人们对于“粒子”是什么，有着许多不同的理解：点状物体、场的激发源、纯数学照进现实的一个斑点。但是，如今物理学家对于粒子这个概念的理解，发生了前所未有的巨大改变。
宇宙万物皆由粒子组成，何谓粒子？
简单的解释总是不能令人满意：大家普遍认为，电子、光子、夸克和其他的“基本”粒子缺乏内部结构或者物理体积。加州大学伯克利分校的粒子理论学家玛丽·盖拉德曾在20世纪70年代预测过两种夸克的质量，她认为：“一般我们认为粒子就是一个点状的物体。”然而，粒子有明确的性质，比如电荷和质量。但是，一个没有维度的点，如何承载重量？
麻省理工大学的理论物理学家文小刚说：“我们说它们是‘基本的’，但这只是对学生的一种说辞。
‘别问了！我也不知道答案。它就是基本的，所以别再追问了。’”
对于任何物体，它的性质都是由构成它的物质——最终会归结到粒子——决定的。但是粒子的性质不是由自己的成分决定的，而是由其数学形式决定的。粒子站在数学和现实两个世界相接触的那一点，立足处有些摇晃。
十多位粒子物理学家对于“什么是粒子”给出了多样的描述，还阐述了两个迅速发展的理论，目标是得到一个描述粒子的统一图像。
“什么是粒子？这确实是一个很有趣的问题，”文小刚说，“现在这一方向有一些进展，虽然还没有产生一个统一的理论，但是各派观点都十分有趣。”
粒子是“坍缩的波函数”
古希腊哲学家德谟克利特认为，大自然最基础的构成单元——粒子是存在的。理解它的征途由此开始。两千年后，牛顿和惠更斯就“光是波还是粒子”进行了辩论。约250年后，量子力学的发展证明了两位伟人都是对的：光以独立的小份能量——光子的形式发出，表现出既像粒子又像波的特点。
波粒二象性给人一种深深的陌生感。20世纪20年代量子力学告诉人们，对于光子以及其它的量子化的物体，最恰当的描述不是粒子或者波，而是“波函数”。波函数是随时间演化的数学函数，表明了粒子具有一系列性质的可能性。比如说表示电子的波函数，在空间上是弥散开来的，因此只能说电子“可能”而不是“一定”在某个位置。但十分奇怪的是，如果你用一个探测器来观察，波函数会突然坍缩到这一点，粒子在这一点处咔咔作响地敲击探测器。
因此，粒子是坍缩后的波函数。但这究竟意味着什么呢？为什么观察会令数学函数坍缩，令一个实实在在的粒子出现？测量的结果是由什么决定的？这个问题提出将近一个世纪，物理学家仍旧没有答案。
粒子是“场的量子激发”
事情越来越奇怪了。20世纪30年代，物理学家意识到，多个光子构成的集体，会表现出单个波在电磁场中传播的特性，恰如19世纪的麦克斯韦电磁波理论。
研究人员将经典场论量子化，对场作出限制，使其只能以离散量（称为场的“量子”）进行振荡。除光子（光的量子）外，狄拉克等人发现，该思想可以外推到电子和其他所有粒子：根据量子场论，粒子是全空间量子场的激发。
在假设这些更基本的场的存在时，量子场论剥离了粒子的状态，仅仅把它们描述为扰动场的小份能量。尽管量子场论无处不在，但它却成了粒子物理学的通用语言，因为它可以极其精确地计算粒子相互作用时的情况，而粒子之间的相互作用又决定了世界是如何构成。
随着人们发现更多自然界中的粒子和相关的场，一个观察世界的数值方法发展了起来。斯坦福大学退休粒子物理学家海伦·奎恩解释说：“一旦你把你观察到的模式编码到数学中，数学就有了预测性；它告诉你更多你可能观察到的东西。”