20世纪20年代中期，是物理学发展史上极不寻常的年代，有人说它是“天翻地覆的年代”，真是一点儿也不夸张。量子力学的奠基者之一海森堡宣称：粒子的速度和位置乘积不小于普朗克常数与粒子质量之比。也就是说不可能同时准确地测量粒子的位置和速度。
如果宇宙的最终答案指的是确定地了解粒子的一项运动的话，那么，科学手段是无法同时做到准确无误地知道与此有关的另一项运动的。
自从人们掌握了真正的科学理论之后，科学的目标和方法就是明确的。因为人们一直认为，物质世界是由各方面的定律支配着的。如果人们发现了这些定律，就会知道事物的结果。这就是确定性。有了它，科学就有了百战百胜的保证。甚至有人认为，只要发挥足够的智慧，就可以了解宇宙在任何时刻的全部情况。
但是，当科学研究深入到微观世界时，情形就大不一样了。海森堡等人提出的这条爆炸性的结论，如狂飙骤起，吹乱了人们已有的思维模式和科学信念。海森堡说自己曾“绝望”过，玻尔则是“震惊”。
科学迈出了这样大的一步，却是把世界建筑在朦胧的测不准关系上，这简直超越了科学家们的理解能力。玻尔和海森堡为了说明这种奇异结果的深刻含义，费尽了脑筋，以致筋疲力尽而想不出办法。因此，他们在1927年分别出去旅行以便休息和冷静地思考。
玻尔和玛格丽特来到了冰雪覆盖的挪威。玻尔不仅是足球健将，对滑雪也很在行。飞快的滑行速度，侵人的寒冷空气，使玻尔的大脑迅速振作起来，思想的渠道也畅通了许多，长久以来一直寻求的概念一步步变得清晰明朗。
两个星期后，玻尔和海森堡回到哥本哈根。这时候，他们对于量子物理学向科学界提出的看来似乎是荒谬的问题，已经各有了自己的答案。
回来后的第一个早晨，玻尔就一步登两台阶地迈上研究所的楼梯，找到了海森堡，滔滔不绝地讲述自己的观点，他们时而商讨，时而争论。然后，他们又把这些想法告诉了泡利，他们需要泡利敏锐的批评和质问，从而补足自己观点的不足之处，以使其观点全面、准确、完善，这是玻尔最为推崇的研究方法。
玻尔大彻大悟的这个理论认为，真理有两个，而不是一个。换句话说，就是有两个侧面，每个侧面都是正确的，只有把两个侧面结合起来，我们对原子世界才能有全面的理解。原子的各个部分能够结合起来，而不是分割，成为比单独的各个部分更和谐的整体，是因为单独的、甚至相互矛盾的侧面是彼此互补的，这就是互补原理。
海森堡则想出了测不准关系，也就是说粒子的位置和速度若测准其中的一种，则另一种不可能测准。
玻尔进一步指出，原子世界与宏观世界截然不同。
天文学家可以预测月食；以每小时若干英里的限定时速行驶的摩托车骑手也可以确信，如果没有意外，他可以“准时”到达目的地。
这一普遍存在的确定性在宏观世界中显得极其自然，以至人们把它看做如同呼吸一样用不着考虑的原理。
然而，这个原理在原子世界里却被亮了红灯。即使电子在自己轨道上有确定的速度，也无法预言它在某个确定的时刻到达某一点。如果设想在原子世界里有一只“手”，伸出去拿“铅笔”，它可能只是靠近这支“铅笔”，却恼人地扑了一个空。
原因在于：
要观测电子，就不可能不对它产生干扰。观察者的光束会拦住电子，改变它的速度。“任何观测原子内部电子行踪的行动，都同时造成了电子状态的变化”，玻尔这样解释说。
从另一个角度来说，如果没有干涉，没有光线或外来电子与原子碰撞，就不存在量度这一回事，也就谈不上掌握这些知识了。
在波动—粒子二象性的问题上，玻尔认为，有许多证据表明电子是粒子，是一种物质，同时，电子又有波的行为。这两种图景是互相排斥的，但同时又是真实存在的。怎样认识这个问题呢？
“无论这类现象乍一看来显得多么不调和”，玻尔说：“我们也必须认识到它们是互补的。也就是说，它们结合起来，才能清楚地把原子完全弄明白。”
玻尔十分明确地指出，互补性是自然法则的需要，是必不可少的逻辑工具。
这就是玻尔所提出的具有超越时空意义的互补性观点。
玻尔还特意将他的互补思想编成了一份讲义，企图用最通俗的语言让大家理解，然而，当他在研究所里宣讲时，大家都觉得这简直就像天方夜谭一样。
1927年9月，玻尔应邀参加在意大利的科摩湖畔召开的国际物理学会议。玻尔在会上宣读了题为《量子假设及原子理论的新发展》的论文。在这个很不具体的标题下面，玻尔第一次公开发表了他的具有革命性的互补观点。
玻尔的论文刚刚宣读完毕，会场上立刻变得人声鼎沸。薛定谔等人极力反对玻尔的理论，他们极力坚持说，物理学应该建立在“实体”之上，而不是建立在什么测不准、不确定之类的意义上。他们要求的是清楚明白的实体，而不是朦朦胧胧的东西或几率。
时间是检验真理的试金石。当玻尔的理论在长期的实践中充分显示出它非凡的价值时，人们才真正认识到这一理论的重要意义。
狄拉克称之为“急剧地改变了物理学家的世界观，其改变程度大概是空前的”。
奥本海默称之为“人类思维进入新的进化阶段的开始”。
普林斯顿大学教授惠勒则称之为“本世纪最有革命性的科学概念”。
不过，当时人们的认识可是相去甚远，并由此引发了20世纪物理学界两位巨头最著名的论战——玻尔与爱因斯坦大辩论。