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海森伯在物理學上的主要成就有：1925年提出矩陣力學的初期形式，隨後與M.玻恩和P.約爾丹一起奠定了這種形式的量子力學基礎；1927年提出測不準原理，並因此獲1932年度諾貝爾物理學獎。他還於1932年提出了原子核是由 
質子和中子結合成原子核-結構圖海森伯十分重視對古典哲學的鑽研和物理學哲學問題的探討。他曾說,一個人沒有希臘自然哲學的知識,就很難在現代物理學中作出進展。他對哲學問題的探索是和他的物理學研究密切結合進行的。在創建和發展量子力學時期，他的哲學觀點受到E.馬赫實證論的影響。在研究基本粒子統一場論時期，他的哲學觀點發生了轉變，由馬赫的實證論轉向柏拉圖的理念論。雖然他的哲學論著帶有濃厚的唯心主義色彩，但同時也包含著許多合理的成分，特別是他對主體與客體、因果與機遇、整體與部分、質料與形式等範疇作了富有啟發性的探討。
基本粒子的統一場論圖一海森伯的哲學與通俗科學著作有：《量子論的物理原理》（1930）、《嚴密自然科學基礎近年來的變化》(1935)、《當代物理學的自然觀》(1955)、《物理學和哲學──現代科學中的革命》(19
基本粒子的統一場論圖三
基本粒子的統一場論圖二