一、統一場論的起源與發展
19 世紀中葉，J. 馬克士威的電磁場理論統一了電和磁的作用，成為歷史上第一個幾種交互作用的統一理論。20 世紀初，愛因史坦創立廣義相對論，破除牛頓重力論中超距作用觀念，把場的觀點引進重力理論。其後，便出現了以統一重力場和電磁場為目標的統一場論研究熱潮。
當時人類知道的基本交互作用只有重力作用和電磁作用。許多科學家嘗試把電磁場和時空的幾何內容聯系起來，如 H. 外爾把電磁場和時空的尺度變換相聯系；T. 卡魯查和 O. 克雷因則把電磁勢當作五維時空度規張量的部份分量；愛因史坦將時空的度規或聯絡從對稱的推廣為不對稱的，然後把不對稱部份同電磁場聯系起來。但經過 20 年的努力，所有統一電磁場和重力場的嘗試都沒有獲得成功，不過對於數學中微分幾何學的發展卻有很大推動。
20 世紀 50 年代初，人們認識到自然界的基本交互作用還應包括微觀粒子之間的強交互作用和弱交互作用，統一場論的目標也隨之擴大。W. 海森伯曾提出一個非線性的旋量場方程式，試圖匯出基本粒子的品質譜並解釋它們的交互作用性質，但始終未能成功。1954 年，楊振寧和 R. 米爾斯把電磁作用是由定域規範不變性所決定的觀念推廣到不可對易的定域對稱群，開辟了用規範原理來統一各種交互作用的新途徑。經過近 20 年的努力，電弱統一理論取得了很大的成功，S. 格拉肖、S. 拜因貝魯克和莎拉姆提出的 SU (2)×U (1) 模型，預言了弱中性流和魅數的存在及其性質，均為以後一系列的實驗所證實。
從 20 世紀 70 年代中期起，在電弱統一規範理論取得成功的基礎上，開始了新的探索，目標是把強作用乃至重力作用透過規範原理和電弱作用相統一，即大統一理論。大統一規範理論有一個驚人的預言，即質子是不穩定的，其壽命估計為 10 年，不過這個預言還沒有在實驗上得到證實。
二、國科大的突破與進展
（一）建立超統一場論
國科大吳嶽良院士在揭秘愛因史坦統一場論的研究中取得突破，建立了超統一場論（hyperunified field theory）。該理論受相對論性狄拉克旋量理論、愛因史坦廣義相對論、楊 - 米爾斯規範理論和大統一理論的啟發，並基於吳嶽良前期發展的重力量子場論的研究成果，為揭示愛因史坦統一場論理念中的不解之謎，探索終極統一理論開啟了一扇新的視窗。
在超統一場論中，所有已知的基本粒子（誇克和輕子）統一成為十九維超時空（hyper - spacetime）中的單一基本粒子 —— 馬約拉納型超旋量場（Majorana - type hyper - spinor field），其旋量結構由基本粒子超自旋荷（hyper - spin charge）的量子特性所決定。所有已知的基本交互作用（重力、電磁、弱和強作用力）由超旋量場的超自旋規範對稱性（hyper - spin gauge symmetry）統一支配，並由超自旋規範場（hyper - spin gauge field）和與之相伴隨的超重力場（hyper - gravifield）統一描述。
超統一場論的建立遵從兩個基本指導原則：一是基本粒子的內稟量子數和獨立自由度決定時空的維度與結構；二是描述自然規律的作用量遵循規範不變原理且與座標選取無關。原則之一使基本粒子的內稟特性和對稱性與時空的幾何特性和對稱性建立起對應關聯，導致所有基本粒子合並統一成為超時空中的超旋量場，超旋量場的旋量結構反映超時空的幾何性質。原則之二導致局域平坦超重力場時空（locally flat hyper - gravifield spacetime）作為自然演生（emergent）的非座標內稟超時空而呈現，使所有基本交互作用統一成為超重力場時空中的超自旋規範交互作用（hyper - spin gauge interaction）。由此匯出規範 - 重力對應原理（gauge - gravity correspondence）。
超統一場論的建立涉及對時空觀念、幾何觀念和宇宙觀念以及物質觀念和能量觀念的重新認識。該理論預言新的向量型誇克和輕子、映像誇克和輕子、多重態規範向量玻色子和有效純量玻色子等新粒子以及自旋力和標度力等新的交互作用力的存在。這一理論的建立為探索自然界的基本組成和基本對稱性及其基本交互作用、時空和重力的本質以及物質和宇宙的起源開辟了新途徑。
三、統一場論的重要意義
統一場論的目標是找到一種包含所有基本力（重力、電磁力、弱力和強力）的單一框架，從而統一解釋這些力的行為，並給出簡潔而完整的理論描述。這一理論的重要意義不言而喻。
從對自然界基本構成的理解角度來看，統一場論為我們提供了一個全新的視角。目前，傳統物理學分別使用不同的理論來描述不同的基本力，這使得我們對自然界的認識顯得較為碎片化。而統一場論試圖將這些分散的理論整合起來，讓我們能夠更全面地認識自然界的基本構成。例如，電磁力由馬克士威方程式組描述，弱力由格拉什曼 - 薩爾茨伯格模型描述，強力由量子色動力學描述，重力由愛因史坦的廣義相對論理論描述。如果能找到一個統一場論，我們就可以在一個單一的框架下理解這些不同的力，從而更好地把握自然界的本質。
在揭示更深層次物理規律方面，統一場論也有著巨大的潛力。當我們能夠將所有基本力統一起來時，可能會發現一些新的物理規律，這些規律將超越我們目前對自然界的認識。例如，超統一場論預言了新的向量型誇克和輕子、映像誇克和輕子、多重態規範向量玻色子和有效純量玻色子等新粒子以及自旋力和標度力等新的交互作用力的存在。這些新的發現將為我們揭示更深層次的物理規律提供線索，推動物理學的發展。
此外，統一場論還能幫助解釋現有理論中的未解之謎。目前，物理學中仍然存在許多未解之謎，如重力的來源、時間的本質、場的本質、品質的本質、電荷的本質、能量的本質等。統一場論可能為這些未解之謎提供答案。例如，統一場論可能透過將重力與其他基本力統一起來，揭示重力的量子本質，從而解決重力的來源問題。
總之，統一場論對深入理解自然界基本構成、揭示更深層次物理規律及解釋現有理論未解之謎具有重大意義。它是物理學領域的一個重要研究方向，吸引著無數科學家的關註和探索。雖然目前還沒有找到被廣泛接受的成功理論，但隨著科學技術的不斷發展，我們有理由相信，在未來的某一天，統一場論將會成為現實，為人類揭示自然界的終極奧秘。
