就目前所知，宇宙是由四種基本自然力維繫在一起的——電磁力、強核力、弱核力以及引力。其他無論什麼力，比如把分子結合在一起的範德華力，都來自於這四種基本力。
萬有理論
每發現一種基本力，都有相應的理論能夠進行準確描述。但物理學家認為，這四種基本力在宇宙大爆炸的第一時刻是統一在一起的。隨著空間膨脹，溫度降低，最初的統一力分為目前的四種基本力。因此，物理學家相信，四大基本力在更深層次上可以通過同一個理論來描述，這個終極理論被稱為「萬有理論」或者「大統一理論」。
麥克斯韋是萬有理論的先驅，他首先把電場力和磁場力統一成了電磁力。此後，在楊振寧提出的楊-米爾斯理論框架下，電磁力和弱核力得到統一。在電弱統一理論的基礎上，強核力也被統一，由此發展出了粒子物理標準模型。
粒子物理標準模型能夠非常精確地描述粒子加速器中發生的一切，並能預言未知粒子的存在，例如，幾年前剛找到的希格斯玻色子。雖然這套量子場論取得了巨大的成功，但它不是終極理論，因為引力沒有被統一。
電磁力、弱核力和強核力的共同之處在於它們都具有量子特性，可以通過量子場論進行精確描述。但萬有引力與其他三種基本力不同，因為它沒有量子特性，目前無法被成功量子化，我們需要量子引力理論。
牛頓最早提出了引力理論——萬有引力定律，但它無法適用於強引力場的情況。後來，愛因斯坦創立了新的引力理論——廣義相對論，它的適用性遠大於萬有引力定律，這是目前為止最成功的引力理論。目前的問題是，廣義相對論和量子場論無法統一，物理學家希望能夠找到統一這兩套理論的萬有理論。
萬有理論的問題
不過，「萬有理論」這個稱法會有點誤導人。這是因為在大多數情況下，使用萬有理論來解釋是完全不切實際的，它當然不能解釋一切。舉個例子，通過這個理論來解釋化學反應是不現實的，更不用說解釋人類行為。
通過宏觀物體的基本組成來描述它們，實際上並沒有讓我們深入了解宏觀物體的行為。因此，萬有理論在原則上可以解釋一切，但在實踐中仍然不能。
萬有理論的另一個問題是，我們永遠不會知道，物理學家將來又會發現一些理論無法解釋的東西，或者現在就存在無法解釋的東西——暗物質和暗能量。甚至，未來還有可能找到第五種基本作用力。
因此，「萬有理論」其實應該被視為我們目前所知一切的理論，至少在原則上是這樣。
萬有理論的候選者
廣義相對論誕生至今已逾100年，粒子物理標準模型誕生至今已逾50年。過去數十年來，物理學家一直在嘗試統一這兩套理論。迄今為止，物理學家提出的萬有理論候選者包括弦理論、圈量子引力理論、熵力理論。
萬有理論的驗證
既然有可能成為萬有理論，這些候選理論必然是可以通過實驗進行測試的。原因在於廣義相對論不是完美的引力理論，它無法解釋奇點問題，在普朗克能量級別就會失效。萬有理論不但需要成功描述廣義相對論所能描述的現象，而且還能成功解釋廣義相對論所無能為力的奇點問題。
這些研究萬有理論的方法通常也會做出其他預測，例如，早期宇宙中發生了什麼，當年的那些事件直到今天仍然可以被觀測到。在某些情況下，這還會導致在粒子物理實驗中可以測量到細微的對稱性破缺，從而讓我們認識到為什麼現在的宇宙會被正物質主宰，而缺乏反物質。
那麼，這些驗證在短期內是否切實可行？
在未來50年的時間裡，我們有望看到偏離廣義相對論的現象。關於早期宇宙或者對稱性破缺模型的測試，目前還無法預知，可能只有等到中微子背景輻射和原初引力波探測取得突破之後才會有結果。
我們有充分的理由認為，我們需要量子引力理論，因為如果沒有量子引力理論，目前的理論就是不一致的。然而，沒有理由相信基本力必須是統一的，或者所有基本力都可以用同一種理論來描述。雖然基本力的大統一看起來很美好，但也許這不是宇宙的運行方式。