因为粒子物理学是20世纪物理学两大主流领域之一，在20世纪值得诺贝尔物理学奖的工作最多，同时诺贝尔奖都会延迟那么几十年才发，因此现在刚好把粒子物理学的奖都发掉了。其它物理学方向尽管目前比粒子物理学发展迅速，但要么上个世纪的成果还没全发奖（凝聚态物理），要么太过年轻（比如量子信息），所以还要等那么几十年诺贝尔奖数量才会赶上来。

20世纪初相对论和量子力学建立之后，物理学沿着两条主流方向发展。一条路是“自上而下”的，即不断深入微观世界，探索并发现基本粒子，这就是粒子物理学。另一条路是“自下而上”的，就是认识各种物质背后的量子力学规律，以此发展各种高新技术来改变世界，这属于凝聚态物理和量子光学等领域，曾经通过半导体技术和激光技术催生了信息革命。

粒子物理学的理论部分称作粒子物理标准模型，其基础是量子力学和狭义相对论的结合，即量子场论。粒子物理标准模型的建立，经过了数十位著名物理学家的贡献，早期有费曼，施温格，杨振宁，李政道等大牛，中期有温伯格，萨拉姆，格拉肖，希格斯等大牛，晚期有格罗斯，维尔兹克等大牛，从40年代末一直跨越到70年代末。同时粒子加速器和对撞机不断地建造升级，不断地发现着标准模型预言的粒子，理论和实验并重，造就了大量诺贝尔奖得主，最终在2012年发现的希格斯玻色子为标准模型画上了句号。

但标准模型不能解释的物理现象还有很多，比如中微子有质量，三种作用力最终统一，暗物质等等。所以粒子物理学依然在发展。但步入21世纪以后，粒子物理学实验需要的对撞机越来越大，越来越烧钱，已经逐渐成为财政负担，除了欧洲CERN还在尝试发现新粒子之外，其它的实验室都逐渐转向研究中微子，探测宇宙高能粒子等方向。总的来说，新世纪粒子物理学方向在逐渐萎缩，从业人数已经远远不及凝聚态物理，甚至已被量子信息反超。但反过来说，凝聚态物理和量子信息最终的目标是应用，未来有可能会从物理专业中独立出来（如同电子信息一样），而粒子物理是更纯的物理，会一直留下。

物理学上的弦理论，你知道多少？

在物理学中，爱因斯坦的相对论能够很好地解释宏观物理现象，而量子力学则能够很好地解释微观物理现象，但两者很难结合到一起。于是，包括爱因斯坦在内的很多物理学家都在寻求统一场理论，以期把物理学中的四大基本作用力（引力、电磁力、强核力和弱核力）结合在一起。弦理论就是这样一种理论，它在数学上把相对论与量子力学统一在一起。

一直以来，物理学家认为物质都是由各种亚原子粒子组成的。但在弦理论看来，组成物质的最基本结构是振动弦，而非亚原子粒子，弦的不同振动频率产生了不同性质的粒子。弦的尺寸极其微小，如果把一个原子放大到整个太阳系，那么弦还没有一颗树大。基于这些微小的振动弦，弦理论能够优雅地解释了四大基本作用力。

最初的弦理论建立在十个维度之上，比我们所认知的四维时空多了六维。该理论认为，另外六个维度蜷缩在普朗克尺度上，这是宇宙中最小的可测长度。自弦理论发展以来，物理学家提出了数个似乎都是正确的弦理论。此后，弦理论学家又在数学上增加了第十一维，从而把几个弦理论统一成M理论。

M理论的第十一维预测了一种新型的弦，它能够无限延长创造出所谓的膜。根据这个理论，存在着无数个膜，并且每个膜都是一个平行宇宙，这样就能解决统一引力的问题。虽然物理学的标准模型已经统一了电磁力、强核力和弱核力，但引力仍然难以结合。该问题的部分原因是引力相较于其他三种力非常微弱。而M理论在数学上得出结果，之所以引力非常微弱，是因为它只是从平行宇宙中泄漏出来。

M理论认为，弦可以是开放的，也可以是闭合的。开弦有一个端点附着在它们所在的膜上，使物质包含在膜内。人类被认为是由开弦组成，这就是为什么我们无法进入其他维度，也无法与其他维度交互。然而，闭弦没有附着在它们所在的膜上，所以能够从中泄漏出去。如果传递引力的引力子是由闭弦组成，那么，引力就能从平行宇宙中泄漏到我们宇宙。

此外，弦理论还能解释宇宙大爆炸。按照现有的理论，宇宙诞生于一个奇点的大爆炸，但物理学家一直不清楚是什么原因引起的。而根据弦理论，两个膜的碰撞会导致宇宙大爆炸。

然而，弦理论的最大问题在于它无法得到实验的证实，目前还只是一种数学方法。因此，对于该理论的批评不在少数。尽管如此，支持者相信，随着技术的进步，未来将会发现弦理论的证据。