波恩，他举办了一系列的研讨会，在当地激起了人们对原子物理的兴趣。人们对马克斯·波恩的任命感到吃惊，因为他当时已快40岁了。一般来说，物理学家都是在30岁前出成果（数学家甚至更早，生物学家也许要稍晚一些）。但波恩拥有杰出的苏格拉底式的个人才能。他把年轻人吸引到他身边来，并从中挑出最好的。他和年轻人交换思想并进行辩论，从而造就了他杰出的工作成果。在众多的年轻人中，我将挑选谁的名字呢？当然是沃纳·海森堡！他在这里与波恩一起做出了最出色的工作成果。随后，当埃温·薛定谔发表了一个新的基本原子物理学形式时，这里就成了争论的场所。世界各地的人们来到这里参加这一争论。
以这样的腔调来讨论一个主题是有点奇怪的，毕竟，这样的事是应该在午夜的油灯下来做的。20世纪20年代的物理学真的是由争论、研究会、讨论和辩论组成的吗？是的，确实如此，现在也仍然如此！相聚在这儿的人们、相聚在实验室的人们仍然只有用一个数学公式来结束他们的工作。他们都从试图解开概念之谜开始的。那些亚原子粒子之谜、电子之谜和其他的谜仍都是些智力之谜。
关于电子之谜的思想正是在那时提出的。在教授们中间流传着一句俏皮话（由于学校排定的时间表的原因）：电子的行为在星期一、星期三、星期五像粒子，而在星期二、星期四和星期六则像波。你如何才能融合这两个方面，把从宏观世界产生的东西推人一个单一的实体，推人原子内部的、像《格列弗游记》中的小人国一样的世界呢？这就是当时思索和争论的问题。解决这一问题所需要的不是计算，而是洞察力、想像力——如果你愿意的话，也可以用纯哲学来探索。马克斯·波恩在数年后移居英国，并在那儿写自传。我记住了他那时曾说过的一句话：“我现在相信，理论物理实际上就是哲学。”
马克斯·波恩的意思是：物理学中的新思想应归结于对事实的不同看法。世界并不是事物的一种确定的、稳固的排列，它不能与我们对事物的理解完全分开。事物在我们的凝视下漂移、与我们相互作用，其中所蕴含的知识也必须由我们来解释。没有一种方式能做到既交换信息而又不需要判断活动。电子是粒子吗？在玻尔的原子中它的行为像粒子。但，德·布洛格列（deBroke）1924年制作了一个漂亮的电子波模型，在这一模型中，电子的轨道就是紧紧围绕原子核的数量确定的波。马克斯·波思想到了一列电子列车，好像每个电子挨个地骑在机轴上，这样，电子集合起来就组成了一系列的高斯曲线，也就是一种概率波。一种新的思想正在去柏林的火车上、在哥廷根森林中教授们散步的小路上形成：无论组成世界的基本单元是什么，它都比我们的感觉蝶形网所获取的要更精巧、更易变和更令人惊奇。
所有那些林地中的散步和对谈在1927年时达到了光辉的顶点。就在那年初，沃纳·海森堡对电子进行了一种新的描述。他说：“是的，电子是一种粒子，但它是一种仅含少量信息的粒子。”即：你可以指定电子此刻在什么地方，但你却无法对电子施加影响，使其在出发时按指定的速度和方向运动。相反，如果你坚持要以确定的速度和方向发射电子，那么你就无法确切地指定它的起点，或者说也就无法指定它的终点。
这听起来像是一个非常拙劣的描述。但实际上却不是。海森堡通过使这一描述更准确来赋予它深刻的意义。电子所携带的信息局限于它的全体之中。譬如说，电子的速度和方向由于受量子差的局限而结合在一起。这是一个意义深远的思想，这不仅是20世纪伟大的科学思想之一，而且也是科学史上的一个伟大思想。
海森堡把这一原理称作不确定性原理。在某种意义上来说，这是日常生活中的一个颠扑不破的原理。我们知道，我们不会去要求世界是精确的。如果一个事物（例如一张熟悉的脸）在我们认识它之前就必须完全一样的话，我们就不会一天又一天地去认识它。我们认为某事物是同一个事物，是因为该事物有许多相同的地方；但事物绝不可能完全就像它本身一样，它只是在某种程度上相似而已。在认识活动中，判断是建立在一定的误差或者说是不确定性范围内的。所以海森堡原理指出：没有任何事件、甚至没有一个原子事件是可以用确定性来描述，也就说用零误差来描述。这一原理之所以具有深远的意义，是因为海森堡定义出这一误差的可能范围。测量的尺子就是马克斯·普朗克的量子。在原子世界中，不确定性的范围总是用量子来标定的。
不确定性原理仍然还是一个不太好的名称。在科学中或者在科学之外，我们都不是不确定的；我们的知识也只是局限在一定的误差之内。我们应该称这一原理为误差原理。我提出这一称谓是基于两个方面的考虑。第一个方面，从工程的角度来说。由于我们懂得：人与自然以及人与人之间在进行信息交换时是有一定的误差的，因此科学才一步步地前进，其中最成功的计划就是人类的攀登。但第二个方面，我在谈到现实世界时也充满激情地使用了不确定性这个词。人类之间的所有知识、所有信息只能在一定的误差范围内进行交换。千真万确的是，这种带有误差的交换发生在科学、文学中，或者是在政治中，甚至也发生在任何形式的渴望教条的思想交换中。这真是我和你们一生中的一出成年悲剧：在哥廷根，科学家们正在完善最完美精确的误差原理，他们不顾其周围的所有误差在修正之前就已确定了的事实。
整个欧洲的天空正在变暗。但有一块特别的云团一直笼罩在哥廷根达100年之久。在1800年早期，乔安·弗里德里奇·布鲁门贝克（Johannfriedrichblumenbach）就已将他收藏的一具头骨拼成一个整体，这具头骨是一位绅士的，能与他同时代的整个欧洲人区分开来。在布鲁门贝克的著作中投有任何建议，尽管他的确是用解剖的方法来进行人种分类，但这具头骨却会支持对人类进行种族区分。从布鲁门贝克1840年死亡之时开始，所有同样的收藏就在增加、增加，最后成为一个种族主义者和泛德意志理论中心。该中心在国家社会党掌权后获得官方支持。
当希特勒1933年到德国后，德国的奖学金传统在一夜之间就被毁掉了。现在，到柏林的火车只是一个交通工具而已。欧洲不再欢迎想像，特别是科学想像。整个文化观念都在倒退：人的知识是个人的和负责任的观念、在不确定性边缘的一场没有终结的冒险。沉寂就像在伽利略审判之后一样降临了。那些伟大的人们走出来，进入了一个令人恐惧的世界。马克斯·波恩、埃温·薛定谔、阿尔伯特·爱因斯坦、西格蒙德·弗洛依德、托马斯·曼恩、伯托尔特·布里奇特、阿图罗·托斯坎尼尼、布鲁诺·沃尔特、马克·查加尔、恩里科·费米、利奥·斯兹拉德等在数年后最终到达加利福尼亚的萨尔克研究所。
不确定性原理，或者用我自己的话说就是误差原理曾被用来统一认识，即所有的知识都是有局限性的。在历史上具有讽刺意义的事就是：每当这样的理论被提出来的时候，在希特勒统治下的德国或其他暴君统治下的其他国家，总会提出一种相反的观念，一种荒谬的确定性原理。当人们从未来看20世纪30年代时，人们就会把上述一些现像看作是一种正如我一直在说明的、对文化的至关重要的对质，看作是人类反对专制君主的信仰（暴君们认为他们具有绝对的确定性）而作的理论上的攀登。
我必须把这些抽象的东西翻译成具体的术语，而且我想以一个名人的名义来这样作。利奥·斯兹拉德非常乐于参加这项工作，我在去年花了许多个下午，或者说在他生活于萨尔克研究所期问的许多个下午与他来谈论这些工作。
利奥·斯兹拉德是南斯拉夫人，在德国上的大学。1929年，他就已经发表了一篇重要的和前卫性的论文，该论文研究的是知识、自然与人之间的相互关系，也就是现在所说的信息理论。但就在那时，他确信希特勒将会掌权，战争将不可避免。他在房间里准备了两个打好的包，到了1933年，他就锁好门，背着包到了英国。
碰巧就在1933年9月，洛德·卢瑟福在英国的学会会议上发表了一通言论，认为原子能永远不会变成现实。利奥·斯兹拉德属于那种科学家、也许就是那种幽默而又怪僻的人，他们不喜欢任何包含“永远”字眼的宣言，特别是由他们的著名的同事所作出的这样的宣言。所以，他的思维就转而思考这一问题。他给我们讲了一个我们所有认识他的人都会讲的故事：他当时住在海滨宫（StrandPalace）饭店——他喜欢住饭店。一天，他正走路去伦敦医院上班，当他到达南安普敦街时，因遇到红灯而停下来。（我认为这是故事中惟一不可信的部分，因为我知道他从不会因红灯而停下来。）就在红灯变绿之前，他认识到：如果用一个中子去轰击原子，原子就会破碎，然后释放出两个中子，然后，就会发生链式反应。他写了一份含有“链式反应”这个词汇的专利说明书，这一说明书于1934年载入了文件。
现在让我们来看看斯兹拉德的部分个性，虽然这些个性在当时的科学家中是非常典型的，但他却表达得最清楚和最大胆。他想保持这一专利的秘密，以防止科学被误用。事实上，他把该专利指派给海军部，这样才使得该专利直到战后才发表。
但就在这时，战争正变得越来越令人恐惧。核物理前进的步伐、希特勒的前进步伐，正以那种我们现在早已忘却的方式一步步逼近我们。早在1939年，斯兹拉德给乔里奥特·居里（JoliotCurie）写了一封信，问他什么人能发布一道关子出版方面的禁令。他试图让费米不要发表有关原子核方面的研究成果。但最后，在1939年的8月，他写了一封有爱因斯坦签名的信，并送给了罗斯福总统。信中说（大意）：“原子能已经研究出来了，战争是不可避免的。总统要决定的是，科学家们应该用原子能来做什么。”
斯兹拉德没有就此止步，当1945年欧洲战场已取得胜利时，他认识到：原子弹现在将要制造出来，并且会扔到日本。所以斯兹拉德在所到之处发表抗议。他写了一份又一份备忘录。单独给罗斯福总统的备忘录没有成功，因为就在斯兹拉德正要把备忘录交给总统时，罗斯福总统就死了。斯兹拉德总想在日本人或者是一位国际观众前进行原子弹的公开试验，这样，日本人就会知道原子弹的威力，并在人民死亡之前投降。
正如大家所知道的一样，斯兹拉德失败了，和他同一立场的科学家团体也失败了。他做了一个正直的人应做的事。他放弃了物理学转而研究生物学，并且说服其他的物理学家也这么做——这就是他为何来到萨尔克研究所的原因。物理学是科学家们的杰作，并且使过去的50年充满激情。但我们现在知道，这也正是使人们了解生命，特别是人的生命以及理解物理世界的思维的同样单一性的时候。
第一颗原子弹于1945年8月6日早晨8点15分被扔在了日本广岛。就在我久久不能从广岛事件中回过神来时，有人就在斯兹拉德在场的情况下说科学家们的发明被用于毁灭是科学家们的悲剧。斯兹拉德作了回答，因为他比其他任何人都更有权回答这一问题。他说，这不是科学家们的悲剧，“这是人类的悲剧”。
人类进退两难的局面表现在两个方面，其一是信仰，认为结局会证明这一手段是正确的。对苦难故意充耳不闻的按钮操作哲学，已经变成了战争机器中的怪兽。其二是暴露（出卖）了人的灵魂：教条式的断言禁闭了思维，并且把一个国家、一个文明社会变成一群幽灵，变成一群驯服的、受尽折磨的幽灵。
据说科学将使人丧失人性，并且把人变成数字。那是错误，是一种悲剧性的错误。体自己看看就会知道。这是奥斯威辛的集中营和火葬场。这就是把人变成数字的地方。在这个池塘中掩埋着约400万人的骨灰。这些骨灰不是气体烧出来的，是由傲慢、教条和无知造成的。当时，人们相信他们拥有不需做实际试验的、绝对的知识，这就是人们的行为。这就是人们在渴望掌握上帝的知识时所做的事。
科学是知识的一种非常人性化的形式。我们总是处在已知的边缘，我们总能提前知道希望什么。科学中的每一判断都是站在错误的边缘，并且是带个性的。尽管我们可能会出错，但科学对我们能了解的事物来说是一件礼物。我用奥利弗·克伦威尔（OlivetCromwell）的话来结尾：“我恳求你，以上帝的仁慈之心，要想到有可能你也许是错的。”
我作为一位幸存者和证人站在池塘边，作为一位科学家，我要感谢我的朋友利奥·斯兹拉德，作为一个人，我要感谢死于奥斯威辛的我家庭的许多成员。我们必须修正我们对于绝对知识和权力的渴望。我们必须拉近按键命令与行动之间的距离。我们必须与人民接触。