统一理论
我已论述了粒子物理学家和宇宙学家努力将量子物理学和引力理论统一起来的几个领域。这些努力是朝向许多物理学家认为的科学最终目标迈出的一步。这个目标是总结出以一个方程描述所有自然界已知力的数学定律。如果你没有穿着品位的话，可能会把这个方程写在你的T恤上。
物理学的定律，有时也叫做自然定律，是物理科学的基本工具，它们由数学方程组成。这些数学方程根据前面讲过的各种基本相互作用来定义物质（以基本粒子的形式）和能量的特性。有时利用实验室获得的实验结果或对自然物理过程的观察结果来推导描述这些数据的数学规则。而有时首先在假设和物理原理的基础上建立理论，而后通过实验验证。随着我们认识的深化，表面上不同的物理定律会统一为一个有普适性的理论。前面给出的例子表明了在过去一百多年中这一思想的影响力。
但是这项研究活动的表面之下还隐含着深层次的哲学问题。例如，若宇宙早期的物理定律是不同的将会怎样？我们能够完成这项工作吗？我们的回答是，现代物理学理论实际上预测了物理定律的变化。例如，当我们回到大爆炸早期，电磁力和弱相互作用在高能态下变得难以分辨。但是定律中的这种变化本身由另一个定律来描述，即所谓的弱电理论。在大统一理论优先的尺度上弱电理论自身或许也要修正，以回到宇宙的起点。
但不管是什么基本规则，物理学家必须假设它们在大爆炸开始后就一直适用。这些基本规则只在低能态下会随时间变化。按照这个假设，他们能够建立一个宇宙热历史的完整一致图景，而这似乎不会与观测的结果有大的矛盾。这使得该假设合理，但并不能证明其正确。
另一组重要的问题围绕着物理理论中数学所扮演的角色。自然真是数学化的吗？我们制定的规则真的是一种简略的表达方式，能让我们用几页纸的文章来描述宇宙吗？物理定律是我们发现的还是创造的？物理仅是映象还是自成体系的知识领域？
还有一个比较深刻的问题与描述宇宙初始时时空的物理定律有关。例如在某些版本的量子宇宙学中，物理定律需要先于它们要描述的物理宇宙存在。这使得许多理论家采用柏拉图式的哲学思考方式。柏拉图学派认为，真实的存在属于客观存在的理想化世界而不是我们意识的不完美世界。对于新柏拉图派宇宙学家来说，真正存在的是统一理论的数学方程（尽管这仍是未知的），而不是物质和能量的物理世界。另一方面，并非所有的宇宙学家都对这种想法着迷。对那些较实际的宇宙学家而言，物理定律仅是对宇宙的简洁描述，其意义只在于它们的实用性。
为建立统一理论已做过许多尝试，包括奇异的超对称及弦理论（或甚至两者组合而成的超弦理论）。在超弦理论中，粒子不再被看成粒子，而看作在一维实体上的振动的弦。弦振动的不同模式对应着不同的粒子。弦本身存在于十或二十六维空间中。我们的时－空只有四维（三维空间和一维时间），所以其他的维必须被隐藏。可能它们被包裹得非常小而不能观测到。这个观点在20世纪80年代引起轰动后便销声匿迹，主要原因是处理这样复杂的多维物体所需技术的复杂性。随着将弦的概念推广为branes（膜）——名字来源于membrane（膜）的现实的多维物体，以及意识到事实上存在一种简单理论（称为“M-理论”）可以涵盖这种方法的各种尝试，最近这种思想开始复兴。这些想法令人兴奋但还相当不完善；弦理论至今还没有作出任何能对宇宙学产生影响的清晰预测。是否这些方法热盼的“大于大统一”能够真正实现，我们仍将拭目以待。
寻找统一理论也带来哲学上的问题。包括霍金在内的一些物理学家，将构建统一理论看成某种对上帝思想的解读，至少是揭示物理世界内在秘密的努力。另一些人认为物理理论仅仅是现实世界的一种描述，类似于一张地图。一套理论可能对进行预测和理解观测或实验结果有用，但仅此而已。目前我们对引力使用不同于电磁学或弱相互作用的理论，这或许不便但却不是很糟糕。统一理论只是一张简单地图而不是在不同情况下的不同地图。这种哲学是注重实效的。我们使用理论与使用地图出于相同的原因：因为它们有用。著名的伦敦地铁图确实很实用，但它并不是特别准确地反映了物理现实，也无需如此。
无论如何，我们不得不担心统一理论所提供解释的性质。例如怎么阐释为什么统一理论一定要是这样的理论？在我看来这是最大的问题。当量子理论本身具有非决定性时，基于量子力学的任何理论在任何意义上都会是完整的吗？再有，数学逻辑的发展已经对理论完全自恰的能力提出了质疑。逻辑学家库尔特·哥德尔证明了一个定理，说明任何数学理论都包含该理论不能证明的内容，该定理被称为不完备性定理。
