“ε-行动”战后归来
“二战”即将结束时，盟军采取了一项军事行动，即通过调查参与德国核武器工程的科学家，来掌握纳粹德国核武器研究的情况。这项行动的秘密代号叫作“ε-行动”（Operation Epsilon）。在1945年5月1日到6月30日期间，10位参与德国核工程的科学家先后被盟军逮捕，这10个人除了海森堡，还有巴奇、迪布纳、格拉赫、哈恩、考邢、劳厄、魏茨泽克和维尔兹，其中海森堡、劳厄和哈恩是诺贝尔奖得主，哈恩就是在此次羁押期间因核裂变的发现获得了诺贝尔奖。
这些人被扣押在英国剑桥附近哥德曼彻斯特（Godmanchester）的一所称为“农园堂”（Farm Hall）的大房子里。房内事先安装了窃听器。从1945年7月3日到1946年1月3日半年的羁押时间里，为了使被窃听人“自由自在地”交谈，他们的起居、作息安排得很宽松，食品供应也非常好，甚至远好于德国。哈恩回忆说：“在英国的生活那可真是豪华。早餐是麦片粥或玉米片，干咸肉和鸡蛋、烤面包、牛油和橘子酱；午餐和晚餐有大块的烤牛排，或烤肉，还常能吃到炸薯条和炸土豆片。不难想象，我们每个人的体重都增加了。有5个战俘伺候我们，有的厨艺相当不错。这所庄园里还有个大花园，我们过着非常自由的生活。”他们除了体育锻炼、打扑克、读书之外，还常召开学术讨论会，海森堡甚至还能弹奏贝多芬。如果不是行动不那么完全自由，如果不是没有家人在身旁，这个生活简直如天堂般快乐，他们把这个农园堂称作“金笼子”［150］。就这样，盟军情报部门获得了他们的全部谈话情况。在这些人被送回德国之后，“ε-行动”的调查报告及谈话记录也被送往英国和美国的军事情报部门。1992年2月这份报告连同谈话记录被解密并发表出来。
从录下的谈话可以看出，作为化学家的哈恩和物理学家的劳厄在德国核工程中，没有参与什么实际的工作。1945年8月6日原子弹在广岛的爆炸使这些人感到极度的震惊，特别是海森堡，他觉得英美核武器的研究速度简直难以置信。听到这个消息后，他一度沉浸在思考中，不断思考德国存在的问题，他认为自己对浓缩铀的数量估计得过高，也思考着原子弹爆炸的机制与爆炸当量，同时也流露出他的想法，不断地为德国没有制造出原子弹感到庆幸。其中受刺激最大的是哈恩，在关押期间，他几度想过自杀，认为自己作为核裂变的发现者对死伤那么多日本人负有责任。
1946年1月，这一行人从英国被押送回德国，当时海森堡年仅44岁。这10个人仍作为战争囚犯被安置在德国西北部英国占领区的一个废弃店铺之中，白天没有太多的行动自由，晚上要做例行的汇报。海森堡的妻子不时从伍尔菲尔德乘火车穿越两个占领区，几乎横跨德国前来看望他。海森堡在英国关押期间，伊丽莎白经历了海森堡母亲的伤病和去世、与他们同住的表姐的去世。去世的表姐留下的一个孩子，连同自己的，伊丽莎白要抚养6个孩子。他们在失去海森堡在柏林的薪金的窘迫情况下，住在伍尔菲尔德这个偏僻山区小镇，过着艰难的时日。在这期间，索末菲不时对他们一家提供接济。
战后的德国陷入严重的经济危机，几乎所有城镇都被炸弹夷平，铁路、公路、河港码头和桥梁遭受严重破坏，煤气、水电被切断，人们缺衣少食，陷入饥饿、瘟疫的恐怖之中。然而这一时期德国的人口反而逆势迅速增长，虽然战死、战俘和失踪的德国人有上百万，但是有上千万人涌向了德国，他们是境外的劳工，以及逃离或被驱逐出境的东欧人。(https://www.daowen.com)
在英国关押期间，海森堡收到的唯一一封家信就是得知74岁的母亲在摔伤后去世。多年来，无论海森堡成功时兴奋，还是困难和失败时忧愁，通过与母亲的来往信件，他都能得到鼓舞和慰藉。母亲的去世，使他倍感痛苦。在给好朋友舒马赫（Schumacher）的信中，他写道：“母亲的去世，使我突然感到难以克服的孤独。”［151］在战争年代，在海森堡的周围，死去的不只是他的母亲、姐姐、姑姑和婶婶，还有他亲密的朋友，与他并肩和反犹太势力战斗的盖革、霍夫曼（Hoffmann），90岁高龄的普朗克在他所有的孩子都死于战争之后，也在衰老病痛的折磨下去世。在两场大轰炸中，海森堡家的房屋及他的物理研究所也荡然无存。
这些羁押人员在被看管的情况下，仍然商讨着德国科学的未来。他们希冀能在德国按照剑桥的模式重建一个研究所。哥丁根是最佳的首选地，它不仅有多学科合作的基础，有独领风骚的研究历史，更令人欣慰的是，在这场战争中这个小镇奇迹般地被保留了下来，几乎没有遭受破坏［152］。
几个月之后，这些关押人员陆续有了去处。哈泰克和迪布纳回到他们原来的汉堡研究所，后来都移民去了美国；格拉赫去往波恩，后来成为慕尼黑研究所的实验物理研究所主任。1946年2月，海森堡和哈恩首批到达哥丁根，劳厄、魏茨泽克和其余几个关押人员也陆续在其后到来［153］。
海森堡领导下的哥丁根物理研究所被重新命名为“普朗克物理与天体物理研究所”（Max Planck Institute for Physics and Astrophysics），这个研究所的前身是普朗克物理研究所，1958年这个研究所迁往慕尼黑附近的加兴（Garching），被分为普朗克物理研究所和普朗克天体研究所两部分。在这里海森堡一直从事研究，没有再上课，直到退休。此时海森堡把精力集中在两个方向上，一是他的科学研究，二是研究所的组织管理工作。他踌躇满志，认为自己可以通过努力再度重现研究所的往日辉煌，影响全德国的科学，同时也满怀希望，认为德国能再度站在世界科学的前列。
海森堡认为，物理学在高能物理方面具有发展前景，而高能物理的发展必须建立在加速器发展的基础之上。他四处游说，希望建成欧洲加速器设施，后来建成日内瓦欧洲核子研究中心（CERN），他被指定在这项工程管理委员会中供职。1952年他被选举为德国洪堡基金会（Alexander von Humboldt Foundation）主席，这个机构属于德国联邦政府，专门吸引国外的博士和博士后研究生来德研究，以此扩充自己的实力，以重建国家的科研体系。海森堡一生担任有诸多职务，这是他的最后一个职务，直到退休。这个行政职务使他感到生活很充实，却消耗了很多精力。
1949年，盟军对德国的军事占领结束，但盟军最高委员会对德国的控制直到1955年才终止。而此后又过了35年，直到1989年11月9日柏林墙倒塌，1990年10月3日东西德国实现了统一之后，盟军最高委员会才真正交出对德国的控制权。在此前，至少有两个政策影响着德国的科学，一是“非纳粹化”政策，二是盟军控制法第25条。根据“非纳粹化”和第25条的要求，过去的纳粹党成员或纳粹活动的组织者，都要到军事管制委员会交代问题，但不少人在交代之后，失去了工作。为此德国的科研队伍损失很大，不可能成为美国科学的竞争者。海森堡没有加入过纳粹党，在战时又曾遭受过纳粹的伤害，经审查，他的背景还算是清白的［154］。海森堡相信核能对社会发展的重大影响，期待通过核技术研究使德国的物理科学地位复兴，同时借此振兴德国经济。为此，海森堡、哈恩、格拉赫、魏茨泽克及其他同行大力促进核研究，他们不仅向公众，也向占领当局做出广泛的宣传。这一时期海森堡的许多文章、讲话和访谈都针对核技术研究的开发，后来这些材料被收集为一本文集出版［155］。占领当局的第25条款在1949年解除，但用于核技术的非理论性研究直到1955年才被解禁，德国政府和海森堡立刻抓住机会，大约10年的功夫，德国终于在核技术上在世界范围内取得了领先的地位。与此同时，海森堡和与他较为接近的同事们坚决反对北大西洋公约组织（NATO）给西德军队武装军用核武器的计划，为避免德国重蹈覆辙，他们动员民众和媒体做出广泛宣传。1958年，在科学界和社会公众的激烈反对下，这个计划宣布终止，使西德军队得以保持无核化。