Ceritanya berawal ketika Niels Bohr, fisikawan yang dijuluki “orang besar dari Denmark” mengajukan suatu teori bahwa elektron mengelilingi inti dalam orbit-orbit tertentu. “Beri aku spektrum absorbsi, dan elektron itu akan kutemukan”. Pernyataan Bohr ini secara implisit menunjukkan sikapnya yang deterministik: Alam semesta dapat dipastikan.

Bencana datang ketika Werner Heisenberg, fisikawan teoretis asal Jerman, mendaftar sebagai mahasiswa bimbingan Bohr. Suatu saat pada 1922, anak muda 20 tahun itu dengan lancang mengajukan pernyataan kepada jenius Denmark itu dalam suatu kuliahnya: Karena elektron itu tidak akan pernah dapat dilihat oleh manusia maka kepastian dari keadaan elektron tersebut (posisi dan momentumnya) tidak akan pernah dapat dipastikan.

Pernyataan ini membuat Bohr terkesiap. Selesai kuliah, Bohr mengajak Heisenberg berjalan-jalan, berdiskusi mengenai fisika sambil melihat pemandangan alam Jerman. Bohr langsung sadar: anak muda ini bukan orang sembarangan.

Belakangan, Max Born, fisikawan teoritis ternama mengangkat Heisenberg sebagai Dosen di Gottingen. Ketika itu usianya baru 22 tahun. Tidak lama kemudian Bohr mengajaknya ke Copenhagen, kota yang pada masa itu dikenal sebagai salah satu pusat perkembangan fisika teoritis dunia. Pada 1927, Heisenberg merumuskan sebuah teori yang membawa dampak filosofis dan fundamental dalam dunia sains: Prinsip ketidakpastian. Kita tidak mungkin bisa memastikan dimana elektron berada karena kita tidak seluruhnya tahu masa kini! Apabila kita bisa mencari informasi keberadaan (posisi) elektron dengan sangat teliti, maka kita akan kehilangan kepastian mengenai momentumnya, yang artinya sulit menentukan dimana elektron itu berada pada waktu berikutnya. Sebaliknya, jika kita mengukur momentumnya dengan sangat teliti, maka kita akan kehilangan kepastian mengenai keberadaan elektron. Prinsip ini bukan merupakan akibat dari keterbatasan ketelitian instrumen manusia, akan tetapi merupakan sifat yang inheren (melekat) di dunia subatomik.

Dengan mengajukan teori ini, Heisenberg praktis telah menjungkirbalikkan determinisme fisika klasik. Prinsip ketidakpastian Heisenberg menunjukkan bahwa penyusun dari semua benda di alam bersifat takpasti. Meskipun dapat ditentukan akan tetapi tidak pernah dengan ketelitian 100%. Ini terobosan yang membuat geram para pendukung determinis, termasuk diantaranya Einstein. Dari sinilah keluar ucapan Einstein yang terkenal “Tuhan tidak bermain dadu dengan alam!” Meskipun Einstein berulangkali menyerang teori ketidakpastian Heisenberg (yang kini didukung oleh Bohr), Bohr dan Heisenberg selalu dapat menangkis serangannya.

Tuhan nampaknya benar-benar sedang bermain dadu. Sia-sia Einstein berusaha membendung teori kuantum. Kenyataannya, tidak (belum?) ada yang bisa menggantikan teori Heisenberg yang kelak melandasi mekanika kuantum, salah satu mahakarya fisika modern. Pemahaman struktur atomik, laser, black hole, superkonduktor hanyalah sedikit contoh dari penerapan teori kuantum. Richard Feynman, salah satu fisikawan terbaik yang pernah hidup membela prinsip ketidakpastian dengan mengatakan bahwa, “Prinsip ketidakpastian adalah salah satu fondasi fisika kuantum. Jika runtuh, maka runtuhlah fisika kuantum!”

Mengutip fisikawan Stephen W. Hawking, “Tuhan tidak hanya bermain dadu. Ia bahkan melemparnya ke tempat yang tidak kita ketahui.”