粒子物理学的统一理论
最早的弱相互作用理论，是费密为了解释中子衰变现象在1934年提出来的。弱作用宇称不守恒的发现，给弱作用理论的研究带来很大的动力。随后不久便确立了描述弱作用的流在洛伦兹变换下应当具有V-A的形式（V是矢量流，A是轴矢量流），而且适用于所有的弱作用过程，被称为普适费密型弱相互作用理论。
尽管在最低阶的微扰论计算中，普适费密型弱相互作用理论可以给出同实验相符合的结果，然而高阶的计算中出现的无穷大，却无法用重正化的方法消除，这是费密弱作用理论的根本困难。
1961年，S.L.格拉肖提出电磁相互作用和弱相互作用的统一理论。这个理论的基础，是杨振宁和R.L.密耳斯在1954年提出的非阿贝耳规范场论。格拉肖提出，电磁相互作用和弱相互作用，具有一种特殊的对称性──SU⑵×U⑴对称性。其中U⑴对称性是电磁相互作用所具有的，它的阿贝耳规范场粒子──光子是传递电磁作用的粒子，这是已为人们了解的；而SU⑵对称性则是格拉肖提出的，弱相互作用应具有的对称性，按照杨振宁和密耳斯的理论，它的非阿贝耳规范场粒子有三种：W+、W-和Z0，格拉肖认为它们是传递弱作用的粒子。在这个理论中，两种相互作用是统一的，两种耦合常数有着确定的关系。但是在这个理论里，W±和Z0粒子是否具有静止质量、理论上如何重正化等问题，没有得到解答。
1967～1968年，在SU⑵×U⑴定域对称性的自发破缺的基础上，S.温伯格、A.萨拉姆阐明了作为规范场粒子的W±，Z0是可以有静止质量的，还算出这些静止质量同弱作用耦合常数以及电磁作用耦合常数的关系。这个理论中很重要的一点是预言弱中性流的存在，而当时实验上并没有观察到弱中性流的现象。由于没有实验的支持，所以当时这个模型并未引起人们的重视。1973年，美国费密实验室和欧洲核子中心在实验上相继发现了弱中性流，之后，人们才开始对此模型重视起来。在1983年，С.鲁比亚实验组等在 540GeV 的高能质子—反质子对撞的实验中发现的W±和Z0规范粒子，质量（mw≈80GeV,mZ≈90GeV）及特性同理论上期待的完全相符，这给予电弱统一理论以极大的支持，从而使它有可能成为弱相互作用的基本理论，当然，这还有待于实验上对一系列的干涉现象的检验和对黑格斯粒子（见黑格斯机制）的发现和性质的澄清。
强相互作用研究的进展 60年代初，SU⑶对称性在强子分类上取得了成功，在此基础上产生了强作用的流代数理论。这个理论把强作用的对称性和色散关系理论所沿用的解析性讨论结合起来，给出了量子场论中出现的强子流算符所满足的代数关系，并由此得到了一些耦合常数之间、各种过程之间的关系及反常磁矩等物理量，虽然这些结果与实验符合，但流代数并没有给强作用的研究带来突破性的进展。
到了60年代末、70年代初，高能散射实验显示出强子的两个最显著的特征：①强子内部点状结构的存在；②这些点状结构在很小的尺度中相互作用很微弱，有如自由粒子（渐近自由现象）。这些特征使人们认识到，研究强相互作用理论必须把内部结构考虑在内。
1973年，由于非阿贝耳定域规范场理论的进展，G.霍夫特、D.J.格罗斯等人发展了强相互作用的量子色动力学理论。与量子电动力学一样，量子色动力学也是一种定域规范理论（表6）。在这个理论中，严格的对称性是SU⑶对称性，夸克之间的强相互作用则是由于交换胶子而产生的。胶子是SU⑶定域规范粒子，而且同光子一样，它并没有静止质量，但是由于光子没有电荷，而胶子却带有电荷，所以电磁相互作用没有渐近自由性质，而强相互作用却具有着渐近自由的性质。
在小距离范围（揥10-14cm) 中，由于强作用耦合常数很微小，量子色动力学是可以做微扰论展开的。尽管目前对夸克、胶子的囚禁性质尚未弄清，不得不引进诸如复合、碎裂等唯象概念，但也能较好地解释一些高能实验结果，包括r值随能量的变化。轻子—胶子深度非弹性散射的结构函数对标度无关性的偏离，高能下的喷注现象等。但在大距离范围中 (>10-14cm），量子色动力学除了不能用微扰论展开的困难外，还另有一些根本性问题，这些都有待解决及澄清。
