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就目前所知，宇宙是由四种基本自然力维系在一起的——电磁力、强核力、弱核力以及引力。其他无论什么力，比如把分子结合在一起的范德华力，都来自于这四种基本力。万有理论 每发现一种基本力，都有相应的理论能够进行准确描述。但物理学家认为，这四种基本力在宇宙大爆炸的第一时刻是统一在一起的。随着空间膨胀，温度降低，最初的统一力分为目前的四种基本力。因此，物理学家相信，四大基本力在更深层次上可以通过同一个理论来描述，这个终极理论被称为“万有理论”或者“大统一理论”。
四大基本力 麦克斯韦是万有理论的先驱，他首先把电场力和磁场力统一成了电磁力。此后，在杨振宁提出的杨-米尔斯理论框架下，电磁力和弱核力得到统一。在电弱统一理论的基础上，强核力也被统一，由此发展出了粒子物理标准模型。 粒子物理标准模型能够非常精确地描述粒子加速器中发生的一切，并能预言未知粒子的存在，例如，几年前刚找到的希格斯玻色子。虽然这套量子场论取得了巨大的成功，但它不是终极理论，因为引力没有被统一。
粒子物理标准模型 电磁力、弱核力和强核力的共同之处在于它们都具有量子特性，可以通过量子场论进行精确描述。但万有引力与其他三种基本力不同，因为它没有量子特性，目前无法被成功量子化，我们需要量子引力理论。 牛顿最早提出了引力理论——万有引力定律，但它无法适用于强引力场的情况。后来，爱因斯坦创立了新的引力理论——广义相对论，它的适用性远大于万有引力定律，这是目前为止最成功的引力理论。目前的问题是，广义相对论和量子场论无法统一，物理学家希望能够找到统一这两套理论的万有理论。万有理论的问题 不过，“万有理论”这个称法会有点误导人。这是因为在大多数情况下，使用万有理论来解释是完全不切实际的，它当然不能解释一切。举个例子，通过这个理论来解释化学反应是不现实的，更不用说解释人类行为。
通过宏观物体的基本组成来描述它们，实际上并没有让我们深入了解宏观物体的行为。因此，万有理论在原则上可以解释一切，但在实践中仍然不能。 万有理论的另一个问题是，我们永远不会知道，物理学家将来又会发现一些理论无法解释的东西，或者现在就存在无法解释的东西——暗物质和暗能量。甚至，未来还有可能找到第五种基本作用力。 因此，“万有理论”其实应该被视为我们目前所知一切的理论，至少在原则上是这样。万有理论的候选者
广义相对论诞生至今已逾100年，粒子物理标准模型诞生至今已逾50年。过去数十年来，物理学家一直在尝试统一这两套理论。迄今为止，物理学家提出的万有理论候选者包括弦理论、圈量子引力理论、熵力理论。万有理论的验证 既然有可能成为万有理论，这些候选理论必然是可以通过实验进行测试的。原因在于广义相对论不是完美的引力理论，它无法解释奇点问题，在普朗克能量级别就会失效。万有理论不但需要成功描述广义相对论所能描述的现象，而且还能成功解释广义相对论所无能为力的奇点问题。
这些研究万有理论的方法通常也会做出其他预测，例如，早期宇宙中发生了什么，当年的那些事件直到今天仍然可以被观测到。在某些情况下，这还会导致在粒子物理实验中可以测量到细微的对称性破缺，从而让我们认识到为什么现在的宇宙会被正物质主宰，而缺乏反物质。那么，这些验证在短期内是否切实可行？
在未来50年的时间里，我们有望看到偏离广义相对论的现象。关于早期宇宙或者对称性破缺模型的测试，目前还无法预知，可能只有等到中微子背景辐射和原初引力波探测取得突破之后才会有结果。 我们有充分的理由认为，我们需要量子引力理论，因为如果没有量子引力理论，目前的理论就是不一致的。然而，没有理由相信基本力必须是统一的，或者所有基本力都可以用同一种理论来描述。虽然基本力的大统一看起来很美好，但也许这不是宇宙的运行方式。 |
