原子核內(nèi)粒子的的弱相互作用導(dǎo)致了原子核的不穩(wěn)定性，同時(shí)控制著原子核的衰變或放射性，被稱為β衰變。1933年，費(fèi)米建立的β衰變理論把粒子間的相互作用延伸到弱相互作用，從而開辟了弱相互作用的研究。當(dāng)時(shí)，費(fèi)米的弱相互作用理論在低能情況下非常成功，但在高能狀況下該理論并不完全適用。
　　1954年，華裔美國科學(xué)家楊振寧（1922- ）（右圖左）和米爾斯（Robert L.Mills，1927-1999）（右圖右）提出了著名的楊-米爾斯理論，將電磁場(chǎng)的局域規(guī)范對(duì)稱推廣到非阿貝爾群，但非線性的規(guī)范場(chǎng)當(dāng)時(shí)并沒有在實(shí)驗(yàn)中觀察到。
　　1956年之前，科學(xué)家們認(rèn)為物理定律應(yīng)分別服從C（電荷）、P（宇稱）和T（時(shí)間）的對(duì)稱。C對(duì)稱指對(duì)于粒子和反粒子定律相同；P對(duì)稱指對(duì)于任何情景和它的鏡像定律不變；T對(duì)稱指對(duì)于前進(jìn)或后退的時(shí)間方向定律相同。
　　1956年，華裔美國科學(xué)家李政道（1926- ）（左圖）、楊振寧在分析最輕的奇異粒子衰變時(shí)遇到了難題，提出弱作用下宇稱（P）可能不守恒的假說。這個(gè)假說1957年被吳健雄等人的實(shí)驗(yàn)及其他實(shí)驗(yàn)證實(shí)。這些實(shí)驗(yàn)同時(shí)也證實(shí)了在弱作用下電荷共軛宇稱不守恒。這一發(fā)現(xiàn)促使人們注意到弱相互作用和電磁相互作用之間有某種共同點(diǎn)，從而進(jìn)一步考慮兩者之間的統(tǒng)一性。不久，確立了描述弱作用的流在洛倫茲變換下應(yīng)當(dāng)具有的　　形式，而且適用于所有的弱作用過程，被稱為普適費(fèi)米型弱相互作用理論。
　　美國科學(xué)家格拉肖（Sheldom Lee Glashow，1932-）（右圖）是最早涉足弱力和電磁力統(tǒng)一研究領(lǐng)域的。弱力的強(qiáng)度只有電磁力的千分之一，它們是完全不同的兩種自然力。
　　1961年，格拉肖提出：弱力和電磁力的雖然似乎沒有相似之處，但可以從用數(shù)學(xué)方式對(duì)這兩種自然力的描述中看出它們?cè)谀承┓矫娴南嗨菩?，弱力和電磁力的統(tǒng)一并不是沒有可能的。格拉肖巧妙地運(yùn)用"規(guī)范場(chǎng)"的方法 （應(yīng)用了楊-米爾斯理論），搭起了統(tǒng)一弱力和電磁力的框架。但格拉肖無法解釋的是：弱力的作用非常微小，傳遞弱力的粒子卻很重，它的質(zhì)量約為質(zhì)子質(zhì)量的幾十倍到百倍。為何"傳遞子"具有那么巨大的質(zhì)量呢?　　
　　美國科學(xué)家溫伯格（Steven Weinberg，1933-）（左圖）在研究自然力的統(tǒng)一問題時(shí)也遇到了同樣的問題。他注意到英國物理學(xué)家赫格斯在一篇論文中的論述：利用真空的某些性質(zhì)　　可使本來沒有質(zhì)量的規(guī)范場(chǎng)獲得質(zhì)量。溫伯格受到很大啟發(fā)，運(yùn)用這種思路在1967年成功地把弱力和電磁力統(tǒng)一起來。與此同時(shí)，巴基斯坦科學(xué)家薩拉姆（Abdus Salam，1926-1996）（右圖）的研究也獲得了類似的結(jié)果。他闡明了作為規(guī)范場(chǎng)粒子是可以有靜止質(zhì)量的，計(jì)算出這些靜止質(zhì)量同弱作用耦合常數(shù)以及電磁作用耦合常數(shù)的關(guān)系。
　　溫伯格和薩拉姆的理論只適用于一類基本粒子，有一定的局限性。1970年，格拉肖將這一概念作了推廣，證明了　　亞核粒子的某種數(shù)學(xué)性質(zhì)（稱之為粲）能夠?qū)㈦姶帕腿趿χg的這種聯(lián)系推廣到所有的基本粒子。
　　弱電統(tǒng)一理論中預(yù)言了弱中性流的存在，即在反應(yīng)過程中入射粒子和出射粒子之間沒有電荷交換，但當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)上并沒有觀察到弱中性流的現(xiàn)象。1973年，美國費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室和歐洲核子中心在實(shí)驗(yàn)中相繼發(fā)現(xiàn)了弱中性流（左圖），弱電統(tǒng)一理論引起了重視。
　　弱電統(tǒng)一理論認(rèn)為：弱力和電磁力實(shí)際上是同一種力——電弱力的不同表現(xiàn)。驗(yàn)證這一理論，需要在實(shí)驗(yàn)中尋找產(chǎn)生弱作用傳播子W±和Z0，這就要求：對(duì)撞的粒子必須具有足夠高的能量，以便有可能產(chǎn)生重質(zhì)量粒子W±和Z0；碰撞的次數(shù)必須足夠多，才會(huì)有機(jī)會(huì)觀測(cè)到極為罕見的特殊情況。魯比亞（Carlo Rubbia，1934-）（右圖左）和范德梅爾（Simon Van Der Meer，1925-）（右圖右）分別在發(fā)現(xiàn)弱作用傳播子W±和Z0的大規(guī)模實(shí)驗(yàn)方案中所起了決定性的作用。　　
　　魯比亞建議將歐洲核子中心（CERN）最大的質(zhì)子同步加速器（SPS）作為正反質(zhì)子的儲(chǔ)存環(huán)（左圖）。質(zhì)子束和反質(zhì)子束在儲(chǔ)存環(huán)中沿相反方向作環(huán)形運(yùn)動(dòng)，然后在特定位置相互碰撞。在SPS存儲(chǔ)環(huán)的周邊上安排有兩個(gè)碰撞點(diǎn)，碰撞點(diǎn)周圍裝有巨大的探測(cè)系統(tǒng)，可以記錄碰撞生成的粒子的信息，從而進(jìn)行尋找弱作用傳播子W±和Z0（也稱為中間玻色子）的實(shí)驗(yàn)。
　　范德梅爾提出了隨機(jī)冷卻的方法，可以使粒子束得到“冷卻”提高束流密度，進(jìn)而提高對(duì)撞機(jī)的亮度，使實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)W±和Z0粒子成為可能。
　　1983年1月20-21日，在歐洲核子中心的質(zhì)子-反質(zhì)子對(duì)撞機(jī)上工作的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組分別宣布發(fā)現(xiàn)了特性與弱電統(tǒng)一理論所期待的完全相符的（W±）。由于產(chǎn)生Z0的機(jī)會(huì)要比產(chǎn)生W±的機(jī)會(huì)小10倍，在花費(fèi)4個(gè)月時(shí)間后想辦法將加速器束流的亮度提高了10倍。1983年5月4日，魯比亞的實(shí)驗(yàn)組終于找到了Z0的第一個(gè)事例。W±和Z°粒子的發(fā)現(xiàn)及其性質(zhì)最終確定了弱電統(tǒng)一理論的正確性，對(duì)揭示弱作用本質(zhì)有重大意義。
　　弱電統(tǒng)一理論使現(xiàn)存的四種基本相互作用實(shí)現(xiàn)了部分統(tǒng)一。盡管弱電統(tǒng)一理論距離愛因斯坦所設(shè)想的包括引力場(chǎng)在內(nèi)的統(tǒng)一場(chǎng)論還很遠(yuǎn)，但終究使人類在揭示自然奧秘的征途中又前進(jìn)了一大步。