碰撞產生了幾個幾乎自由的誇克，並引起了在圖中可以看到的“噴射”軌跡。
圖5.2一個質子和一個反質子在高能下碰撞，產生了一對幾乎自由的誇克。
對電磁和弱力統一的成功，使許多人試圖將這兩種力和強核力合並在所謂的大統一理論（或GUT）之中。這名字相當誇張，所得到的理論並不那麼輝煌，也沒能將全部力都統一進去，因為它並不包含引力。它們也不是真正完整的理論，因為它們包含了許多不能從這理論中預言而必須人為選擇去適合實驗的參數。盡管如此，它們可能是朝著完全的統一理論推進的一步。GUT的基本思想是這樣：正如前麵提到的，在高能量時強核力變弱了；另一方麵，不具有漸近自由性質的電磁力和弱力在高能量下變強了。在非常高的叫做大統一能量的能量下，這三種力都有同樣的強度，所以可看成一個單獨的力的不同方麵。在這能量下，GUT還預言了自旋為1／2的不同物質粒子（如誇克和電子）也會基本上變成一樣，這樣導致了另一種統一。
大統一能量的數值還知道得不太清楚，可能至少有1千萬億吉電子伏特。而目前粒子加速器隻能使大致能量為100吉電子伏的粒子相碰撞，計劃建造的機器的能量為幾千吉電子伏。要建造足以將粒子加速到大統一能量的機器，其體積必須和太陽係一樣大——這在現代經濟環境下不太可能做到。因此，不可能在實驗室裏直接證實大統一理論。然而，如同在弱電統一理論中那樣，我們可以檢測它在低能量下的推論。
其中最有趣的是預言是，構成通常物質的大部分質量的質子能自發衰變成諸如反電子之類更輕的粒子。其原因在於，在大統一能量下，誇克和反電子之間沒有本質的不同。
正常情況下一個質子中的三個誇克沒有足夠能量轉變成反電子，由於測不準原理意味著質子中誇克的能量不可能嚴格不變，所以，其中一個誇克能非常偶然地獲得足夠能量進行這種轉變，這樣質子就要衰變。誇克要得到足夠能量的概率是如此之低，以至於至少要等100萬億億億年（1後麵跟30個0）才能有一次。這比宇宙從大爆炸以來的年齡（大約100億年——1後麵跟10個0）要長得多了。因此，人們會認為不可能在實驗上檢測到質子自發衰變的可能性。但是，我們可以觀察包含極大數量質子的大量物質，以增加檢測衰變的機會。（譬如，如果觀察的對象含有1後麵跟31個0個質子，按照最簡單的GUT，可以預料在一年內應能看到多於一次的質子衰變。）人們進行了一係列的實驗，可惜沒有一個得到質子或中子衰變的確實證據。有一個實驗是用了8千噸水在俄亥俄的莫爾頓鹽礦裏進行的（為了避免其他因宇宙射線引起的會和質子衰變相混淆的事件發生）。由於在實驗中沒有觀測到自發的質子衰變，因此可以估算出，可能的質子壽命至少應為1千萬億億億年（1後麵跟31個0）。這比簡單的大統一理論所預言的壽命更長。然而，一些更精致更複雜的大統一理論預言的壽命比這更長，因此需要用更靈敏的手段對甚至更大量的物質進行檢驗。
盡管觀測質子的自發衰變非常困難，但很可能正由於這相反的過程，即質子或更簡單地說誇克的產生導致了我們的存在。它們是從宇宙開初的可以想像的最自然的方式——誇克並不比反誇克更多的狀態下產生的。地球上的物質主要是由質子和中子，從而由誇克所構成。除了由少數物理學家在大型粒子加速器中產生的之外，不存在由反誇克構成的反質子和反中子。從宇宙線中得到的證據表明，我們星係中的所有物質也是這樣：除了少量當粒子和反粒子對進行高能碰撞時產生出來的以外，沒有發現反質子和反中子。
如果在我們星係中有很大區域的反物質，則可以預料，在正反物質的邊界會觀測到大量的輻射，該處許多粒子和它們的反粒子相碰撞、互相湮滅並釋放出高能輻射。
我們沒有直接的證據表明其他星係中的物質是由質子、中子還是由反質子、反中子構成，但二者隻居其一，否則我們又會觀察到大量由涅滅產生的輻射。因此，我們相信，所有的星係是由誇克而不是反誇克構成；看來，一些星係為物質而另一些星係為反物質也是不太可能的。
為什麼誇克比反誇克多這麼多？為何它們的數目不相等？這數目有所不同肯定使我們交了好運，否則，早期宇宙中它們勢必已經相互湮滅了，隻餘下一個充滿輻射而幾乎沒有物質的宇宙。因此，後來也就不會有人類生命賴以發展的星係、恒星和行星。慶幸的是，大統一理論可以提供一個解釋，盡管甚至剛開始時兩者數量相等，為何現在宇宙中誇克比反誇克多。正如我們已經看到的，大統一理論允許誇克變成高能下的反電子。
它們也允許相反的過程，反誇克變成電子，電子和反電子變成反誇克和誇克。早期宇宙有一時期是如此之熱，使得粒子能量高到足以使這些轉變發生。但是，為何導致誇克比反誇克多呢？原因在於，對於粒子和反粒子物理定律不是完全相同的。
直到1956年人們都相信，物理定律分別服從三個叫做C、P和T的對稱。C（電荷）對稱的意義是，對於粒子和反粒子定律是相同的；P（宇稱）對稱是指，對於任何情景和它的鏡像（右手方向自旋的粒子的鏡像變成了左手方向自旋的粒子）定律不變；T（時間）對稱是指，如果我們顛倒粒子和反粒子的運動方向，係統應回到原先的那樣；換言之，對於前進或後退的時間方向定律是一樣的。
1956年，兩位美國物理學家李政道和楊振寧提出弱作用實際上不服從P對稱。換言之，弱力使得宇宙的鏡像以不同的方式發展。同一年，他們的一位同事吳健雄證明了他們的預言是正確的。她將放射性元素的核在磁場中排列，使它們的自旋方向一致，然後演示表明，電子在一個方向比另一方向發射出得更多。次年，李和楊為此獲得諾貝爾獎。人們還發現弱作用不服從C對稱，即是說，它使得由反粒子構成的宇宙的行為和我們的宇宙不同。盡管如此，看來弱力確實服從CP聯合對稱。也就是說，如果每個粒子都用其反粒子來取代，則由此構成的宇宙的鏡像和原來的宇宙以同樣的方式發展！但在1964年，還是兩個美國人——J?W?克羅寧和瓦爾?費茲——發現，在稱為K介子的衰變中，甚至連CP對稱也不服從。1980年，克羅寧和費茲為此而獲得諾貝爾獎。（很多獎是因為顯示宇宙不像我們所想像的那麼簡單而被授予的！）有一個數學定理說，任何服從量子力學和相對論的理論必須服從CPT聯合對稱。換言之，如果同時用反粒子來置換粒子，取鏡像和時間反演，則宇宙的行為必須是一樣的。
克羅寧和費茲指出，如果僅僅用反粒子來取代粒子，並且采用鏡像，但不反演時間方向，則宇宙的行為於保持不變。所以，物理學定律在時間方向顛倒的情況下必須改變——它們不服從T對稱。
早期宇宙肯定是不服從T對稱的：當時間往前走時，宇宙膨脹；如果它往後退，則宇宙收縮。而且，由於存在著不服從T對稱的力，因此當宇宙膨脹時，相對於將電子變成反誇克，這些力更容易將反電子變成誇克。然後，當宇宙膨脹並冷卻下來，反誇克就和誇克湮滅，但由於已有的誇克比反誇克多，少量過剩的誇克就留下來。正是它們構成我們今天看到的物質，由這些物質構成了我們自己。這樣，我們自身之存在可認為是大統一理論的證實，哪怕僅僅是定性的而已；但此預言的不確定性到了這種程度，以至於我們不能知道在湮滅之後餘下的誇克數目，甚至不知是誇克還是反誇克餘下。（然而，如果是反誇克多餘留下，我們可以簡單地稱反誇克為誇克，誇克為反誇克。）大統一理論並不包括引力。這關係不大，因為引力是如此之弱，以至於我們處理基本粒子或原子問題時，通常可以忽略它的效應。然而，它的作用既是長程的，又總是吸引的，表明它的所有效應是迭加的。所以，對於足夠大量的物質粒子，引力會比其他所有的力都更重要。這就是為什麼正是引力決定了宇宙的演化的緣故。甚至對於恒星大小的物體，引力的吸引會超過所有其他的力，並使恒星自身坍縮。70年代我的工作是集中於研究黑洞。黑洞就是由這種恒星的坍縮和圍繞它們的強大的引力場所產生的。正是黑洞研究給出了量子力學和廣義相對論如何相互影響的第一個暗示——亦即尚未成功的量子引力論的一瞥。