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美国科学家格拉肖（Sheldom Lee Glashow，1932— ）最早提出用规范场的方法，将电磁作用与弱作用统一到一个数学框架中[42]。
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弱力与电磁力虽然有某些共同点，比如说，电磁作用通过交换光子γ发生，而在弱相互作用中，费米子互相交换中间玻色子。但两者是完全不同的相互作用形式，并且弱作用的强度与电磁作用强度相差好几个数量级，如何能够将它们统一起来呢？
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然而，物理学家们注意到，两种相互作用的相对强度是随着作用距离的变化而变化的。当粒子之间的距离小于10-17m（在图5-5-2中，表现为能量增加到1012GeV(1)）之后，弱力将随着距离的减小而迅速增大，最后将达到可以与同样距离的电磁力相比较的程度。
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图5-5-2 电弱在高能（短距离）时统一成一种力
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因此，在距离很短时，刚才所说的弱力与电磁力之间强度的差别就不成为问题了。在那种情形下，将弱相互作用与电磁作用统一起来，应该是完全可能的。
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首先，可以仿照电磁场的规范理论，建立弱相互作用的规范场理论。电磁场的规范对称性用U（1）群表示，现在考察弱相互作用的对称性。弱作用总是从一对费米子产生另一对费米子，仅仅从数学模型的意义上，可以认为一对费米子是某一种（虚假）费米粒子的不同状态。这两个不同状态用不同的“弱同位旋”数值（1/2或-1/2）来表示。因此，弱相互作用的对称性可以类比于电子的自旋，用 SU（2）群来描述。SU（2）群有3个生成元，这也与弱相互作用理论假设的三个中间玻色子相符合。
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不过，电磁作用的U（1）群包容不了参数更多的SU（2）群，仅仅一个SU（2）也没有足够多的自由度来容纳两种作用。因此，我们暂时用两个群的直积将两者从形式上统一在一起：SU（2）×U（1）。
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应用杨—米尔斯的规范场理论，从（SU（2）×U（1））对称性，可以得到4种规范场粒子：W1、W2、W3和B。为了满足规范不变的要求，这4种粒子应该是没有质量的。但是，根据实验得到的数据，除了电磁场的传播子光子没有质量外，弱相互作用的中间玻色子不但有质量，而且质量的数值还不小，差不多是质子质量的100倍左右。所以，理论接下来的一步，便是如何为这些弱作用的中间玻色子提供准确的质量。
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当时，除了格拉肖之外，美国科学家温伯格（Steven Weinberg，1933— ）[43]和巴基斯坦科学家萨拉姆（Abdus Salam，1926—1996年）都在同时进行电弱统一理论的研究[44]。1968年左右，温伯格受到希格斯的一篇文章的启发，他巧妙地将对称自发破缺的希格斯机制应用到电弱统一理论上，解决了弱作用中间玻色子的质量问题。
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但温伯格的文章在当时并未受到重视，因为它存在发散，即不可重整化的问题。后来，荷兰的维特曼（M．Veltman，1931— ）教授和他的博士生赫拉尔杜斯·霍夫特（Gerardus’t Hooft，1946— ）在1971年证明了规范理论可重整化之后，电弱统一的规范理论才被物理界认定为一个现实可行的理论，格拉肖、温伯格和萨拉姆共同分享了1979年的诺贝尔物理学奖[45]。维特曼和霍夫特之后也于1999年获得诺贝尔物理学奖[46]。
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根据电弱统一模型，弱力和电磁力被认为是同一种力的两种表现。在对称破缺之前，即图5-5-2中高于10-13GeV时，弱力和电磁力完全不可区分，具有SU（2）×U（1）弱超荷的对称性，对应于4个无质量玻色子W1、W2、W3和B。其中SU（2）来自于“弱同位旋”对称性，U（1）弱超荷来自于“弱超荷”的对称性。对称尚未破缺时，真空中布满了希格斯场，与4种玻色子相互作用直到“自发对称破缺”发生。
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如图5-5-3所示，自发对称破缺时，原来电弱统一的（SU（2）×U（1）弱超荷）对称性破缺成电磁场的U（1）电磁对称性。
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图5-5-3 电弱统一理论中“自发对称破缺”的希格斯机制
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自发对称破缺之前的U（1）弱超荷，以及自发对称破缺之后的U（1）电磁，数学上都是U（1）群，但它们的生成元对应于物理意义不同的守恒量。前者的守恒量叫做弱超荷，用YM表示，后者守恒量则是电磁作用中我们熟知的普通电荷Q。两者的关系为：
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Q＝YM/2＋T3 （5-3）
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式（5-3）中的T3是与SU（2）对应的弱同位旋T的第3个分量。
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图5-5-3形象地表示了电弱作用自发对称破缺的过程。根据Goldstone定理，每一个连续对称性的破缺都会产生一个Goldstone粒子，电弱理论中的对称破缺，从4个参数的（SU（2）×U（1）），到1个参数的U（1），破缺了3个连续对称性，因而产生3个Goldstone粒子，图中用H＋、H-、H0表示。这3个无质量粒子被3个W粒子吸收（吃掉），产生3个有质量的弱作用中间玻色子：W＋、W-、Z0。除此之外，剩下的还有1个无质量的光子γ，和有质量（不定）的h粒子，即通常所说的希格斯粒子。
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然而，还有一个与带电的W玻色子和电荷为零的Z玻色子的质量有关的问题。实验数据表明，这2种类别的反应几率相差很大，比如，K0介子的衰变率比K＋介子的衰变率，要小9个数量级。这说明W玻色子和Z玻色子具有不同的质量。在希格斯机制中，它们质量的差别被如下解释：“自发对称破缺”时，B粒子和W3粒子以不同的比例混合而产生Z0玻色子和光子γ。图5-5-3中右下角的矩阵公式，说明这种混合可以用温伯格角θW来表示。温伯格角θW（也叫弱混合角）大约等于30°。
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证实电弱统一理论的第1个实验证据，是1973年在费米实验室中微子散射实验中发现了中性流的存在。电弱统一理论刚提出时，尚未在实验中观测到W和Z玻色子，它们的质量分别为80GeV和91GeV，20世纪六七十年代的加速器能量大大小于这个数值。之后，1983年左右，在CERN的超级质子同步加速器中发现W及Z玻色子。2013年，CERN确认发现了希格斯粒子。
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至此标准模型暂时告一段落，理论不能说很完美，但终究使人类在揭示自然奥秘的统一路上前进了一步。
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