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在愛因斯坦發表他的引力理論之後不久，20世紀初的理論物理世界就被玻爾(Bohr)、海森堡(Heisenberg)、薛丁格(Schrdinger)等科學家再一次永遠地改變了。從牛頓一直到那個改變之前，我們都認為物理理論屬於決定論。也就是說，如果你知道某一時刻宇宙中所有物體的位置和速度，那麼你就可以準確無誤地預測將來。這樣的物理學現在被稱為經典理論(classical theories)。
愛因斯坦的理論就是經典理論的一個例子。玻爾、海森堡和薛丁格他們領導的革命卻創造了另一種理論——量子力學(quantum mechanics)。新的量子理論以概率為基礎，其結論是：人們只能計算未來發生某種事件的概率，但無法準確地知道未來究竟會發生什麼。 量子力學的成就是驚人的。它極其精確地描述了光的本質，以及所有已知物質的基本構成單元。再後來，劍橋大學的保羅·狄拉克(Paul Dirac)教授利用這些新想法建立了量子化的電磁學理論。
他的理論又能導出粒子物理的標準模型(Standard Model)，也就是對所有已知粒子和粒子間相互作用的量子理論表述。現如今已經很少有人懷疑是否能用量子力學描述大自然。2012年被稱為皇冠上的明珠的希格斯玻色子(Higgs boson，被理論預言的一種粒子，能賦予其他粒子質量，是標準模型中的重要內容)被發現了，這標誌著標準模型的預言已經全部得到了驗證。量子力學是現代化學和材料學的基礎，它讓我們造出計算機中的半導體、DVD放映機和電視機中的雷射和發光二極體。
量子力學是毋庸置疑的，它描述了大自然如何運作，尤其是當我們試圖描述微觀世界的時候。 雖然量子力學在各個物理學領域中無所不在，但如何利用它來研究引力還是個謎。電磁力可以相對直接地量子化，宇宙中的物質也都可以用量子力學來描述，可引力的量子理論仍舊難以捉摸。這可能是近50年來物理學上最大的未解之謎。把其他物理領域中百戰百勝的邏輯應用到引力上卻屢戰屢敗，所以當今引力的最優表述依然使用了愛因斯坦的經典理論。
這就有些尷尬了。比如有些問題人們需要同時用量子力學和引力來處理。舉個例子——黑洞的中心。我們已經討論過黑洞是巨型恆星經過毀滅性坍縮形成的——恆星裡的物質被引力壓縮到密度極大。根據愛因斯坦的理論，坍縮會一直持續到所有物質都被壓縮成一個點。現在有了量子理論，在很小的尺度和很高的能量下，量子力學效應會非常顯著。因此上述黑洞同時需要引力和量子力學來描述其中的物理狀態。但普適的引力理論還不存在，所以到現在人們還是無法了解恆星坍縮之後的核心是什麼樣的。人們當然不滿足於此。
如果我們希望能夠描述自然存在的一切，那麼我們就需要一個適用於引力的量子理論。 量子理論和引力不相容的原因有很多，而且比較複雜。第一，愛因斯坦的引力理論和量子力學，在處理力的方法上有概念性差別。在愛因斯坦的理論中，引力是時空彎曲的結果，並不存在什麼外力把物體拉到一起，有質量物體相互靠近僅僅是時空彎曲導致的。例如地球並不是被太陽拉著，它實際上是沿彎曲時空中的最短路徑在自由下落。但其他的力並非如此。
比如電場力就是帶電粒子的電場產生的，電場存在於時間和空間中，但卻不是時間和空間本身。時間和空間僅僅是電場力「表演」的「舞臺」。量子力學中，處理大部分問題時都把時間和空間僅當成獨立於其他物體的存在——一個被動的角色。這樣處理引力就違反了愛因斯坦所規定的一切。