將自然界中存在的各種基本相互作用力統一到一個普適的框架中，從而構造出一種“萬有理論”（也叫大統一理論）是很多理論物理學家追逐的夢想。愛因斯坦是這方麵的先驅。他在晚年時一直致力於統一場論的研究，試圖把廣義相對論與電磁學整合成為一個單一的場論。不過他的努力並未成功。從後來大統一理論發展的實際過程來看，引力雖然是最先被認知的力，但卻是最難納入統一框架的力。另一位物理學大師、量子力學的奠基人之一海森堡（w.heisenberg，1901—1976）則另辟蹊徑，從對稱性入手，他提出物理性質很接近的質子和中子可能是處於不同表象的同一種粒子。20多年後，海森堡的想法被著名華裔物理學大師楊振寧采用，並最終在1954年發展出楊-米爾斯規範場理論。可以毫不誇張地說，規範場理論的提出改變了整個理論物理學。它為後來的弱電力統一理論、“標準模型”和量子色動力學等等重要理論奠定了基礎，對從理論上發現構成質子和中子的誇克起了很大的作用。時至今日，它的重要性還在物理學的各個領域及純數學中不斷顯現。不過，楊-米爾斯理論在剛提出時並沒有立即引起物理學界的足夠重視。當時的主要問題是，具有規範不變性的粒子其質量隻能為零，這與現實世界裏的粒子似乎聯係不到一起。直到若幹年後，著名日裔物理學家南部陽一郎（1921—）和戈德斯通（j.goldstone，1933—）等人提出了無質量的粒子可以通過一種所謂“對稱性自發破缺”的機製而獲得質量，才使楊-米爾斯理論又成為研究的熱點。
上世紀60年代，格拉肖（s.l.gla，1932—）、薩拉姆（m.a.salam，1926—1996）和溫伯格（s.weinberg，1933—）在楊-米爾斯規範場理論和“對稱性自發破缺”機製的基礎上創立了弱電統一理論，將電磁力和弱相互作用力整合到了一起。為此，他們獲得了1979年的諾貝爾物理獎。據說溫伯格解決弱電統一問題的關鍵想法是在路上開車時想出來的，據此寫成的論文僅僅兩頁半紙，但它後來卻成為被引用次數最多的物理學論文之一。另外一個有趣的事情是，格拉肖和溫伯格同為紐約明星高中——布朗士科學高中的學生，在中學時期就是朋友，兩人畢業後又一起進入康奈爾大學。這種從中學到大學一直是朋友，後來又共同獲得同一次諾貝爾獎的例子大概是絕無僅有的。
在格拉肖等人建立弱電力統一理論的同時，另一批物理學家則在致力於強相互作用的研究，其最主要的成果就是誇克模型。由於篇幅所限，對這一方向的研究過程及其結果在此文中隻好按下不表了。
從弱電力統一理論和誇克模型出發，經過很多人的不懈努力，在1970年代中期，電磁力、弱相互作用力和強相互作用力總算被納入了同一理論，粒子物理的“標準模型”終於誕生了！它將所有已知的基本粒子全部囊括其中，並且成功解釋了一係列有關基本粒子的實驗。“標準模型”最輝煌的成果是預言了三種傳遞弱相互作用的粒子w+、w-和z0的存在。1983年1月和5月，w和z粒子先後在歐洲核子研究組織的加速器上被發現，它們的發現者魯比亞（c.rubbia，1934—）和範德梅爾（s.van der meer，1925—）第二年就被授予了諾貝爾物理獎。