随着显微镜、加速器和望远镜日益强大，我们能够看到越来越小和越来越大的世界。当我们从肉眼可见的世界一直进入到亚原子世界时就会发现，这些构成物质的微小粒子有着非常奇怪的行为，它们往往与我们的日常体验相悖。这些粒子的行为和相互作用需要用量子理论来描述。而在另一边，星系和宇宙的演化，以及一些极端的天体（如黑洞），则需要应用爱因斯坦的广义相对论。
在宇宙中，已知的四种基本力分别是引力、电磁力、弱核力和强核力。广义相对论是目前描述引力的最好理论，而其他三种基本力则由量子场论描述。物理学家认为，在很高的能量下，这四种力会被统一到一个单一的框架中，这样的一个理论被称为万有理论。
但是，当物理学家想要把引力也囊括进来时，却遇到了困难。如果我们试图以最显而易见的方式来调和引力和其他力，就会得到无穷大。但我们知道，真实的东西不可能有无穷大的值。因此，当无穷大出现时，就意味着理论出现了问题。
为了解决所有这些问题，并让广义相对论和量子理论和平共处，物理学家在过去几十年提出了许多的可能性，包括圈量子引力理论、因果集理论、因果动态三角剖分等。但在所有的尝试中，只有弦理论最靠近这个目标。尽管弦理论看起来极其优美，但它要求许多复杂的概念。它依赖于超对称，并需要假设存在额外维度。而最令人尴尬的是，目前还没有任何实验证据表明它是对的。