人类在认识物质世界和精神世界时发生了许多相反的事物，例如光明和黑暗，生和死，善和恶等。从哲学的角度看世界，对立统一规律是事物发展的根本规律。世界是物质的，那么，是否存在着同我们已知的物质相对立的“反物质”呢？
20世纪20年代，英国人狄拉克建立了相对论性电子运动方程。为了解释方程中包含的负能解，他从基本粒子的对称性出发，预言了正电子的存在。1932年，美国人安德逊和尼德迈耶在宇宙线中发现了正电子。这是第一个反粒子。
正电子的发现使人们看到，物质世界远比预想的复杂。如果狄拉克的理论是普遍和正确的，就还会有反质子、反中子乃至反物质世界的存在。后来，物理学家也都逐步倾向于认为，一切粒子都有反粒子。正反粒子同质量，同寿命，同自旋，反电荷，反磁矩。
1955年，美国人塞格雷和张伯伦等人合作，利用高能质子同步稳向加速器，成功地产生了反质子。自50年代起，随着反质子的发现，反核子物理学研究兴起。反核子的研究不但涉及到整个反物质世界，而且正反核子湮灭时将放出各种介子和巨大的能量，由此可以产生许多奇特的现象。
反核子物理学研究的基本问题，是利用反电子和反质子构造出反物质原子——“反氢”。不过，人造的反电子和反质子的能量都很高，不能相互结合成反氢。科学家预测，为了使反电子和反质子安定下来，“和平共处”，从而结合成稳定的反氢，需要将它们的能量降低到千分之一电子伏特以下。1983年以来，位于日内瓦附近的欧洲核子研究中心开展了反核物理学研究，设法降低反电子和反质子的能量，制造“反氢”。1996年1月，这个中心宣布：他们已经成功地合成了反氢。不过，据说实验中只产生了9个反氢原子，且仅仅存在了三亿分之四秒！根本无法对其特性进行研究。
反物质的研究关系到人类对现代物理学理论的重新理解和验证，也关系到对时空和物质的重新理解。人造反物质若能实现，无疑会改变人类对物质世界的认识。近期，美国的一些天文学家宣称，在银河中央有一个反物质喷射源，喷出的反物质高达数千光年之远。然而，现在我们还不能有把握地确定反物质是否存在。
从理论上看，宇宙中应该存在一个反物质世界。可事实上并不这么简单。经研究发现，粒子和反粒子一旦相遇，它们就会同归于尽，从而转化成高能量的γ光子辐射。可这种光子辐射人们至今还没有发现，在我们地球上很难找到反物质，因为它一旦遇到无处不在的普通物质就会湮灭。
那么，宇宙中存在着反物质吗？存在着一个反物质世界吗？按照对称宇宙学的观点，它们是存在的。这一学派认为，我们所看到的全部河外星系（包括银河系在内），原不过是个庞大而又稀薄的气体云，由等离子体构成。等离子体既包含粒子，又包含反粒子。当气体云在万有引力下开始收缩时，粒子和反粒子接触的机会就多了起来，便产生了湮灭效应，同时放射出巨大能量，收缩的气体云又开始膨胀。这就是说，等离子体云的膨胀，是由正反粒子的湮灭引起的。
按照这种说法推论，在宇宙的某个部位，一定存在着反物质世界。如果反物质世界真的存在的话，那么，它只有不与物质会合才能存在。可物质和反物质怎样才能不会合呢？怎样才能判断出宇宙中哪些天体是正物质，哪些是反物质？为什么宇宙中的反物质会这么少？这些都是留给人们待解的谜团。