当今观察到的所有相互作用和粒子都是单一综合理论的体现这一观点很有吸引力，但需要进行额外的测量以及一系列新型的粒子和相互作用在爱因斯坦问世之前很久，研究宇宙的人们就梦想着找到一个方程，涵盖尽可能多的现象。 代替对宇宙的每个物理属性都有自己的定律，可以将它们组合成一个单一的，全面的平台。 十九世纪中叶
， 詹姆斯·克莱克·麦克斯韦 （ James Clerk Maxwell ）将电荷，磁力，电流，感应等所有定律组合到一个
平台中。 从那时起，物理学家就梦想着
万物理论 ：一个控制着宇宙所有定律的方程。 我们取得了什么进展？ 这是我们想知道的读者的问题：
科学在大统一理论 （TVO）和万物理论方面取得了进步吗？ 如果我们找到一个统一的方程式，您能解释一下这对我们意味着什么吗？
是的，已经取得了进展，但我们尚未达到目标。 另外，甚至没有信心说万有理论根本存在。
电磁，弱，强和引力相互作用是宇宙中四个已知的基本相互作用。据我们发现，自然定律可以分为四个基本相互作用：受广义相对论控制的引力和控制粒子及其相互作用的三个量子力-强核相互作用，弱核相互作用和电磁相互作用。 建立相对论的最早尝试是在广义相对论发表后不久，甚至在我们知道控制核相互作用的基本定律之前就开始了。 这些想法被称为
Kaluza-Klein理论 ，试图将重力和电磁学结合起来。
结合重力和电磁学的想法可以追溯到1920年代初以及Theodor Kaluza和Oscar Klein的作品。爱因斯坦的广义相对论增加了一个额外的空间维度，连续第五个（标准的三个空间和一个临时的除外），导致爱因斯坦的引力，麦克斯韦的电磁学和一个新的附加标量场出现。 附加的维应该足够小，以免干扰引力定律，并且附加的标量场不应对宇宙产生明显的影响。 由于不可能用这种方法来表达引力量子理论，因此，量子物理学和核力的发现（这种尝试无法统一考虑）使人们无法使用这种方法。
标准模型的夸克，反夸克和胶子除所有其他属性（例如质量和电荷）外，还带有色电荷。 可以以单个方程式的形式编写标准模型，但是其中的相互作用将不被合并。然而，强而弱的核相互作用导致了1968年标准模型的制定，该模型将强，弱和电磁相互作用汇集在一个无所不包的保护伞下。 考虑到所有粒子及其相互作用，做出了一些新的预测，包括关于缔合的大型预测。 在100 GeV量级的高能量（将一个电子加速到1000亿伏特所需的能量）下，应恢复结合电磁和弱相互作用的对称性。 可以预测存在新的大规模玻色子，并且随着1983年W和Z玻色子的发现，这一预测得到了证实。 四个基本交互减少为三个。
统一的想法表明，标准模型的所有三个相互作用，甚至可能是重力，在高能下都被组合到一个平台中联合已经是一个有趣的想法，但是模型开始发展起来。 人们建议，在更高的能量下，强相互作用将与电弱结合。 正是在这里，出现了伟大的统一理论的思想。 一些人认为，在更高的能量下，也许在普朗克尺度范围内，重力也会加入其余的能量。 这是弦理论的主要动机之一。 这些想法的一个有趣特征是，如果需要统一，则需要以高能量恢复对称性。 而且，如果高能宇宙具有当前被打破的对称性，则可以转化为可观察到的东西：新粒子和新相互作用。
标准模型的粒子及其超对称孪晶。 在弦论的背景下，这种粒子光谱是四个基本相互作用的并集的必然结果。那么，预计会有哪些新的粒子和相互作用？ 这取决于选择哪种版本的统一理论。 这些包括：
•重的中性粒子，类似于暗物质。
•粒子的超对称伴侣。
•磁单极子。
•重的带电
标量玻色子 [自旋为零/大约为0。 翻译]。
•许多类似于希格斯粒子的粒子。
•质子衰减的中间粒子。
尽管通过间接观察我们可以确信地证实暗物质的存在，但是在实验中没有观察到这些颗粒或预测的衰变。
1982年， 在由布拉斯·卡布雷拉 （ Blas Cabrera）领导的一项实验中 ， 该实验使用了八个线圈，记录了八个磁子的变化：一个磁单极子的征兆。 不幸的是，在发现过程中，没有人在实验室中，从那时起，没有人能够复制该实验或找到第二个单极子。但这很遗憾-由于许多原因，因为我们一直在积极寻找所有这些。 1982年，一项寻找磁单极子的实验记录了唯一的积极结果，因此他有很多追随者试图寻找单极子。 不幸的是，这种积极的结果是一种反常现象，而且从未有人复制过。 同样在1980年代，人们开始用水和其他原子核建造巨型坦克，以寻找质子衰减的证据。 结果，这些储罐被转换成中微子传感器，并且没有记录到质子的单个衰减。 质子的寿命极限现在超过10
35年-比宇宙的年龄大25个数量级。
Super Kamiokande实验的充满水的水箱对质子的寿命建立了最严格的限制。 后来，这种探测器成为极好的中微子观测站，但没有记录到单个质子衰减。这也是不好的，因为大统一提供了一种简洁而优雅的方法来在宇宙中的物质与反物质之间建立不对称性。 在早期，宇宙很热，足以产生物质/反物质对以及所有可能存在的粒子。 在大多数TBO中，两个这样的现有粒子是超重玻色子X和Y，它们带有电荷并包含成对的夸克和轻子。 可以预料，不对称性会以其物质和反物质分解的方式表现出来，即使最初没有占主导地位，这也可能导致物质残留优先于反物质。 再次遗憾的是，我们仍未找到此类颗粒及其相互作用的证据。
在存在TBO必要性质的情况下，物质和反物质玻色子（X，Y，反X，反Y）的对称集合可以产生当今宇宙中观察到的物质/反物质的不对称性一些物理学家认为，这种对称性必须存在于宇宙中，并且他们的证据完全超出了大型强子对撞机可用的能量。 其他人则没有那么方便的机会：大自然可能并不想团结。 也许没有TVO描述我们的物理现实。 也许引力的量子理论没有与其他相互作用结合在一起；
重生和暗物质的问题也许还有其他解决方案，而这些解决方案并非来自这些想法。 毕竟，宇宙的最终仲裁者不是我们对此的想法，而是实验和观察的结果。 我们只能问宇宙是什么。 我们应该听取答案并在此基础上采取行动。
标准模型的拉格朗日方程是一个单一方程式，其中包括标准模型的粒子和相互作用。 它具有五个独立的部分：胶子（1），弱玻色子（2），具有弱相互作用的物质与希格斯场（3）的相互作用，消除希格斯场冗余的粒子精神（4）和影响冗余的Faddeev-Popov精神弱互动（5）。 不包括大量中微子。尽管我们可以将标准模型写为一个单一的方程式，但这并不是统一的理论，因为不同的，分离的，独立的成员支配着宇宙的不同组成部分。 标准模型的不同部分不会相互影响-颜色电荷不会影响电磁或弱相互作用。 对于为什么没有相互作用（例如在应该发生的强烈相互作用中
违反CP不变性 ）的问题也没有答案。
恢复对称性时（处于最高电位值），将发生并集。 但是，在山底的对称性遭到破坏，这与我们今天拥有的宇宙相对应，存在着新型的大质量粒子许多人希望该协会包含这些问题的答案，并希望它将解决许多开放性问题和现代物理学的难题。 但是，任何其他形式的对称性-在高能量下恢复的对称性，今天都被破坏了-导致出现了新的粒子，新的相互作用以及新的宇宙应遵循的物理规则。 我们尝试使用一切正常工作所需的规则对某些预测进行逆向工程-但是，我们希望看到的粒子和关联没有出现。 统一不会帮助您获得诸如化学，生物学，地质学，意识等明显的特性-但它将帮助我们更好地了解一切的来源和来源。
整个已知宇宙的宇宙历史表明，我们要归因于通货膨胀的结束和炽热的大爆炸的开始，是所有物质及其所有光的起源。当然，还有另一种可能性：宇宙可能不团结。 存在许多不同的法律和规则是有原因的：我们发明的对称性仅仅是数学特征，而不是对物理宇宙的描述。 对于每一个优雅，美丽，令人信服的物理理论，都有另一种同样优雅，美丽且令人信服的物理理论-但是是错误的。 在这些问题中，就像在所有科学问题中一样，人类的任务是提出正确的问题。 好吧，宇宙的任务是为我们提供答案。 无论它们是什么，我们都拥有这样的宇宙。 我们必须了解这些答案的含义。
伊桑·西格尔 （ Ethan Siegel） -天体物理学家，科学普及者，《爆炸的开始》的作者！ 他写了《超越银河》（ Beyond the Galaxy ）和《追踪学：星际迷航的科学》（ Treknology ）一书。常见问题： 如果宇宙在扩展，为什么我们不扩展 ； 为什么宇宙的年龄与所观测的半径不一致 。