這裏講述的是一個現代物理學的故事：有兩位在同一個大學、不同領域工作的科學家。一位研究的是遠離地球的巨大物體，而另外一位則為身邊的微小物質所著迷。為了滿足人們的好奇心，一位製造出了世界上威力最強大的望遠鏡，另外一位則製造出了世界上最好的顯微鏡。當他們分別把自己的儀器對準了更加遙遠和更加微小的物體時，他們開始觀察到前所未見、或者說從未想像到的結構和行為。他們激動不已，但是又非常懊喪，因為現有的理論無法解釋他們觀察到的現象。
有一天，兩人離開自己的實驗儀器去喝杯咖啡休息一下，正巧在係裏的休息室裏相遇，於是開始不無同情地討論起如何解釋他們所遇到的難題來。突然間，兩人不約而同地意識到，他們雖然觀察的是宇宙的兩個相對的極端，但是他們觀察到的卻是同樣的現象。就向盲人摸象一樣，一位科學家抓住了它不斷擺動的尾巴，另一位則抓住了它碩大的鼻子。在對照了筆記之後，兩人才發現，其實他們抓住的是同一頭動物。
如今的粒子物理學家和天文學家們所麵對的正是這樣的局麵。物理學家們利用線性和環形粒子加速器作為他們高分辨率的“顯微鏡”，來研究那些小得看不見的粒子。天文學家們則利用十幾台新的超大尺寸的望遠鏡，也在研究著同樣做小的粒子，但是他們的研究對象是在太空裏。這場奇異的信息撞車意味著，獲取粒子物理學中聖杯般的成就也就是對自然界所有四種力(電磁力、弱力、強力和引力)的統一的理解——將會部分地由天文學家獲得。
這些工作所隱含的意義使科學家們興奮不已。因為在以往，互不相幹的現象的奇異結合曾經創造出了理解的飛躍。舉例來說，畢達格拉斯就曾經證實了抽象數學可以應用於現實世界當中，從而使科學世界大受震動。而當牛頓發現行星的運動和蘋果的掉落都是由於引力的作用時，人們對世界的理解發生了同樣的飛躍。麥克斯韋爾統一了磁力和電力，從而創造出了物理學的新紀元。而這當中最偉大的理論統一者愛因斯坦，則是把物質、能量、空間和時間編織在了一起。
但是迄今為止，還沒有人能夠將量子力學的微小世界與我們透過望遠鏡所看到的廣大世界編織在一起。當這兩者走到一起時，物理學家們意識到，他們正在非常接近一個單一的“萬物理論”，可以解釋自然界萬物的運行，它也就是人們長期以來所追尋的統一場論。
幾年前，在美國國家研究理事會的董事會的一次報告會對兩種場的合並日程進行了表述之後，美國國家航空航天局的行政官丹尼爾·戈爾丁建議推出一份特別報告，對天文學家和物理學家們從彼此的研究中能夠受益多少進行詳細的表述。不久之前，該理事會的宇宙物理學委員會發布了這份報告，其中詳細列舉了11個博大的謎團，其中的一些可能在10年內就能得到解答。如果是這樣的話，科學將發生曆史上最偉大的一次飛躍。
讓我們首先來看看，我們還不了解答案的是哪些謎團呢？