当人类的视角从宏观世界转入微观世界时，人们发现确定性思维不再适用了。德国物理学家沃纳·海森堡（Werner Karl Heisenberg）于1927年提出了“不确定性原理”。不确定性原理表明，粒子的位置与动量不可同时被确定，位置的不确定性与动量的不确定性遵守不等式

这个不等式表明粒子位置的不确定性乘以粒子质量再乘以速度的不确定性不能小于一个确定量——普朗克常数。并且，这个极限既不依赖于测量粒子位置和速度的方法，也不依赖于粒子的种类。海森堡不确定性原理是世界上一个基本的不可回避的性质。不确定性原理所起的作用就在于它说明了科学度量的能力在理论上存在的某些局限性，世界上存在着不确定性。

为了观测单个粒子的不确定性，量子力学预言一组不同的可能发生的结果，并告诉我们每个结果出现的概率。也就是说，如果对大量类似的系统做同样的测量，每一个系统以同样的方式起始，我们将会找到测量的结果为A出现一定的次数，为B出现另一不同的次数等。人们可以预言结果为A或B出现的次数的近似值，但不能对个别测量的特定结果做出预言。因而量子力学为科学引进了不可避免的不可确定性或偶然性。

许多习惯于确定性思维的人很难接受采用统计方法来描述粒子的运动规律。爱因斯坦就是这样，他不接受宇宙受机遇控制的观点。他的感觉表达成他著名的断言：“上帝不玩弄骰子”。然而，事实证明爱因斯坦错了。量子力学现在已经成为几乎所有现代科学技术的基础。它制约着晶体管和集成电路的行为，而这些正是电子设备，诸如电视机、计算机的基本元器件。它也是现代化学和生物学的基础。

世界上事物的不确定性还有另外一个来源，即现实事物或现象的复杂性。对于许多复杂的事物，人们到目前还不了解其复杂的机理，但现实生活需要我们做出决定。在这种情况下，我们也需要采用统计的方法。(www.daowen.com)

例如，现在的天气预报大都使用概率天气预报，即使用概率值来表示预报量出现可能性的大小，它所提供的不是某种天气现象的“有”或“无”、某种气象要素值的“大”或“小”，而是天气现象出现的可能性有多大。如对降水的预报，传统的天气预报一般预报有雨或无雨，而概率预报则给出可能出现降水的百分数，百分数越大，出现降水的可能性就越大。之所以使用概率天气预报，是由于天气预报的模型复杂，影响天气变化的因素很多，各方面影响因素的权重时刻在变化中，有时候会因为一个小因素变化而引起全局变化。概率天气预报既反映了天气变化确定性的一面，又反映了天气变化的不确定性和不确定程度。

正因为某些事物本身存在的不确定性或由于事物的复杂性所带来不确定性，所以正如在第6章中所介绍的，在大数据的分析中必须遵循的一个原则是相关性原则。在工业大数据分析时寻找相关性，不再试图寻找因果关系。通过相关关系，人们就可以解决许多复杂问题，而不需要耗费大量的人力、物力去寻找因果关系。

不确定性是人类社会发展到信息社会后的一个社会特点。人类必须尽快改变思维模式，从工业社会的确定性思维尽快转换为不确定性思维，通过去除事物的不确定性来解决工业和社会问题。