物理学史
近代物理的其他发展 > 万有理论

从伽利略的时代算起，物理学发展的四百多年历史中已经经历了几次大的统一：牛顿统一了“天上的”和“地上的”力学，麦克斯韦统一了电磁理论，格拉肖等人统一了弱相互作用和电磁相互作用。而尝试将弱电相互作用和强相互作用统一起来的理论统称为大统一理论，大统一理论将统一标准模型中的四种规范玻色子和传递强相互作用的八种胶子规范玻色子。当前被建议的大统一理论有很多，一般来说这些理论都做出了如下的关键性预言：磁单极子、宇宙弦（英语：）、质子衰变等，时至今日还没有上述的任何一种现象得到实验的证实。如要通过实验验证大统一理论，粒子所需的能量要达到～1016GeV，这已经远远超过现有的任何粒子加速器所能达到的范围。
在大统一理论以外，还存在着如何将引力纳入量子理论的问题。二十世纪中叶之前爱因斯坦等人所做的经典统一场论工作试图在经典理论的框架下将电磁场和引力场统一起来，事实证明这些理论都是不成功的。标准模型中没有描述万有引力相互作用，在现有的量子场论手段下引力场的量子化会带来不可重整化；而物质的量子化和时空的几何化两者没有任何相容性，广义相对论中不可避免地有曲率无穷大的微观奇点存在，这些情况都要求有一个量子化的引力理论的建立。根据估计，对于这样一个能够将大统一理论和引力理论统一起来的万有理论，实验验证所需的能量将达到普朗克能量的量级：1019百萬电子伏特。
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|   |   |   |   |   |   |   |   | 万有理论 | 万有理论 | 万有理论 | 万有理论 | 万有理论 | 万有理论 |   |   |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
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|   |   | 万有引力相互作用 | 万有引力相互作用 | 万有引力相互作用 | 万有引力相互作用 | 万有引力相互作用 | 万有引力相互作用 |   |   |   |   |   |   | 电核相互作用（大统一理论） | 电核相互作用（大统一理论） | 电核相互作用（大统一理论） | 电核相互作用（大统一理论） | 电核相互作用（大统一理论） | 电核相互作用（大统一理论） |   |   |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
|   |   | 万有引力相互作用 | 万有引力相互作用 | 万有引力相互作用 | 万有引力相互作用 | 万有引力相互作用 | 万有引力相互作用 |   |   |   |   |   |   | 电核相互作用（大统一理论） | 电核相互作用（大统一理论） | 电核相互作用（大统一理论） | 电核相互作用（大统一理论） | 电核相互作用（大统一理论） | 电核相互作用（大统一理论） |   |   |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
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|   |   |   |   |   |   |   |   | 强相互作用 SU(3) | 强相互作用 SU(3) | 强相互作用 SU(3) | 强相互作用 SU(3) | 强相互作用 SU(3) | 强相互作用 SU(3) |   |   |   |   |   |   |   |   | 弱电相互作用 SU(2)×U(1) | 弱电相互作用 SU(2)×U(1) | 弱电相互作用 SU(2)×U(1) | 弱电相互作用 SU(2)×U(1) | 弱电相互作用 SU(2)×U(1) | 弱电相互作用 SU(2)×U(1) |   |   |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
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当前被提议的主流万有理论是超弦理论及M理论；而对圈量子引力的研究可能也会对建立万有理论产生基础性的影响，但这并不是圈量子引力论的主要目标。弦理论的雏形起源于1968年，麻省理工学院的意大利物理学家加布里埃莱·韦内齐亚诺发现用Β函数描述强相互作用粒子的散射振幅（英语：）时正满足强相互作用粒子所具有的对偶性。后来人们发现这个函数能够被解释为弦与弦之间的散射振幅，从而这个数学公式就成为了弦理论的起源。犹太裔美国物理学家约翰·施瓦茨是现代弦论的创始人之一，他自1972年起开始研究弦论，并由于和英国物理学家迈克尔·格林合作研究的I型弦理论中的反常相消而引发了所谓第一次超弦革命。在1984年至1986年间發生的第一次超弦革命中，弦论正式开始流行，物理学家认识到弦论能够描述所有的基本粒子以及彼此间的相互作用，从而期望弦论能够成为一种终极理论：欧洲核子研究组织的约翰·埃利斯（英语：）就是由此提出了“万有理论”一词 。第二次超弦革命是在1994年至1997年间，其影响更为深远。1995年美国数学物理学家爱德华·威滕猜测在强耦合极限下十维的超弦、以及广义相对论与超对称的统一即所谓超引力，能够构成一个猜想的十一维模型的一部分，这种模型在施瓦茨的建议下被叫做M理论。同年十月，加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校的约瑟夫·波尔钦斯基发现超弦理论中产生的孤子正是他们於1989年发现的D-膜。
亞里斯多德
（西元前 384–322）
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亚瑟·斯坦利·爱丁顿爵士
爱丁顿於1919年为验证广义相对论拍摄的日全食底片
马克斯·普朗克
尼尔斯·玻尔
阿諾·索末菲
路易·德布罗意
维尔纳·海森堡
埃尔温·薛定谔
保罗·狄拉克
沃尔夫冈·泡利
玻尔和爱因斯坦在埃伦费斯特的家中（1925年）
1927年第五次索尔维会议
理查德·费曼
戴维·格娄斯
欧内斯特·卢瑟福
1946年，在比基尼环礁進行的十字路口行動核試驗
湯川秀樹
恩里科·费米
默里·盖尔曼
史蒂文·温伯格
费利克斯·布洛赫
卡尔·史瓦西
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