“A kvantummechanikát olyan teljes elméletnek tekintjük, amelynek alapvető fizikai és matematikai hipotézisei többé nem módosíthatók.”
-Heisenberg és Max Born, az 1927-es Solvay-i kongresszuson elhangzott előadás
Heisenberg 1927 februárjában fogalmazta meg a bizonytalansági elvet, miközben Bohr elméleti fizikai intézetének előadójaként dolgozott a koppenhágai egyetemen. Bohr, aki síelni volt szabadságon, visszatért az intézetbe, ahol Heisenberg dolgozatát már vázlatban találta. A dolgozatot Heisenberg kérésére továbbította Einsteinnek, Bohr azonban panaszkodott Einsteinnek, hogy Heisenberg megközelítése túl szűkszavú, és a gammamikroszkópja hibás, bár az eredmény helyes volt. Bohr számára a bizonytalansági viszonyok nem pusztán a kvantumegyenletekből, a részecskék és a diszkontinuitás használatából adódtak. A hullámokat és a részecskéket egyaránt figyelembe kellett venni, és a fényhullámok elektron általi szórása is döntő jelentőségű volt. Amikor Heisenberg korrigálta gondolatkísérletét, az csak megerősítette az eredményeket.
Bohr szavai szerint a hullám- és részecskekép, illetve a szemléletes és az oksági ábrázolás “kiegészítik” egymást. Vagyis kölcsönösen kizárják egymást, de együttesen nélkülözhetetlenek a kvantumesemények teljes leírásához. Nyilvánvaló, hogy a mindennapi világban egy kísérletben egy tárgy nem lehet egyszerre hullám és részecske; a helyzettől függően vagy az egyiknek, vagy a másiknak kell lennie. Ezen értelmezés későbbi finomításaiban a meg nem figyelt objektum hullámfüggvénye a hullám- és a részecskekép keveréke, amíg a kísérletező nem választja ki, hogy egy adott kísérletben mit figyeljen meg. (Ne feledjük, hogy Heisenberg szerint egy tárgy pályája akkor jön létre először, amikor megfigyeljük.) Azzal, hogy a kísérletező vagy a hullám-, vagy a részecskeképet választja, megzavarja az érintetlen természetet. Az ilyen kivételezés korlátot szabadít fel abban, hogy mit lehet megtudni a természetről “úgy, ahogyan az valójában van”. Ezt a korlátot fejezik ki Heisenberg bizonytalansági összefüggései, amelyek Bohr számára azzal függtek össze, amit ő most “komplementaritásnak” nevezett. A komplementaritás, a bizonytalanság és a Schrödinger-féle hullámfüggvény statisztikai értelmezése összefüggött egymással. Együtt alkották a kvantummechanika fizikai jelentésének logikai értelmezését, amelyet “koppenhágai értelmezésként” ismertek.”
“Mivel a Bohrral folytatott beszélgetéseim gyakran jóval éjfél utánig tartottak, és nem vezettek kielégítő eredményre, …mindketten teljesen kimerültek és meglehetősen feszültek lettünk.”
-Heisenberg, visszaemlékezés
Heisenberg kezdetben hevesen tiltakozott Bohr nézetei ellen. Ragaszkodva a részecskék és a diszkontinuitás elsődleges használatához, visszautasította Bohr javaslatát, hogy vonja vissza a már sajtó alá rendezett dolgozatát. Csatolt azonban egy bekezdést, amelyben figyelmeztette az olvasókat Bohr nézeteire, és elismerte a mikroszkóp felbontásával kapcsolatos tévedését. A Bohrral folytatott harc 1927 első hónapjaiban olyan hevessé vált, hogy Heisenberg állítólag egy alkalommal sírva fakadt, és még Bohrt is sikerült megsebeznie éles megjegyzéseivel. Nyilvánvalóan sok forgott kockán a 25 éves fiatalember számára.
1927 őszére a dolgok teljesen megváltoztak. Heisenberg munkahelyi helyzete a lipcsei egyetemre való kinevezésével rendeződött. Bohr pedig az olaszországi Comói-tónál egy konferencián bemutatta a komplementaritásról szóló érvét. Egy hónappal később, 1927 októberében Born és Heisenberg a belgiumi Brüsszelben tartott Solvay-féle fizikakonferencián felszólalva odáig mentek, hogy a kvantummechanikát teljesnek és visszavonhatatlannak nyilvánították.
“Az elmélet sokat ad, de aligha visz közelebb a régi titokhoz. Mindenesetre meg vagyok győződve arról, hogy Ő nem kockázik.”
-Einstein, Max Bornnak írt levelében, 1926. december 4.
Nem mindenki értett egyet az új értelmezéssel, vagy Born és Heisenberg kijelentésével a jövőbeli munkáról. Einstein és Schrödinger a legnevesebb ellenzők közé tartoztak. Életük végéig soha nem fogadták el teljesen a koppenhágai doktrínát. Einstein elégedetlen volt a valószínűségekre való hagyatkozással. De még ennél is alapvetőbbnek tartotta, hogy a természet a kísérletezőtől függetlenül létezik, és a részecskék mozgása pontosan meghatározott. A fizikus feladata, hogy feltárja az ezeket a mozgásokat irányító természeti törvényeket, amihez végső soron nincs szükség statisztikai elméletekre. Az a tény, hogy a kvantummechanika valóban csak statisztikai eredményekkel tűnt konzisztensnek, és nem tudott minden mozgást teljes mértékben leírni, Einstein számára azt jelezte, hogy a kvantummechanika még mindig nem teljes. Azóta alternatív értelmezéseket javasoltak, amelyeket ma már komolyan fontolgatnak.
Látogasson el Einstein-kiállításunkra a Bohr-Einstein-vitákról.
Az Einstein és mások ellenvetései ellenére Bohrnak, Heisenbergnek és kollégáiknak sikerült elérniük, hogy az akkori fizikusok többsége elfogadja értelmezésüket. Tették ezt egyrészt azzal, hogy az új értelmezést előadásokon mutatták be szerte a világon, másrészt azzal, hogy bebizonyították, hogy az működik. Az elmélet sikerei természetesen sok legjobb diákot vonzottak az olyan intézetekbe, mint Heisenbergé, akik közül néhányan még Amerikából, Indiából és Japánból is érkeztek. Ezek a ragyogó diákok, akiket a koppenhágai doktrína nevelt és az új kvantummechanikára nevelt, a fizikusok új és meghatározó generációját alkották. A Németországban és Közép-Európában élők magukkal vitték az új eszméket, amikor az 1930-as és 1940-es években, Hitler németországi hatalomra jutását követően szétszéledtek a világban.