Dążenie do poznania podstawowych składników materii, z których zbudowany jest świat towarzyszyło człowiekowi od najdawniejszych czasów. Wiedza na ten temat nie była nam dana przez jedno czy nawet kilka spektakularnych odkryć. Jest ona wynikiem pracy wielu uczonych żyjących w różnych epokach. Łączą się z nią najświetniejsze nazwiska badaczy przyrody. Przebyliśmy długą drogę, której początki sięgają greckiej kolonii - Miletu w połowie VII w p. n. e. Wielu podążało tą drogą. Demokryt, Archimedes, Kopernik, Galileusz, Newton, Einstein, to tylko niektórzy z wędrowców. O współczesnych słyszymy regularnie. Większość nagród Nobla z fizyki jest przyznawana za prace na temat podstawowych oddziaływań we Wszechświecie.

Czemu tak się dzieje, czemu badania z tej dziedziny są tak doceniane? Istnieje kilka ku temu powodów. Po pierwsze to zwykła ciekawość pcha nas w świat podstawowych składników materii, aby zobaczyć jak one oddziałują. Ale istnieją też inne powody dużego zainteresowania tymi badaniami. Zrozumienie procesów zachodzących w mikroświecie pozwala opisać budowę całego Wszechświata. Daje nam szansę określenia jego wieku, odpowiedzi na pytanie, czy Wszechświat miał początek, a także jak powstały galaktyki i gwiazdy. Połączenie cząstek i Wszechświata otwiera drogę do dyskusji filozoficznych i egzystencjalnych. Dla zainteresowanych tutaj rozpoczyna się właściwe pytanie o związek nauki z religią. I wreszcie ostatnia, już bardziej przyziemna rola badań z tej dziedziny. Historia uczy, że największy wpływ na społeczeństwo wywierają wyniki tych badań, których celem było poznawanie fundamentów Wszechświata. Nakłady finansowe na poszukiwania elementów struktury materii i badanie ich własności zwróciły się miliony razy. Inwestowanie w abstrakcyjne badania na poziomie ułamka procentu budżetów państwa przez ostatnie dwieście lat przyniosły zyski wielokrotnie większe niż przeciętne notowania giełdowe.

Podróż w głąb materii i próba jej definicji trwa od 2500 lat. Bez wątpienia najwięcej informacji zebraliśmy w ostatnim stuleciu. Podstawowe cegiełki materii nazwane przez Demokryta - atomami znane były jednak wcześniej. Wykrycie wielu pierwiastków usystematyzowanych przez Mendelejewa sugerowało istnienie wewnętrznej symetrii. Dopiero jednak na początku naszego stulecia udało się nam dotrzeć do wnętrza atomu. Wtedy też uświadomiliśmy sobie, że mamy tam elektrony i jądra. Niedługo potem odkryliśmy, że jądra składają się z protonów i neutronów. Powstała wtedy jedna z najdziwaczniejszych teorii opisująca zachowanie takich mikroskopowych obiektów - MECHANIKA KWANTOWA. Do dzisiaj trwają spory, czy ta sprzeczna z intuicją, pozbawiona determinizmu teoria prawidłowo wyjaśnia zachowanie mikroświata.

W tym samym okresie została uogólniona teoria grawitacji Newtona - powstała druga trudna do zaakceptowania SZCZEGÓLNA, a później OGÓLNA TEORIA WZGLĘDNOŚCI.

Nie koniec na tym. Budowano coraz większe urządzenia służące do przyspieszania cząstek zwane akceleratorami. Za pomocą takich urządzeń zderzano protony z protonami oraz protony z elektronami. Ujawniła się nam wtedy nowa warstwa substruktury materii. Wewnątrz protonu i neutronu zaobserwowano nowe, dziwne obiekty, które nazwano KWARKAMI. Dziwne, bo mają inne ładunki elektryczne niż znane dotychczas cząstki, bardzo słabo oddziałują będąc blisko siebie, a silnie, gdy próbują się oddalić od siebie. Drugi składnik atomu - elektron pozostał obiektem elementarnym pozbawionym struktury. W ostatnich trzydziestu latach wykryto 6 kwarków. Zauważono także, że istnieją jeszcze dwie cząstki podobne do elektronu oraz przedziwne trzy następne o niezmiennie małej masie nazywane neutrianami. Obecnie więc znamy sześć kwarków oraz sześć cząstek, do których zalicza się elektron i neutrina o nazwie LEPTONY. Jest to, po 2500 latach poszukiwań, nasza wiedza o podstawowych cegiełkach materii. W ostatnich latach została stworzona i dobrze sprawdzona doświadczalnie teoria opisująca oddziaływanie kwarków i leptonów. Nazywa się MODELEM STANDARDOWYM.

Co dalej? Czy to już kres naszego poznania? Panuje tutaj dość powszechna zgodność, że Nikt, kto decydował o strukturze Wszechświata, nie pozostawił wszystkiego w takim stanie. Stoi przed nami więc nowe wyzwanie. Najważniejsze to dodać do Modelu Standardowego oddziaływania grawitacyjne cząstek, tzn. stworzyć kwantową teorię grawitacji. Wyposażeni w taką teorię będziemy sięgać dalej. Spróbujemy zrozumieć jak powstał Wszechświat, jakie były jego pierwsze ułamki sekundy po WIELKIM WYBUCHU. Dalej spróbujemy wyjaśnić jak powstały obserwowane miliardy galaktyk, z których każda zawiera miliardy gwiazd.

Pierwsze wielkie odkrycie na tej drodze zostało dokonane w ubiegłym roku. W wielkim detektorze Superkamiokande w Japonii zaobserwowano, iż docierające z atmosfery i ze Słońca neutrina są cząstkami posiadającymi masę. To pierwszy wyłom w pięknym gmachu teorii opisującej oddziaływania kwarków i leptonów. Czekamy na następne...