北京大學理科專業(yè)從建國以來一直是全國高校中最好的，物理學當然也不例外。說它
是是全國最好的物理系（學院）毫不過前悶分。北大物理最大的特點是各個二級學科方向都很
強，尤其理論物理領域遠遠領先于其他高校，其它的幾個二級學科方向也在全國位列三甲
，北大物理一共有理論物理，粒子物理和核物理，凝聚態(tài)物理，光學四個國家重點學科，
多位中科院院士再加上首都科教中心的得天獨厚優(yōu)勢，北大物理綜合實力在未來一段時間
內將仍然能在全國高校中保持領先優(yōu)勢。
南京大學物理系凝聚態(tài)物理專業(yè)在國內高校中首屈一指，憑借這個優(yōu)勢奠定了他在國
內數(shù)一數(shù)二物理系（學院）的地位。在這點上很像中科院物理所，在目前物理學界最龐大
最熱門的分支確立領先優(yōu)勢也就同時確立了在整個中國物理學領域的領先優(yōu)勢。南大物理
共有理論物理，凝聚態(tài)物理，聲學，無線電物理四個國家重點學科，其中除凝聚態(tài)物理外
和它的聲學專業(yè)也是全國高校中最強的。如果把天文學納入物理學領域的話，由于比鄰紫
金山天文臺，它的天體物理專業(yè)在國內更是一枝獨秀。
順便提一句，我大二的時候曾經有幸聽到南大物理系馮端院士所做的報告。他與中科
院半導體所的黃昆院士可以并稱為中國固體物理學（凝聚態(tài)物理學的核心部分）的泰山北
斗。老先生80余歲的高齡面色蒼老卻依然精神健鑠，說話平緩有力，在報告結束后還十分
和藹認真地回答我這個小輩的問題，學者風范讓人肅然起敬。
中國科學技術大學物理專業(yè)，光聽名字就能大致明白他在物理學界的地位了。由于是
中科院建設的學校，在院系設置上一直奉行“全院辦校，所系結合”的方針，中科大是在
全國唯一有兩個物理系的高校。物理系以研究凝聚態(tài)物理和光學兩個大的應用方向為主，
其對應的自然是中科院物理所。它的近代物理系以研究理論物理，粒子物理及核物理，原
子分子物理，等離子物理等理論及實驗方向為主，對應過去中科院的近代物理所（現(xiàn)分裂
為北京高能所，蘭州近物所和原子能研究院）?？拼笪锢碛形鍌€國家重點學科，分別是理
論物理，粒子物理及核物理，凝聚態(tài)物理，光學，等離子物理，比北大和南大還要多出一
個，它的近代物理領域一直是全國高校中最強的。
2004年科大年輕的潘建偉教授當選全國十大杰出青年慧模彎，這在整個中國物理學界是一個
振奮人心的好消息。他在量子糾纏態(tài)以及量子信息傳輸領域的研究成果使中國在該領域一
躍成為世界領先，其意義絲毫不亞于劉翔的奧運金牌。不久前剛剛聽過他做報告，給我等
小輩的印象是他態(tài)度認真，語氣誠懇，看上去更像是一位師兄，然而從他的話語中可以感
受到他謙虛中不乏自信，謹慎中透露著*，是所有從事科研工作年輕人的典范。也許我
們對潘教授未來唯一的期待就是能為中國帶回一枚諾貝爾獎章了。
和南大抓住凝聚態(tài)物理一樣，
復旦大學物理系抓住了物理學的第二大應用領域光學，
從而也奠定了其國內一流物理系的地位。復旦物理有理論物理，凝聚態(tài)物理，光學三個國
家重碼昌點學科，其中光學領域是全國高校中最強的。大上海難以抗拒的物質誘惑對于基礎科
學研究或許是地獄，對于應用科學研究絕對是天堂，這種發(fā)展物理應用領域的先天優(yōu)勢是
其他城市的高校所望塵莫及的。
提到復旦物理，不能不提到楊福家院士。他不僅是國內最知名的物理學家之一，而且
由于擔任過復旦校長和英國諾丁翰大許校長職務，他對中國教育體制的弊端有著最清醒的
認識，批評常常一針見血，入木三分，頗有李熬的風范。對此人除了欽佩二字別無它法，
如果可以在全國學生范圍內選舉教育部長，我一定會投他的票。
表中還剩下一所高校清華。
清華大學多年穩(wěn)坐中國高校頭把交椅，但其物理學的地位
卻與之有些不太相稱。大家不要忘了這是因為剛建國不久全國規(guī)模的院系調整，很多學校
成為了只有工科沒有文理科的院校。與清華情況及其相似的是
浙江大學，解放前它們的物
理系可以說是全國最好的兩個物理系，曾分別誕生了楊振寧和李政道兩位世界華人的驕傲
。院系調整后清華和浙大整個物理系都分別并入了北大和復旦?，F(xiàn)在他們的物理系都是短
期內重建的，雖然少了前面四所學校物理專業(yè)的深厚基礎但他們的發(fā)展速度和財政支持是
前面四所高校所望塵莫及的，再加上兩位諾貝爾獎得主對母校物理學科的全力支持，在短
期內清華物理和浙大物理很有可能趕超前面四所學校。
以上是中國高校中最好的幾個物理系（學院），可以發(fā)現(xiàn)它們都集中在北京和華東地
區(qū)。對于偌大的中國許多地區(qū)有志于從事物理專業(yè)的學生來說，都能考上清華北大根本不
切實際，而華東地區(qū)那幾所高校在許多偏遠省份招生很少，物理專業(yè)經常只有一兩個人，
所以有必要介紹一下全國其他地方幾個比較有實力的物理系。我們從北京出發(fā)，逆時針在
中國地圖上畫出一個圈，沿這個方向開始搜索。
華北地區(qū):
北京師范大學物理系有理論物理一個國家重點學科，身為全國最好的師范院校，它在
物理學教學和科研兩方面都有著不錯的成就，是一個研究物理的好地方。
南開大學物理系（學院）雖然沒有他的數(shù)學系那么出名但同樣人才輩出，在納米材料
研究領域更是成績斐然。學校建有現(xiàn)代光學研究所，學校的知名度加上天津市的良好地理
位置，讓這里成為一個比較理想的物理學科科研基地。
山東大學物理系改名為物理與微電子學院，從名字中可看出它的主要發(fā)展方向。山大
物理近年做出了許多成果，在SCI物理方面的論文排名也是逐年攀升。有凝聚態(tài)物理一個國
家重點學科。對于高考競爭異常激烈的山東省來說，這對省內有志學物理的學生也是一個
不錯的去處。
另外，
山西大學的光學研究也十分了得。
東北地區(qū):
吉林大學物理專業(yè)可以說是東北地區(qū)唯一比較正規(guī)的物理專業(yè)，吉大物理有凝聚態(tài)物
理和原子分子物理兩個國家重點學科，僅次于上述幾所高校，并且在理論物理方面，常年
從事核多體研究的吳式樞老院士可能是東北地區(qū)唯一一個專業(yè)理論物理研究的專家。盲目
的合校對吉大物理的發(fā)展并沒有造成什么正面影響，而且由于
哈爾濱工業(yè)大學效仿清華和
浙大的原工科院校努力加強基礎學科建設，吉大物理凝聚態(tài)專業(yè)的很多老師正逐漸向那里
流失。哈工大在原有光學國家重點學科基礎上再補充上凝聚態(tài)物理的實力，想必前景十分
光明。
西北地區(qū):
由于計劃經濟時代地區(qū)的分工不同，提到東北人們往往會想到重工業(yè)，提到大西北人
們就很容易想到國防了，的確就拿西北地區(qū)最知名的物理系
蘭州大學物理科學與技術學院
來說，其專業(yè)大都集中在很強的應用技術方向，并且一些專業(yè)與于國防需求密不可分，蘭
大物理有粒子物理及原子核物理一個國家重點學科，其應用物理專業(yè)以核技術方向研究為
主?？梢哉f西部的很多高校培養(yǎng)的畢業(yè)生為國家需要一直在作著默默付出而無怨無悔，這
足以令其他地區(qū)高校的畢業(yè)生深感內疚了。
西南地區(qū):
四川大學物理科學與技術學院在西南地區(qū)物理學領域一枝獨秀，因為也屬于西部地區(qū)
，它的專業(yè)方向自然和國防領域有比較強的聯(lián)系。川大物理有原子分子物理一個國家重點
學科，該學科由來自吉林大學的我國原子分子物理研究創(chuàng)始人茍清泉院士一手創(chuàng)辦，并且
這個在領域與位于綿陽的中國工程物理研究院有著長期的合作關系。在學科設置上與蘭大
物理多少有些類似，在這點上突出了西部高校物理研究重視應用技術和國防技術的特點。
華南地區(qū):
中山大學物理科學與工程技術學院，光聽名字感覺比川大物理和蘭大物理更向應用技
術領域邁進了一步，也許不同的是它以研究民用技術為主，而后兩者更傾向于軍用國防研
究。中山物理有凝聚態(tài)物理一個國家重點學科，并且是全國少數(shù)擁有光學工程一級學科的
高校，珠江三角洲中國經濟龍頭的地位在客觀上促進了中山大學物理學科基礎研究向應用
技術的轉化，在整個華南地區(qū)中山物理是具有絕對優(yōu)勢的物理專業(yè)。
華中地區(qū):
武漢大學物理科學與技術學院在華中地區(qū)一直處于領先地位，湖北人天生的聰明才智
對武大物理的建設有著有著很大的幫助，在基礎研究和應用研究領域都有著不錯的成績。
同城的
華中科技大學在光電子領域全國高校中獨占熬頭，在此基礎上建立了光電子國家實
驗室，這對華中地區(qū)物理專業(yè)的人可以說說是天賜良機，既然物理學已經發(fā)展到以應用方
向研究為主的時代，那么在光電子這樣的相關高新技術產業(yè)領域大展鴻圖將是物理學工作
者最有前景的選擇。
以上列舉了中國高校中實力最靠前十多個物理系，它們基本上都擁有物理學的國家理
科基礎人才培養(yǎng)基地（目前全國一共14個）。相對于北京和華東地區(qū)幾個一流的物理院系
來說，剩下幾個的姑且算做中國次一流的物理院系。它們與一流的幾個相比在本科教育上
雖有差距但并不很明顯，因為本科階段所學的課程內容和要求程度也大體相當。但到了研
究生階段，由于科研水平的差距使得研究生教育水平差距變得比較明顯，因此對于這些院
校有志向繼續(xù)從事物理專業(yè)深入研究的學生來說，在國內有一個比那些一流物理院系更為
理想的地方，那就是中國科學院。以下篇幅我將重點介紹中國科學院下屬的物理及相關領
域研究機構。
學位授予單位代碼及名稱 排名 得分
80008 中科院物理研究所 1 96.97
10001 北京大學 2 92.64
10284 南京大學 3 90.28
10358 中國科技大學 4 88.08
10246 復旦大學 5 85.60
80140 中科院上海光機所 5 85.60
10003 清華大學 7 82.59
82817 中國工程物理研究院 8 81.37
還是這張表，可以看出中科院兩個物理方面研究所，一個以很大優(yōu)勢位居榜首，另一
個與復旦物理并列第五。在中國科學院上百個研究所當中，只有表中的物理所，上海光機
所，北京的高能物理研究所三家單位擁有物理一級學科學位授予權（即在8個二級學科6個
以上方向有素研究），高能所是否參加這次評比我不是很了解。中科院跟高?？蒲邢啾鹊?
特點是分工明確，經常只此一家。各個研究所研究領域都比較狹窄，但幾乎各個所在自己
的研究領域都是國內最權威的。相比高校中科院的科研更加專業(yè)化，對國家戰(zhàn)略意義更大
。 北京的中科院物理所在五，六十年代曾被稱作應用物理研究所，從名字的變化可以看
出物理學重心從基礎探索到應用研究的轉移，這也是全世界物理學的發(fā)展趨勢。物理所研
究的主要方向毫無疑問就是凝聚態(tài)物理學，并且這個領域在國內遙遙領先，在其他方向的
研究也基本上都與凝聚態(tài)直接相關。憑借在物理學最大分支方向上世界水平的研究，不僅
使它在國內物理學界獨占鰲頭，在整個中科院研究所中科研實力也是數(shù)一數(shù)二，曾經在趙
忠賢院士領導下在超導領域做出世界領先的成果。剛剛建成的凝聚態(tài)物理國家實驗室?guī)缀?
全部依托在這里。中國物理學會也正是掛靠在這里，在今年世界物理年國內的一系列活動
中，物理所自然成為發(fā)起者和主要組織者。
中科院上海光機所是國內激光領域的絕對權威，正因為這點使得其光學基礎與應用領
域在國內處于領先地位，前面說過光學是物理學目前的第二大分支，并且由于激光器的發(fā)
明使得光學成為物理學最早步入大規(guī)模應用領域的方向，因此在物理一級學科排名能進全
國第五，中科院第二。上光所在中科院內被劃歸到技術科學部，從這點可以看出國內已經
把光學領域看作又一個以應用技術研究為主方向了。上光所04年一共招收了78名研究生，
其中只有9人今后從事基礎光學研究方向，其余均從事光學工程和材料學方向。目前光學工
程逐漸成為近期繼電子科學技術之后又一個從物理學獨立出去的一級學科，只是完全獨立
發(fā)展還有待成熟。上光所的光學工程一級學科排名僅次于清華大學列全國第二位。
中科院高能物理研究所是國內唯一的一家從事基本粒子實驗及其相關研究的機構，建
有國內最先進的世界水平加速器——北京正負電子對撞機，它代表了整個中國的高能物理
研究水平。其前身是中科院（近代）物理研究所（又一次看出物理學重心從基礎探索向應
用研究的轉移），后來該所基礎研究部分分離出來成立了高能所，核能研究部分成為了現(xiàn)
隸屬于核工業(yè)部的原子能研究院。幾乎同時建成的中科院上海原子核研究所（現(xiàn)改名為上
海應用物理研究所）和中科院蘭州近代物理研究所（以研究重元素離子為主）或許和它有
些淵源。由于前面講過高能物理到了一個瓶頸階段，因此高能所通過對加速器的改造令其
發(fā)揮同步輻射光源功能，從而重心逐漸從試驗物理向應用物理轉移。
中科院理論物理研究所可以稱作是中國的普林斯頓高等研究院，其中會聚了中國理論
物理研究的精英力量。它也可能是中科院規(guī)模最小的研究所，和院士占研究員比的例最高
的研究所，其中最出名的當屬何祚休院士了。所內近一半的人研究基礎理論方向，在這個
探索自然最深層次的領域，這少數(shù)的精英很可能還是國內絕大部分的研究力量。另一半人
作是應用理論研究，前面已經講過這是從事理論物理的大多數(shù)人的研究方向，目前在交叉
學科理論的研究前景非常被看好。
中科院北京半導體研究所的成立驗證了電子科技領域發(fā)展壯大到從物理學中獨立的過
程，有著名的黃昆院士坐陣，北半所實力可見一斑。它隸屬于中科院技術科學部，在半導
體領域國內一枝獨秀，并成為中國光電領域的一個重要力量。
中科院武漢物理與數(shù)學研究所中研究物理領域的部分主要從事原子分子物理研究，在
這個領域全國領先，并與上海光機所共同組成了中科院冷原子與量子頻標中心。
中科院合肥物質科學研究院下屬有安徽光機所，等離子體物理研究所，和固體物理研
究所。其中安光所主要研究大氣光學方向，應用意義很明顯。后兩者規(guī)模相對比較小，固
體所也是中科院內一個重要的凝聚態(tài)物理研究點。三個研究所位于合肥市的科學島上，與
中國科技大學同城，交流十分頻繁，他們構成了中科院規(guī)模僅次于京滬兩地的一個研究基
地。
其他與光學應用技術相關的中科院研究所還有長春光機與物理研究所，西安光機所，
成都光電所，上海技術物理研究所等等。其中長光所是中國最早的光學研究所，是以上各
個光學領域研究所的發(fā)源地。它的激光物理部分分出到上海建立了現(xiàn)在的上海光機所，研
究瞬態(tài)光學的部分組建了西安光機所，光電技術部分成立了成都光電所，紅外線遙感領域
形成了現(xiàn)在的上海技物所。長光所目前集中于對民用光學領域以及固體發(fā)光材料（合并的
原長春物理所主要研究領域）的研究，是中科院規(guī)模最大的研究所。連同以上幾個研究所
名義上組建了中科院光電研究院，有意主導中國光電產業(yè)的發(fā)展。
以上列舉了中國科學院物理及其相關方向的研究所，在表中與一個單位還沒有介紹。
中國工程物理研究院俗稱九院，也許很多人對這個名字都不太熟悉，但提起*和氫彈
的研究，提起鄧嫁先、于敏、等兩彈一星元勛的話，相信很多人會對這個單位肅然起敬了
?，F(xiàn)在九院在京滬等第都有自己的研究所。由于是國家單獨編制，事關國防研究的機密，
我自然對它無法有更多了解，只知道九院地處于四川綿陽，或許長虹集團和它有些淵源。
順便補充點關于研究物理的人今后可能大量涌入的高新技術產業(yè)——中國光電產業(yè)的
個人一些看法。在電子產業(yè)發(fā)展十分成熟的時候，光子產業(yè)已經悄然興起。連電子之間的
相互作用都要靠光子傳播，光子很可能是所有信息和能量最終載體了。21世紀是將是光子
的世紀，光電時代大有取代電子時代的希望主宰整個信息產業(yè)。光與物質（主要是電子）
相互作用是人類科技永恒的主題，這個產業(yè)將來會吸引很多凝聚態(tài)物理和光學專業(yè)的學生
。 目前國內很多城市在爭當中國光電產業(yè)的中心，其中其以武漢和長春兩地競爭尤為激
烈，都先后打出了“中國光谷”的口號。從我個人觀點來看，如果不算北京話，上海市是
中國最具有發(fā)展光電產業(yè)的潛力和條件的地方。武漢主要依靠剛剛在華中科技大學建立的
光電國家實驗室，以及武漢大學和武漢物數(shù)等一些科研力量；長春主要依靠長春光機所光
學技術方面的優(yōu)勢，以及吉林大學和長春應化所的科研力量。從實力分析二者確實旗鼓相
當，但相比上海地區(qū)，中科院下屬的上海光機所，上海技物所，上海微系統(tǒng)所都是在光電
技術方面國內非常領先的研究機構，再加上復旦大學和上海交大的科研實力，而且在上海
應物所要建成國內最先進的餓同步輻射裝置“上海光源”，這些都是武漢和長春兩地所無
法企及的。而在最關鍵的資金投入方面，上海的經濟實力更是可以傲視全國。也許上海人
的精明就表現(xiàn)在這里，不喊口號，卻默默將西部幾個區(qū)建設成高科技產業(yè)集中地，吸引著
無數(shù)人才來這里奮斗
高能物理學(high energy physics)又稱粒子物理學或基本粒子物理學，它是物理學的一個分支學科，研究比原子核更深層次的微觀世界中物質的結構性質，和在很高的能量下，這些物質相互轉化的現(xiàn)象，以及產生這些現(xiàn)象的原因和規(guī)律。它是一門基礎學科，是當代物理學發(fā)展的前沿之一。粒子物理學是以實驗為基礎，而又基于實驗和理論密切結合發(fā)展的。
高能物理學的發(fā)展歷史
兩千多年來人們關于物質是由原子構成的思想，由哲學的推理，變成了科學的現(xiàn)實，而且在這個階段終了時，形成了現(xiàn)代的基本粒子的思想。
原子的概念，是由2400年前的希臘哲學家德謨克利特，和中國戰(zhàn)國時代的哲學家惠施提出來的。惠施說“至小無內，謂之小一”，意思是最小的物質是不可分的。這個最〉牡ピ??簿褪塹綸涌死?爻莆??擁畝?鰲5?撬?嵌濟荒芩得髟?踴頡白钚〉牡ピ?本嚀迨鞘裁礎V?蟮牧角Ф嗄曇洌??誘飧齦拍睿?煌A粼謖苧?枷氳姆凍搿?br /> 1897年，湯姆遜在實驗中發(fā)現(xiàn)了電子，1911年盧瑟福由α粒子大角度彈性散射實驗，又證實了帶正電的原子核的存在。這樣，就從實驗上證明了原子的存在，以及原子是由電子和原子核構成的理論。
1932年，查德威克在用α粒子轟擊核的實驗中發(fā)現(xiàn)了中子。隨即人們認識到原子核是由質子和中子構成的，從而得到了一個所有的物質都是由基本的結構單元——質子、中子和電子構成的統(tǒng)一的世界圖像。
就在這個時候開始形成了現(xiàn)代的基本粒子概念。1905年，愛因斯坦提出電磁場的基本結構單元是光子，1922年被康普頓等人的實驗所證實，因而光子被認為是一種“基本粒子”。1931年，泡利又從理論上假設存在一種沒有靜止質量的粒子——中微子(嚴格地講是反中微子，中微子的存在是1956年由萊因斯和科恩在實驗上證實的)。
相對論量子力學預言，電子、質子、中子、中微子都有質量和它們相同的反粒子。第一個反粒子——正電子是1932年，安德森利用放在強磁場中的云室記錄宇宙線粒子時發(fā)現(xiàn)的，50年代中期以后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了其他粒子的反粒子。
隨著原子核物理學的發(fā)展，發(fā)現(xiàn)除了已知的引力相互作用和電磁相互作用之外，還存在兩種新的相互作用——強相互作用和弱相互作用。
1934年，湯川秀樹為解釋核子之間的強作用短程力，基于同電磁作用的對比，提出這種力是由質子和(或)中子之間交換一種具有質量的基本粒子——介子引起的。1936年，安德森和尼德邁耶在實驗上確認了一種新粒子，其質量是電子質量的207倍，這就是后來被稱為μ子的粒子。μ子是不穩(wěn)定的粒子，它衰變成電子、一個中微子和一個反中微子，平均壽命為百萬分之二秒。
湯川最初提出的介子的電荷是正的或負的。1938年，凱默基于實驗上發(fā)現(xiàn)的核力的電荷無關性的事實，發(fā)展了稍早些時候出現(xiàn)的同位旋的概念，建立了核力的對稱性理論。
1947年，孔韋爾西等人用計數(shù)器統(tǒng)計方法發(fā)現(xiàn)μ子并沒有強作用。1947年鮑威爾等人在宇宙線中利山磨用核乳膠的方法發(fā)現(xiàn)了真正具有強相互作用的介子，其后，在加速器上也證實了這種介子的存在。
從此以后人類認識到的基本粒子的數(shù)目越來越多。就在1947年，羅徹斯特和巴特勒在宇宙線實逗輪斗驗中發(fā)現(xiàn)v粒子(即K介子)，這就是后來被稱桐源為奇異粒子的一系列新粒子發(fā)現(xiàn)的開始。由于它們獨特的性質，一種新的量子數(shù)——奇異數(shù)的概念被引進到粒子物理中。在這些奇異粒子中，有質量比質子輕的奇異介子，有質量比質子重的各種超子。在地球上的通常條件下，它們并不存在，在當時的情況下，只有借助從太空飛來的高能量宇宙線才能產生。
這些發(fā)現(xiàn)了的基本粒子，加上理論上預言其存在，但尚未得到實驗證實的引力場量子——引力子，按相互作用的性質，可分成引力子、光子、輕子和強子四類。為了克服宇宙線流太弱這個限制，從50年代初開始建造能量越來越高、流強越來越大的粒子加速器。實驗上也相繼出現(xiàn)了新的強有力的探測手段，如大型氣泡室、火花室、多絲正比室等，開始了新粒子的大發(fā)現(xiàn)時期。
到了60年代頭幾年，實驗上觀察到的基本粒子的數(shù)目已經增加到比當年元素周期表出現(xiàn)時發(fā)現(xiàn)的化學元素的數(shù)目還要多，而且發(fā)現(xiàn)的勢頭也越來越強。1961年，由蓋耳-曼及奈曼類比化學元素周期表提出了，用強相互作用的對稱性來對強子進行分類的“八重法”。
八重法分類不但給出了當時已經發(fā)現(xiàn)的強子在其中的位置，還準確地預言了一些新的粒子，如1964年用氣泡室實驗發(fā)現(xiàn)的Ω粒子。八重法很好地說明粒子的自旋、宇稱、電荷、奇異數(shù)以及質量等靜態(tài)性質的規(guī)律性。
在此階段中，證實了不單電子，所有的粒子，都有它的反粒子(有的粒子的反粒子就是它自身)。其中第一個帶電的反超子是由中國的王淦昌等在1959年發(fā)現(xiàn)的。此外，還發(fā)現(xiàn)了為數(shù)眾多的壽命極短經強作用衰變的粒子——共振態(tài)。
基本粒子大量發(fā)現(xiàn)，使人們懷疑這些基本粒子的基本性。基本粒子的概念，面臨一個突變。
20世紀40年代到60年代，對微觀世界理性認識的最大進展是量子力學的建立。經過一代物理學家的努力，量子力學能很好地解釋原子結構、原子光譜的規(guī)律性、化學元素的性質、光的吸收及輻射等等現(xiàn)象，特別是當它同狹義相對論結合而建立相對論性量子力學以后，它已經成為微觀世界在原子、分子層次上的一個基本理論。
但是，量子力學還有幾個方面的不足：它不能反映場的粒子性；不能描述粒子的產生和湮沒的過程；它有負能量的解，這導致物理概念上的困難。量子場論是由狄喇克、約旦、維格納、海森伯和泡利等人在相對論量子力學的基礎上，通過場的量子化的途徑發(fā)展出來的，它很好地解決了這三個問題。
庫什和福里1947年發(fā)現(xiàn)的電子反常磁矩，和由蘭姆等發(fā)現(xiàn)的氫原子能級的分裂，只有通過量子電動力學的重正化理論才能得到正確的解釋。今天，量子電動力學已經經受了許多實驗上的驗證，成為電磁相互作用的基本理論。
并非所有的基本粒子都是“基本”的想法，最早是在1949年由費密和楊振寧提出的。他們認為，介子不是基本的，基本的是核子，而介子只是由核子和反核子構成的結合態(tài)。1955年，坂田昌一擴充了費密和楊振寧的模型提出了強子是由核子、超子和它們的反粒子構成的模型。
1961年，在實驗上發(fā)現(xiàn)了不少共振態(tài)。1964年，已發(fā)現(xiàn)的基本粒子(包括共振態(tài))的種類增加到上百種，因而使得蓋耳-曼和茲韋克提出，產生對稱性的基礎就是構成所有強子的構造單元，它們一共有三種，并命名為夸克。
20世紀60年代以來，在宇宙線中、加速器上以及在巖石中，都進行了對夸克的實驗找尋，但迄今還沒有被確證為成功的報道。在60年代和70年代，有更多的能量更高、性能更好的加速器建成。雖然在這些加速器上沒有找到夸克。但卻得到了間接的，但是更有力地說明夸克存在的證據。
與強子的數(shù)目急劇增加的情況相反，自從1962年利用大型火花室，在實驗上證實了兩類中微子之后，長時間內已知的輕子就只有四種，但是到了1975年情況有了改變，這一年佩爾等在正負電子對撞實驗中發(fā)現(xiàn)了一個新的輕子，它帶正電或帶負電，達質子的兩倍，所以又叫重輕子。與它相應，普遍相信應有另一種中微子存在，但是尚未得到實驗上的證實。
夸克理論提出不久，就有人認識到強子的強相互作用和弱相互作用的研究應建立在夸克的基礎上，同時還要充分考慮強子的結構特性和各種過程中的運動學特點，才能正確地解釋強子的壽命、寬度、形狀因子、截面等動態(tài)性質。1965年，中國發(fā)展的強子結構的層子模型，就是這個方向的首批研究之一。層子的命名，是為了強調物質結構的無限層次而作出的。在比強子更深一層次上的層子，就是夸克。近20年來，粒子物理實驗和理論發(fā)展的主流，一直沿著這個方向，在弱作用方面，已有了突破性的進展，在強作用方面，也有重大的進展。
最早的弱相互作用理論，是費密為了解釋中子衰變現(xiàn)象在1934年提出來的。弱作用宇稱不守恒的發(fā)現(xiàn)，給弱作用理論的研究帶來很大的動力。隨后不久便確立了描述弱作用的流在洛倫茲變換下應當具有的形式，而且適用于所有的弱作用過程，被稱為普適費密型弱相互作用理論。
1961年，格拉肖提出電磁相互作用和弱相互作用的統(tǒng)一理論。這個理論的基礎，是楊振寧和密耳斯在1954年提出的非阿貝耳規(guī)范場論。但是在這個理論里，這些粒子是否具有靜止質量、理論上如何重正化等問題，沒有得到解答。
1967～1968年，溫伯格、薩拉姆闡明了作為規(guī)范場粒子是可以有靜止質量的，還算出這些靜止質量同弱作用耦合常數(shù)以及電磁作用耦合常數(shù)的關系。這個理論中很重要的一點是預言弱中性流的存在，而當時實驗上并沒有觀察到弱中性流的現(xiàn)象。由于沒有實驗的支持，所以當時這個模型并末引起人們的重視。
1973年，美國費密實驗室和歐洲核子中心在實驗上相繼發(fā)現(xiàn)了弱中性流，之后，人們才開始對此模型重視起來。在1983年，魯比亞實驗組等在高能質子—反質子對撞的實驗中發(fā)現(xiàn)的特性同理論上期待的完全相符規(guī)范粒子，這給予電弱統(tǒng)一理論以極大的支持，從而使它有可能成為弱相互作用的基本理論。
目前，粒子物理已經深入到比強子更深一層次的物質的性質的研究。更高能量加速器的建造，無疑將為粒子物理實驗研究提供更有力的手段，有利于產生更多的新粒子，以弄清夸克的種類和輕子的種類，它們的性質，以及它們的可能的內部結構。
弱電相互作用統(tǒng)一理論日前取得的成功，特別是弱規(guī)范粒子的發(fā)現(xiàn)，加強了人們對定域規(guī)范場理論作為相互作用的基本理論的信念，也為今后以高能輕子作為探針探討強子的內部結構、夸克及膠子的性質以及強作用的性質提供了可靠的分析手段。在今后一個時期，強相互作用將是粒子物理研究的一個重點。
把電磁作用、弱作用和強作用統(tǒng)一起來的大統(tǒng)一理論，近年來引起相當大的注意。但即使在最簡單的模型中，也包含近20個無量綱的參數(shù)。這表明這種理論還包含著大量的現(xiàn)象性的成分，只是一個十分初步的嘗試。它還要走相當長的一段路，才能成為一個有效的理論。
另外從發(fā)展趨勢來看，粒子物理學的進展肯定會在宇宙演化的研究中起推進作用，這個方面的研究也將會是一個十分話躍的領域。
很重要的是，物理學是一門以實驗為基礎的科學，粒子物理學也不例外。因此，新的粒子加速原理和新的探測手段的出觀，將是意義深遠的。
涉及實驗物理，理論物理，粒子天體物理，計算物理，加速器，
同步輻射，核分析，自由電子……
目前的方向
可積量子場論,統(tǒng)計格點模型,超弦與M理論，QCD，大統(tǒng)一理論，
超對稱弱電統(tǒng)一理論和標準模型唯象，重味物理與CP不守恒
量子色動力學的微擾和非微擾理論，中微子物理
B與D介子物理
費米子味混合與CP破壞及新物理現(xiàn)象學
夸克物理，Higgs物理，超對稱模型，弱電和QCD手征對稱性相變，中微子物理，
北京譜儀(BES)新物理，暗物質，宇宙弦及暴漲宇宙學
………………
需要艱深的數(shù)學知識，廣泛的機械電子計算機應用前景。
在諾貝爾獎中，有一半的物理獎都和粒子物理有關。
高能物理學是研究物質世界基本結構(最深層次)和基本相互作用規(guī)律的科學。
也就是所謂的最微觀的世界元素如：夸克與膠子
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