越來越小的距離尺度揭示了更基本的自然觀，也就是說，如果我們能理解和描述最小的尺度，我們就能理解最大的尺度。從根本上說，宇宙究竟是由什麼構成的?有沒有可能存在最小的基本粒子，或者一組基本粒子，我們既可以用它來建造我們整個宇宙的所有東西，又永遠不能被分割成更小的東西?這是一個科學可以解釋很多的問題，但它不一定能給我們最終的答案。
是否有理論或實驗證據明確地證明基本粒子的存在?
物理學中總是有不確定性的空間，尤其是在推測我們將來會發現什麼的時候。但這種模稜兩可是否合理，取決於我們自己。
1860年，一顆流星擦過地球，產生了一種壯觀的發光現象。這些自然景觀，連同我們所習慣的自然現象，可能會引導我們的邏輯思維，試圖推斷出支撐我們所有現實的基本構件是什麼。如果你想知道宇宙是由什麼組成的，你會怎麼解決這個問題?幾千年前，想像力和邏輯的應用是我們擁有的最好的工具。我們知道物質，但不知道它是由什麼構成的。人們假設，有幾種基本成分可以在不同的條件下以不同的方式組合在一起，創造出今天存在的一切。
我們可以用實驗證明物質，無論是固體、液體還是氣體，都佔據了空間。我們可以證明它具有質量。我們可以把它組合成更大的量或者分解成更小的量。然而，只有最後一個想法，將我們可以訪問的事物分解成更小的組件，才會引出「基本」可能是什麼的想法。
從宏觀尺度到亞原子尺度，基本粒子的尺寸對複合結構尺寸的決定作用很小。構建塊是否真的是基本的粒子還不知道。有些人認為物質可能由不同的元素構成，如火、土、空氣和水。其他人，如一元論者，認為只有一個基本的現實組成部分，其他所有物質都可以從其中派生和集合。還有一些人，比如畢達哥拉斯學派，認為一定存在一種幾何數學結構，它為現實設定了要遵守的規則，這些結構的集合導致了我們今天所感知的宇宙。
這五個柏拉圖固體是唯一的在三維空間中由二維多邊形構成的多邊形形狀。許多早期科學家把這五種固體等同於五種基本元素。這是個好主意，但不符合現代科學的標準。然而，存在一種真正的基本粒子的想法，可以追溯到2400年前Abdera的德謨克利特。雖然僅僅是一個想法,德謨克利特認為所有的物質是由不可分割的粒子,他被稱為原子(τομο),意思「萬事萬物」。儘管他的想法包含了許多不相關的和奇怪的細節，基本粒子的概念仍然存在。
單個的質子和中子可能是無色的實體，但它們之間仍有殘餘的強大力量。宇宙中所有已知的物質都可以被分為原子，原子又可以被分為原子核和電子，而原子核又可以被進一步劃分。我們甚至可能還沒有達到分裂的極限，或者還沒有達到將一個粒子切割成多個組分的能力。隨便拿一塊你想要的東西，試著把它切開。試著把它分解成越來越小的部分。每次你成功了，試著再剪一次，直到你超越了剪的想法，到達下一層。宏觀物體變成微觀物體;複雜的化合物變成簡單的分子;分子成為原子;原子變成電子和原子核;原子核變成質子和中子，它們本身又分成夸克和膠子。
在可以想像到的最小的層次上，我們可以將我們所知道的一切簡化為基本的、不可分割的、粒子似的實體:標準模型中的夸克、輕子和玻色子。
標準模型中的粒子和反粒子現在都已被直接探測到，最近的一個頑固分子希格斯玻色子(Higgs Boson)本世紀初在大型強子對撞機(LHC)上墜落。所有這些粒子都可以在LHC的能量下產生，粒子的質量會產生基本常數，這些基本常數是完全描述它們所必需的。這些粒子可以用標準模型下的量子場理論的物理學來很好地描述，但是它們是否是基本的還不知道。至於物理尺寸，我們有量子物理的規則來指導我們。宇宙中的每一個量子——具有非零能量的結構——都可以被描述為包含一定數量的能量。因為所有存在的事物在本質上都可以被描述為類粒子和類波，所以你可以為任何這樣的量子設置物理大小的限制。
雖然分子可能是納米級(10^-9米)的真實描述，原子擅長埃級(10^-10米)，原子核甚至更小，單個質子和中子可以達到飛米級(10^15米)。但是對於標準模型粒子，它們會變得更小。根據我們所探測到的能量，我們可以有把握地說，所有已知的粒子在10^-19米尺度下都是無結構的。
阿特拉斯探測器中的希格斯粒子。注意，即使有明顯的特徵和橫向軌跡，也會有其他粒子的陣雨;這是因為質子是複合粒子。這只是因為希格斯粒子給構成這些粒子的基本成分提供了質量。在足夠高的能量下，目前已知的最基本的粒子可能會自行分裂。就我們的實驗知識所知，這些是我們所認為的真正的基本性質。從實驗和理論的角度來看，標準模型中的粒子、反粒子和玻色子都是基本的。當我們進入越來越高的粒子能量，我們可以探索現實的結構到更大的層次。
大型強子對撞機(lhc)提供了最好的約束,但未來對撞機或極度敏感的宇宙線實驗可能需要我們許多數量級更遠:10^-21米的尺度最強的陸地對撞機和潛在一直到最極端能源的宇宙射線。
在宇宙中我們與之交互的對象範圍從非常大的宇宙尺度下降到10 ^ -19米,LHC的最新紀錄。有很長的一段時間(在大小上)和(在能量上)達到大爆炸所達到的尺度，這僅僅比普朗克能量低大約1000倍。如果標準模型粒子本質上是複合的，高能探針可能會揭示這一點。即便如此，這些想法也只是對我們所知道的和能說的加以限制。它們告訴我們，如果我們將一個具有一定能量的粒子(或反粒子，或光子)與另一個處於靜止狀態的粒子碰撞，被碰撞的粒子將以一種基本的點一樣的方式運動，這符合我們的實驗、探測器和可達能量的極限。這些實驗為目前被認為是基本粒子的粒子能有多大設定了經驗極限，統稱為深非彈性散射實驗。
當你將任意兩個粒子碰撞在一起時，你可以探測碰撞粒子的內部結構。如果其中一個不是基本粒子，而是複合粒子，這些實驗可以揭示其內部結構。這裡設計了一個實驗來測量暗物質/核子散射信號。然而，有許多平凡的背景貢獻可能會產生類似的結果。這種特殊的信號將出現在鍺、液態氙和液態氬探測器中。但這是否意味著這些粒子是真正的基本粒子呢?不一定。他們可以是:
進一步可分，意味著它們可以被分解成更小的粒子，或者它們可能是彼此的共振，其中最輕粒子的較重「表親」要麼是激發態，要麼是較輕粒子的複合版本，或者這些粒子可能根本不是「粒子」，而是具有更深層次底層結構的「明顯粒子」。這些想法自希格斯玻色子發現以來受到限制，但並未被排除在外，這樣的理論中比比皆是，但最突出的代表是弦理論。
費曼圖(上)基於點粒子及其相互作用。將它們轉換成弦理論的類似物(底部)會產生具有非平凡曲率的曲面。在弦理論中，所有的粒子都是一個更基本結構的不同振動模式:弦。沒有不變的法則要求一切都是由粒子構成的。基於粒子的現實是一種得到實驗支持並與實驗相一致的理論觀點，但我們的實驗在能量和所能告訴我們的關於基本現實的信息方面是有限的。在弦理論上，我們今天所說的「基本粒子」的一切可能只不過是一個字符串,振動或轉動一定的頻率。弦可以折斷，在一個先前存在的量子位上創建兩個量子位;也可以組合，從兩個先前存在的量子位創建單個量子位。
在基本層面上，我們沒有要求宇宙的組成部分是零維的、類點粒子。
量子引力試圖將愛因斯坦的廣義相對論與量子力學結合起來。經典引力的量子修正被可視化為環路圖，如圖所示的白色。空間(或時間)本身是離散的還是連續的還沒有決定，就像重力是否被量子化的問題一樣，或者，正如我們今天所知道的，粒子是否是基本的。在許多情況下，我們宇宙中尚未發現的秘密，如暗物質和暗能量，根本不是由粒子構成的，而是某種流體或空間性質。空間和時間本身的性質還不為人知;它們本質上可以是量子的，也可以是非量子的;它們可以是離散的(能夠分解成塊)，也可以是連續的。
我們今天所知道的粒子，我們假設它們是基本粒子，在一個或多個維度上可能有一個有限的，非零大小，或者它們可能是真正的點樣的，可能一直到普朗克長度，甚至，可以想像，更小。
放下一個物體會導致原本應該是「直線」的物體變成特定數量的曲線。在廣義相對論中，我們認為空間和時間是連續的，質量/粒子是離散的和基本的。這兩種情況都不是必然的。你應該從這個問題——真正的基本粒子是否存在——中得到的最重要的東西是，我們在科學上所知道的一切都只是暫時的。我們所知道的一切，沒有一件是如此清楚或如此牢固，以致於它是不可改變的。我們所有的科學知識只不過是我們目前能夠構建的最接近現實的東西。最能描述我們的宇宙的理論可能解釋我們所能觀察到的所有現象，它們可能做出新的、強有力的、可檢驗的預測，它們甚至可能不受我們目前所知的任何替代方案的挑戰。
但這並不意味著他們絕對正確。科學總是尋求收集更多的數據，探索新的領域和場景，並在衝突發生時自我修正。我們所知道的粒子在今天看來是基本粒子，但這並不能保證，我們越深入研究，自然就會繼續表明基本粒子的存在。