当量子力学逐渐深入人心以后，物理学家们便开始了寻找一种能够以精确的数学模式用来描述微观世界的尝试。
在描述量子的行为的时候，我们既可以采用薛定谔的波动方程去描述，又可以用海森堡的矩阵力学去概括，两者被证明在数学上是统一。但这只是量子世界的一种近似描写，他可以帮我们粗略的认识量子行为，但如果我们想要进一步研究的话，他们的力量也就稍显不足了。
当我们研究薛定谔的波动方程的时候我们可以发现，在它的推导过程中，忘掉了一个物理学的重要理论，狭义相对论。薛定谔的方程里，并没有体现物质能量时空以及运动的各种性质。但并不是说薛定谔就没考虑到这一点，他尝试过把狭义相对论融合进他的方程里，只是可惜的是，他失败了。
作为物理学上的一个基本概念，没有狭义相对论的量子力学是蹩脚的。于是乎，无数的物理学家们便开始了把狭义相对论与量子概念相结合起来的工作。
首先获得突破的是电磁力的量子化，而建立起来的理论便是量子电动力学。量子电动力学很好地将量子力学的几率和不确定性原理融入进了麦克斯韦的电磁场方程里边。而在最后确定的方程里，相对论也是方程成立的必要条件。
由量子电动力学可知，量子场是由粒子构成的，例如电磁场便是由光子组成一样。能量的本质是应该以粒子质量和运动的形式出现，他在量子场中来回波动，造成了时空的振荡。
如果要论物理学中最伟大的理论，可能没有人能够说得清楚。但如果要说物理学中最精确的理论，那么，无疑首选则必然是量子电动力学。根据实验可知，由量子电动力学所预言的数据可以与实验结果小数点后十几位相符。跟量子电动力学的预言精确度相比，大海捞针的容易程度仿佛便如同是九牛一毛。
采用类似的方法，人们又逐渐开始了对于强力弱力以及引力的研究。令人欣喜的是，我们采用同样的方法又建立了量子色动力学和量子弱电理论。对于强相互作用力与弱相互作用力，他们的本质也可以通过量子场形式来表述。
通过格拉肖，萨拉姆以及温格伯等人的工作，我们又成功地将弱力和电磁力统一起来了。他们成功证明在足够高的温度下，电磁力和弱力本质是一体的。当温度下降的时候，电磁力和弱力便通过对称性破缺原理分离开来。而强相互作用力，到了20世纪70年代通过物理学家们的努力，他也被证明了与其他两种作用力实际上具有共同的起源。
而把这三者以及物质最终统一起来的理论，我们便把它称作粒子物理的标准模型。在超弦理论前面几讲的时候我就介绍过，不管是标准粒子或者是三大作用力，他们在微观上都具有最小的组成粒子。强相互作用力的基本单位是胶子，弱力的单位是弱规范波色子，电磁力的单位则是光子。通过这些基本粒子的交换，便能形成力的作用机制。
但是，以上三种力的统一并不能代表着我们就找到了万物理论的最终解。因为还有引力这种力，至今我们都没有找到好的办法将引力融合进去。如果按照相似的方法来处理的话，我们的世界中同样存在着引力场，而引力的最小单位便是引力子。
之前我在讲广义相对论的时候就提过，根据爱因斯坦的等效原理，引力和加速度在观测者看来是等效的。在一个处于引力作用下的观测者，无论它的运动状态如何，他所观测到的世界以及所有可能的参考系都是绝对平等的，这体现了引力的对称性联系。
另外三种力，同样存在着对称性，只是这种对称性在非专业人员看来很复杂，很难理解。我国著名物理学家杨振宁和他的同事米尔斯，在上个世纪50年代发展起了规范对称性理论。
根据他们的观点，力场能够完全补偿力荷的转移，从而完全保证粒子间的物理相互作用不会改变。这便跟引力的对称性原理十分相似。规范对称性理论表明，虽然引力和强相互作用力弱力电磁力有着许多不一样的性质，但是在让宇宙具有对称性方面，他们都是相同的。
量子场论的发展给我们解释宇宙提供了一个强大的工具，在将狭义相对论融入量子力学的工作方面取得了巨大的进展。而四种力在对称性方面的相似，又似乎带给了我们把量子力学融入进广义相对论的希望。表面上看，这条路光明无限，吸引了无数物理学家前仆后继。但当他们真的走上这条路的时候，才发现其实并不好走。
广义相对论仿佛一个老顽固一样，虽然表面柔弱可欺，但当面对量子力学的攻击，却抵抗得相当凶猛。因为他心中明白，他要等的人，并不是量子场论。
好了，今之文到此结束
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