研究生之父——索末菲
事后证明，这是一个非常幸运的选择。很快，海森堡见到了索末菲。与林德曼不同，当听说海森堡已经研读了贝克曼的《数论》之后，索末菲现出难以置信的神情，兴奋地说：“啊，这对你来说，一定是太难了。”显然，海森堡给他留下深刻的印象。虽然此时海森堡还没有修完高等课程，索末菲却破格答应给他保留冬季研修班的位置。最后，索末菲说了一句耐人寻味的话：“你有可能已经懂得了一些，也有可能还什么都不知道，我们要看一看再说。”就这样，海森堡选定了他的引路导师，同时也确定了他的人生方向［13］。
这一年，索末菲已经52岁，像这一代的其他理论物理学家一样，他也是数学专业出身。在学生时期，他也自学了贝克曼的《数论》，并应用这一理论，完成了自己的博士论文。见到海森堡时，他之所以很兴奋，可能是从海森堡的身上，再一次看到了自己的影子。
当时的德国，数学物理研究所不仅很少，而且都不独立，不是附属于工程专业，就是附属于实验或数学专业，但是索末菲所主持的数学物理研究所却不附属于任何其他专业，这在当时的德国是独一无二的。在课题选择、经费开支和雇用人选上，索末菲有完全的自主权，正因如此，他能很痛快地答应海森堡的选择，这是海森堡的幸运。更为幸运的是，他到来的时机恰到好处。索末菲的课以6个学期为一周期，每一周期都是从经典力学开始，海森堡恰在周期的开始被索末菲所接纳，他没有耽误时间。
这一时期，索末菲正在研究量子物理学，为了给研究经费寻找资助，他又接受了伊萨河道隧道工程的课题，即研究流体动力学中的湍流。海森堡刚来时，索末菲的助教爱瓦尔德对他说，索末菲是一位“真正的研究生之父”。［14］
索末菲是位既严格又细致的教师。他亲自制定研修班计划，规定该班的课程包括理论课和实验课两个系列。为了适应不同层次的学生，他又把理论课细化为初、中、高三个阶段。在第一阶段，他为海森堡安排了5门主要课程，涵盖了前相对论和前量子理论的全部经典物理学。每一次课下来，索末菲至少要留几个小时才能完成的作业。他要求助教负责修改作业并在辅导课上与学生进行讨论，而且经常亲自参加这种讨论会。他给海森堡留的作业尤其复杂，因为要花不少时间，助教们经常抱怨［15］。
索末菲为海森堡选定的博士学位课题是“水流工程学中的湍流问题”，这是当时公认的一个经典难题。1923年7月，海森堡交出了一篇59页的论文，不仅圆满解决了这个难题，还为工程提出了一个巧妙而独到的应对湍流的方案。索末菲从中看到了海森堡的才能，他在写给老海森堡的信中说：“你家出了一位数学物理奇才。”［16］。
果然如索末菲所预料，海森堡从一开始就很出众。入学后的前两年，他一连发表4篇论文，其中一篇涉及流体动力学，另三篇涉及原子光谱。这些成果在很大程度上来自索末菲对他的训练与指导，但如果没有自身的天赋和在中学勤奋学习所作的准备，也很难适应大学的教育并取得这样的成绩。此外，战争年代的经历，也锤炼出他的坚强、刻苦与自立，使得学校教育在他身上获得了加倍的效果。
读书期间，海森堡很忙，除了索末菲的物理理论课外，还选修了数学和天体物理学，更喜欢上了罗森萨尔几何，花在这些课的作业和讨论会的时间也不少。根据慕尼黑大学规定，凡是选修数学、物理专业的学生，还必须同时选修实验物理课程。(https://www.daowen.com)
实验课的老师是维恩。根据他的要求，第一学期，海森堡必须每周上5个小时力学和光学实验课；第二学期，每周要花8个小时做实验课助手。虽然事先有人警告过海森堡，要花更多的时间待在实验室里，必须对付好这位维恩先生，但是他忽视了这一点，而把大部分时间用到了理论物理和数学上，这种情况海森堡和维恩都心知肚明。
研修班的三年过去了，海森堡将面临非常严格的博士资格考试。1922年夏，博士资格考试那天，三位具有评议资格的教授正襟危坐在演讲大厅里。海森堡先通过了派伦（Perron）和索末菲的数学、天体物理和物理学的口语考试，三门课的成绩使他充满了自信。然而好景不长，很快他就在维恩那里栽了跟头。维恩出了一道相当难对付的题：“用法布里—珀罗干涉仪测量汞金属反常塞曼效应的谱线超精细结构”，他不仅不知道如何摆弄这个干涉仪，甚至连望远镜和显微镜都不会使。维恩很生气，接着问他蓄电池是如何工作的，该如何保养，他更是回答不出来。结果，他得到了最糟的“不及格”。这时，索末菲站了起来，他要替海森堡说话，反对用实验能力来扼杀一个有理论物理天赋的孩子，他与维恩当场争执起来。幸好他的物理学、数学和天体物理的成绩还好，于是最后以平均成绩“C”勉强通过了博士资格考试。
这个成绩令索末菲震惊，更令海森堡懊丧。尽管如此，为了庆祝通过考试，索末菲还是为他准备了晚餐聚会。研究所的助教、学生们都来了，但是海森堡却提前告退。他回到寓所，打理了行李箱，登上了当晚的夜车，天还没亮就来到了哥丁根，一早就出现在玻恩的办公室里。
此前，玻恩不仅认定海森堡是高校教师称职的人选，也相信他一定能成为一个优秀的理论物理研究者。他曾许诺，只要海森堡通过博士毕业考试，就吸收他到哥丁根来进修一年。
看到海森堡一早奔来，神情恍惚懊丧，玻恩惊呆了。海森堡递上他的成绩单说：“我很想知道，你是否还想要我。”玻恩详细讯问了缘由，得知了维恩的实验考试之后，他摇着头说：“确实有点难为你了。”其实，玻恩也害怕物理实验，也曾有过类似的经历，他不打算像维恩那样阻挡这个神童，于是答应把他的研修生位置留到冬天，等博士论文答辩结束之后，再来哥丁根［17］。
离开哥丁根，这位“神童”以轻松的心情跟着童子军伙伴到芬兰爬山去了，老海森堡却忧虑了起来。儿子对理论物理的兴趣渐浓，令老海森堡深感不安。人生十字路口的任何选择既可能带来幸运，也意味着面临风险，甚至失败。虽然当时相对论和原子量子理论风行一时，但是未来的前途也很重要。如果选修数学和实验物理这两个发展成熟的专业，在研究所或工业部门都容易找到工作；如果选修理论物理，将来只能做一个理论物理学教授，在德国的几所高等学府里，仅有的位置已经被占满。当然，未来十年或几十年，理论物理有可能大发展，那将需要特别努力并具有特别的天赋，海森堡行吗？此外，激烈的竞争、严格的考试与审查制度，培养这个领域全职教授的时间之漫长，都意味着家庭要提供长时间的资助，这对一个作为教授的老父亲来说，也是个不小的负担，他能不感到忧虑吗？事实证明，选修理论物理专业，的确使海森堡走上了艰难的道路。
