一個新的理論正動搖現代物理學的基礎，它迅速地用美麗優雅且具有突破性的新數學顛覆我們珍視的和過時的宇宙觀。儘管關於這個理論尚存在一些未解決的問題，但我們仍能感受到物理學家們的興奮；世界各地的頂尖物理學家都宣稱——我們正在見證一種新物理學的起源。 這個理論被稱為“超弦”理論。過去10年，物理學的一系列的驚人突破促使它發展至高潮，它表明我們也許無限接近了統一場論：一個全面的聯合宇宙中所有已知力的數學框架。

超弦理論的支持者甚至聲稱，“這個理論或許是終極‘宇宙理論’”。 儘管物理學家在對待新思想時通常很小心，但普林斯頓大學物理學家愛德華·威滕（Edward Witten）卻聲稱，超弦理論將在未來50年主導物理學世界。他最近說，“超弦理論是一個奇蹟，一個貫穿始終的理論”。

在一次物理會議上，他震驚了聽眾，他宣稱我們或許正在見證一場像量子理論誕生那樣偉大的物理學革命。他繼續補充，“超弦理論可能引起我們對空間和時間的新理解，是自廣義相對論以來物理學最戲劇性的理解。” 甚至，那些總是小心避免科學家斷言被誇大的科學雜誌也將超弦理論的誕生與聖盃的發現相比。科學雜誌聲稱，“這場革命可能不亞於數學革命中實數到複數的過渡。” 該理論的兩位創造者，加州理工學院的約翰·施瓦茨（John Schwarz）和倫敦瑪麗女王學院的邁克爾·格林（Michael Green）有點武斷地將其稱為一種萬物理論（TOE）。

這種興奮的核心是，他們認識到超弦理論可以提供一個全面的理論以解釋所有已知的物理現象——從星系的運動到原子核內的動力學。該理論甚至對宇宙的起源、時間的開始，多維宇宙的存在做出了驚人的預測。 對物理學家來說，這是個令人陶醉的概念——幾千年來仔細研究且痛苦地積累起來的我們物質世界的海量資訊終於能被總結在一個理論中。 例如，德國物理學家編纂了一本百科全書《物理手冊》，這是一份詳盡的工作，總結了世界物理知識。這個手冊，實際佔據了圖書館的整個書架，代表了科學學習的頂峰。

如果超弦理論為真，原則上，這本百科全書包含的全部資訊均可由一個單一方程衍生而出。 物理學家對超弦理論特別興奮，因為它迫使我們改變對物質性質的理解。自希臘化時代以來，科學家們一直認為宇宙是微小的點粒子組成的。德謨克利特創造了原子這個詞來描述這些終極的、不可摧毀的物質單位。 然而，超弦理論假設，自然界的最終的建築塊皆由微小的振動弦組成。如果它是正確的，意味著所有物質中的質子和中子，從我們的身體到最遠的恆星，皆由弦組成。沒人見過這些弦，因為它們太小以至於我們無法觀察（它們大約是質子的千億分之一）。

事實上，我們的測量裝置太粗糙，看不到這些細小的弦，我們的世界似乎只能由點狀粒子構成。 起初，用弦代替點粒子這個概念能簡單地解釋粒子的多樣性和自然界中由粒子交換所產生的力。後來人們發現，超弦理論既全面又優雅，它能簡單解釋宇宙中為何會有數十億種不同型別的粒子和物質且具有驚人的不同特徵。 超弦理論可以產生一個連貫的、包羅永珍的大自然的圖片，類似於用一根小提琴絃可“聯合”所有的音樂音調和和聲規則。

歷史上，音樂定律是經過數千年的不同樂音的反覆研究制定而出。今天，這些多樣性的規則能很容易地從一張圖片中推匯出來，即一根弦可與不同頻率共振，每一個不同頻率的共振都能產生音階中獨立的音調。振動弦可產生不同的音調，更重要的是，單一振動弦的概念能解釋和諧定律。 因此，小提琴絃的物理知識給了我們一個音樂音調的綜合理論，並允許我們預測新的和聲和和絃。同樣，在超弦理論中，人們在自然界中發現的基本力和各種粒子其實只是振動弦的不同模式。

例如，重力互動作用是由環形弦的最低振動模式引起的，此弦的較高激發可產生不同形式的物質。從超弦理論的角度看，沒有任何力或粒子比其他任何力或粒子更重要。全部粒子都只是振動弦的不同的振動響應。因此，超弦理論作為一個單一的框架，可以在原則上解釋為何宇宙中有如此豐富的粒子和原子且具有多樣性。

對古代的問題“物質是什麼？”的答案變得簡單——物質是由粒子組成，粒子是弦的不同的振動模式，如G調或F調。由弦產生的音樂就是物質本身。 世界物理學家對這一新理論如此興奮的根本原因是，它似乎解決了本世紀最重要的科學問題——如何將自然的四種力結合為一個綜合理論。這場鉅變的中心是，認識統治我們宇宙的四種基本力實際上是由超弦控制的一個單一的統一力的不同表現形式。