Όλα ξεκίνησαν το 1820, όταν ο Ολλανδός Hans Christian Oersted (1777-1851) επαλήθευσε πειραματικά τη σχέση που υπάρχει ανάμεσα στον ηλεκτρισμό και το μαγνητισμό, δύο φαινόμενα που η μελέτη τους ξεκίνησε από την εποχή του Θαλή του Μιλήσιου. Ακολούθησε ένα πραγματικά μεγάλο πλήθος ερευνητών οι οποίοι μελέτησαν αυτή τη σχέση, οι πιο σημαντικοί από τους οποίους ήταν οι Michael Faraday (1791-1876), Marie Ampere (1775-1836) and James Clerk Maxwell (1831-1879).

Ο Maxwell, το 1864, παρουσίασε μία πλήρη σειρά νόμων που εξηγούσαν το σύνολο των ηλεκτρομαγνητικών φαινομένων, συμπεριλαμβανομένης και της φύσης του φωτός, το οποίο σύμφωνα με τα συμπεράσματα του Maxwell, είναι επίσης ηλεκτρομαγνητικό κύμα. Με αυτόν τον τρόπο ο Maxwell κατάφερε να ολοκληρώσει ένα από τα μεγαλύτερα επιτεύγματα της ανθρωπότητας, την ανάπτυξη της ηλεκτρομαγνητικής θεωρίας που βασίσθηκε στην ενοποίηση του ηλεκτρισμού και του μαγνητισμού. Το επίτευγμα του Maxwell έγινε μέρος της προσπάθειας ενοποίησης της φυσικής, προσπάθειας που στοχεύει στην ανακάλυψη μιας πλήρους και συνεπούς θεωρίας που μπορεί να εξηγήσει κάθε είδος πεδίου στο σύμπαν. Ο Einstein αφιέρωσε τα τελευταία χρόνια της ζωής του προσπαθώντας να αναπτύξει μια παρόμοια θεωρία χωρίς όμως να οδηγηθεί σε κάποιο οριστικό αποτέλεσμα.

Στην εποχή μας πιστεύεται ότι τα στοιχειώδη σωμάτια ενώνονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν συνθετότερες μορφές ύλης στις διάφορες τάξεις μεγέθους (από τα quarks τα οποία ενώνονται για να σχηματίσουν πρωτόνια και νετρόνια μέχρι τα τεράστια συσσωματώματα ύλης σε αστέρια και γαλαξίες) με τη μεσολάβηση τεσσάρων βασικών αλληλεπιδράσεων, τις οποίες ονομάζουμε δυνάμεις.

Η πιο γνωστή από αυτές τις δυνάμεις είναι η βαρύτητα που «κρατά τα πόδια μας στο έδαφος» και τους πλανήτες σε κίνηση γύρω από τα αστέρια. Εμφανίζεται ανάμεσα στα μόρια της ύλης και οφείλεται στην ιδιότητα της μάζας. Αν και η βαρύτητα είναι κατά πολύ η πλέον αδύναμη από τις τέσσερις βασικές αλληλεπιδράσεις, είναι αυτή που κυριαρχεί στην καθημερινή μας ζωή χάρη σε δύο βασικά χαρακτηριστικά της: ενεργεί σε μεγάλες αποστάσεις και είναι πάντα ελκτική.

Η επόμενη ισχυρότερη δύναμη είναι η ηλεκτρομαγνητική, η οποία εκδηλώνεται μέσω των αποτελεσμάτων των ηλεκτρομαγνητικών φαινομένων. Η ηλεκτρομαγνητική δύναμη δρα αποκλειστικά πάνω σε κινούμενα ηλεκτρικά φορτία. Η δύναμη αυτή συνδέει τα αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια τα οποία κινούνται γύρω από τους θετικά φορτισμένους πυρήνες καθώς και τα άτομα που σχηματίζουν μόρια χάρη στις αλληλεπιδράσεις που οφείλονται στις μεταβολές του ηλεκτρικού φορτίου.

Η επόμενη ισχυρότερη δύναμη είναι η ασθενής αλληλεπίδραση. Η δύναμη αυτή δε γίνεται αντιληπτή στην καθημερινή μας ζωή, είναι όμως αυτή που ευθύνεται για τη διάσπαση των πυρήνων (ραδιενεργή διάσπαση) αλλά και τη διάσπαση των στοιχειωδών σωματιδίων (διάσπαση νετρονίου, πρωτονίου και ηλεκτρονίου).

Στην κορυφή της κλίμακας βρίσκεται η δύναμη της ισχυρής αλληλεπίδρασης. Kαι η δύναμη αυτή δε γίνεται αισθητή στην καθημερινή μας ζωή, δεν είναι όμως υπερβολή να πούμε ότι αποτελεί τη βάση της ζωής σε όλες τις μορφές της. Χάρη σε αυτή τη δύναμη τα σωματίδια quarks ενώνονται για να σχηματίσουν πρωτόνια και νετρόνια, ενώ τα πρωτόνια δεν απωθούνται μέσα στους πυρήνες εξαιτίας του θετικού τους φορτίου (υπολειπόμενη ισχυρή αλληλεπίδραση).