言歸正傳。我們在前麵講到，1924，1925年之交，物理學正處在一個非常艱難和迷茫的境地中。玻爾那精巧的原子結構已經在內部出現了細小的裂紋，而輻射問題的本質究竟是粒子還是波動，雙方仍然在白熱化地交戰。康普頓的實驗已經使得最持懷疑態度的物理學家都不得不承認，粒子性是無可否認的，但是這就勢必要推翻電磁體係這個已經紮根於物理學近百年的龐然大物。而後者所依賴的地基——麥克斯韋理論看上去又是如此牢不可破，無法動搖。
我們也已經提到，在海森堡來到哥本哈根前不久，玻爾和他的助手克喇默斯還有斯雷特發表了一個稱作BKS的理論以試圖解決波和粒子的兩難。在BKS理論看來，在每一個穩定的原子附近，都存在著某些“虛擬的振動”（virtual oscillator），這些神秘的虛擬振動通過對應原理一一與經典振動相對應，從而使得量子化之後仍然保留有經典波動理論的全部優點（實際上，它是想把粒子在不同的層次上進一步考慮成波）。然而這個看似皆大歡喜的理論實在有著難言的苦衷，它為了調解波動和微粒之間的宿怨，甚至不惜拋棄物理學的基石之一：能量守恒和動量守恒定律，認為它們隻不過是一種統計下的平均情況。這個代價太大，遭到愛因斯坦強烈反對，在他影響下泡利也很快轉換態度，他不止一次寫信給海森堡抱怨“虛擬的振動”還有“虛擬的物理學”。
BKS的一些思想倒也不是毫無意義。克喇默斯利用虛擬振子的思想研究了色散現象，並得出了積極的結果。海森堡在哥本哈根學習的時候對這方麵產生了興趣，並與克喇默斯聯名發表了論文在物理期刊上，這些思路對於後來量子力學的創立無疑也有著重要的作用。但BKS理論終於還是中途夭折，1925年4月的實驗否定了守恒隻在統計意義上成立的說法，光量子確實是實實在在的東西，不是什麼虛擬波。BKS的崩潰標誌著物理學陷入徹底的混亂，粒子和波的問題是如此令人迷惑而頭痛，以致玻爾都說這實在是一種“折磨”（torture）。對於曾經信奉BKS的海森堡來說，這當然是一個壞消息，但是就像一盆冷水，也能讓他清醒一下，認真地考慮未來的出路何在。
哥本哈根的日子是緊張而又有意義的，海森堡無疑地感到了一種競爭的氣氛：他在德國少年成名，聽慣了旁人的驚歎和讚賞，現在卻突然發現身邊的每一個人都毫不遜色。特別是玻爾那風度翩翩的助手克喇默斯，人家不但在物理上才華橫溢，更能極為流利地說五種不同的語言，鋼琴和大提琴的水準令人歎為觀止，這不免讓海森堡產生一絲妒意，並以他那好勝的性格加倍努力地追趕。當然，競爭是一回事，哥本哈根的自由精神和學術氣氛在全歐洲都幾乎無與倫比，而這一切又都和尼爾斯·玻爾這位量子論的“教父”密切相關。毫無疑問在哥本哈根的每一個人都是天才，但他們卻都更好地襯托出玻爾本人的偉大來。這位和藹的丹麥人對於每個人都報以善意的微笑，並引導人們暢所欲言，探討一切類型的問題。人們像眾星拱月一般圍繞在他身邊，個個都為他的學識和人格所折服，海森堡也不例外，而且他更將成為玻爾最親密的學生和朋友之一。玻爾常常邀請海森堡到他家（就在研究所的二樓）去分享家藏的陳年好酒，或者到研究所後麵的樹林裏去散步並討論學術問題。玻爾是一個極富哲學氣質的人，他對於許多物理問題的看法都帶有深深的哲學色彩，這令海森堡相當震撼，並在很大程度上影響了他本人的思維方式。從某種角度說，在哥本哈根那“量子氣氛”裏的熏陶以及和玻爾的交流，可能會比海森堡在那段時間裏所做的實際研究更有價值。泡利後來說，他很高興海森堡在哥本哈根“學到了一點哲學”。
那時候，有一種思潮在哥本哈根流行開來。這個思想當時不知是誰引發的，但曆史上大約可以回溯到馬赫。這種思潮說，物理學的研究對象隻應該是能夠被觀察到被實踐到的事物，物理學隻能夠從這些東西出發，而不是建立在觀察不到或者純粹是推論的事物上。這個觀點對海森堡以及不久後也來哥本哈根訪問的泡利都有很大影響，海森堡開始隱隱感覺到，玻爾舊原子模型裏的有些東西似乎不太對頭，似乎它們不都是直接能夠為實驗所探測的。最明顯的例子就是電子的“軌道”以及它繞著軌道運轉的“頻率”。我們馬上就要來認真地看一看這個問題。
1925年4月27日，海森堡結束哥本哈根的訪問回到哥廷根，並開始重新著手研究氫原子的譜線問題——從中應該能找出量子體係的基本原理吧？海森堡的打算是仍然采取虛振子的方法，雖然BKS倒台了，但這在色散理論中已被證明是有成效的方法。海森堡相信，這個思路應該可以解決玻爾體係所解決不了的一些問題，譬如譜線的強度。但是當他興致勃勃地展開計算後，他的樂觀態度很快就無影無蹤了：事實上，如果把電子輻射按照虛振子的代數方法展開，他所遇到的數學困難幾乎是不可克服的，這使得海森堡不得不放棄了原先的計劃。泡利在同樣的問題上也被難住了，障礙實在太大，幾乎無法前進，這位脾氣急躁的物理學家是如此暴跳如雷，幾乎準備放棄物理學。“物理學出了大問題”，他叫嚷道，“對我來說什麼都太難了，我寧願自己是一個電影喜劇演員，從來也沒聽說過物理是什麼東西！”（插一句，泡利說寧願自己是喜劇演員，這是因為他是卓別林的fans之一）