海森堡測不準原理是量子物理中幾大延伸至普通流行文化中的思想之一，這個思想是說你永遠不可能同時知道一個物體的準確位置和準確速度，並作為隱喻頻頻出現於文學批判，甚至體育評論中！
測不準原理經常被解釋為測量的結果，也就是測量一個物體的位置時，你改變了它的速度，反之亦然。而真正的起源比這要深奧得多，而且也更讓人驚異。
測不準原理存在的理由是因為宇宙中所有的東西都同時表現出粒子和波的形態。在量子科學裡，一個物體的準確位置和準確速度沒有任何意義。要想搞懂這些，我們需要思考表現出粒子或波的形態的意義。
粒子的定義是於時間中任何一瞬間存在於唯一一個地方，我們可以將它用圖表描繪出來，顯示著找到這個物體在某個位置的可能性，100%在某個位置，0%在其他所有位置。
而波是空間中散開的幹擾，就像池塘上覆蓋著的漣漪，我們可以清楚地識別出波型整體的特徵，最重要的是它的波長，也就是相鄰兩個波峰之間的距離，或是兩個相鄰的波谷。但是我們不能將其分配到一個未知上，它在一個位置上的可能性很小。
波長是量子物理的基本，因為一個物體的波長與它的動量息息相關，動量是質量乘以速率。一個移動得很快的物體有很大的動量，相應的波長就非常短。一個很重的物體即使速度不快，但是它也有很大的動量，同樣波長也非常短。
這就是為什麼我們注意不到日常物體波的本質。如果你將一個棒球向上扔的話，它的波長是10的負33次方米，小得完全無法發現。
但是微小的物體，比如原子核電子，有足夠大的波長，可以用物體實驗來測量。所以如果我們有一個純波，我們可以測量出它的波長，並以此推出它的動量，但是它沒有位置。我們可以很好地測量出一個粒子的位置，但是它沒有波長，所以我們不知道它的動量。
要得到一個同事有位置和動量的粒子，我們需要融合著兩種思想，也就是畫出一個有波的圖表，但是只在一個小區域內有波，要怎麼才能做到呢？
答案是將不同波長的波組合在一起，也就是給我們的量子物體一些有不同動量的可能性。當我們將兩個波加在一起時，我們發現有些地方波峰對齊，創造出一個更大的波，而其他地方則是一個波的波峰抵消了另一個波的波谷。
結果就是有些地方我們可以看到波，中間隔著一段空白。如果我們加入第三個波，這些波相互抵消的地方則更大，加入第四個則會變得更大，而有波的區域越來越小。
如果我們繼續加入波，就可以創造出一個波包，在小區域內由一個明確的波長，而這就是一個本質同時是粒子和波的量子物體！
但是為了達到這點，我們必須要放棄對於位置和動量的確定性，它的位置並沒有被限制到一個點上，在波包中心附近找到它的可能性很大，而且我們時將很多波加在一起創造出的波包，也就是說測量出的動量有可能對應其中任何一個波的動量！
位置和動量都是不確定的，並且這兩個不確定性是連接的。如果你想減少位置的不確定性，則要做出一個更小的波包，也就是加入更多的波，也就是更大的對動量的不確定性。而而如果你想要更確定的動量，則需要一個更大的波包，也就是更大的對位置的不確定性！
這就是海森堡測不準原理，被德國物理學家沃爾納-海森堡在1927年第一個提出。這種不確定性並不是測量方法的好與壞，而是將物質粒子與波的本質和在一起後不可避免的結果。測不準原理並不是測量的一個實際限制，而是一個物體性質的限制，是宇宙基本結構的一部分！