物理學的聖杯是萬物理論，它将量子力學與廣義相對論結合起來，幫助我們理解引力在最小尺度上的行為。這樣的理論可能會顯示所有力的起源——可能來自一個主力，以及所有粒子的起源——可能來自一個超粒子。我們有這樣的理論嗎？沒有，但我們有一些接近它的東西，它可能會為我們提供關于現實真實本質的線索。

我們沒有關于一切的理論，但我們有一個在很大程度上接近的理論，這被稱為粒子物理學的标準模型。這是描述我們所擁有的現實本質的最成功并經過測試的模型。這個模型實際上非常好，以至于當萬有理論被發現時，它必須是對标準模型的改進，就像愛因斯坦的廣義相對論是對牛頓萬有引力定律的改進一樣。這個模型解釋了所有原子的亞原子構成，但唯一缺少的是引力。引力不适用于量子力學方程，還沒有引力的量子理論。

标準模型向我們展示了構成所有物質的基本粒子，以及支配它們的四種力量中的三種。但是有19個參數是它無法預測的，這些參數必須通過測量計算出來，并作為常數放入模型中。這19個參數是什麼？這些參數包括六個誇克和三個輕子的質量(9個)、希格斯玻色子的質量和希格斯場的強度(2個)、四個誇克衰變時間(4個)、電磁力、強力和弱力的強度(3個)、以及誇克和膠子之間的力相互作用(1個)。

這些被稱為自由參數，都是必須測量的常數，并放入方程中，沒有什麼理論可以預測這些。如果你問：“為什麼這些常數會選擇這些數值？”我隻想告訴你，我們的宇宙恰好是這樣的。據我們所知，在不同的宇宙中，這些參數可能會有所不同。

如果這些常數擁有不是在我們宇宙中觀察到的數值，會發生什麼？我們的宇宙可能會略有不同，也可能會完全不同。例如，如果電磁力的強度更強，我們可能會有更小的原子，但化學仍然存在。在這種情況下，宇宙可能隻是略有不同。

然而，如果上下誇克的質量相差很大，就沒有原子，我們就會有一個完全不同的宇宙。為什麼呢？因為它會改變質子和中子的相對質量。我們宇宙中的中子僅比質子大0.1%左右。但這種差異至關重要，因為它允許中子衰變為質子、電子和反中微子。如果相對質量颠倒過來，質子就會衰變為中子。最終，我們将擁有充滿中子的宇宙。沒有質子意味着沒有原子，并且也沒有化學。

這是微調論證的關鍵——這些常數以及宇宙中的其他常數，如廣義相對論的引力常數和宇宙學常數，似乎使得我們特定宇宙中的生命可以存在。如果這些常數确實是任意的，而不是基于任何基礎理論，那麼它可能會為現實的多元宇宙理論提供可信度。

事實上，研究最多的萬物理論的一個版本，以及擁有最多物理學家研究它的理論，預測了如此龐大的多個宇宙。這就是M理論，它是一種将弦理論的所有一緻版本統一起來的理論。M理論通過斷言弦實際上是二維膜的一維切片，在 11維時空中振動，将所有弦理論結合在一起。這是許多物理學家支持的萬物理論的候選者。

一些估計表明，該理論預測的多元宇宙數量是10的500次方，這是難以想象的巨大。現在這個理論有一些問題：它預測了一種稱為引力子的亞原子粒子的存在，這種粒子到目前為止還沒有被發現；它還要求宇宙具有多達11個維度，因為弦必須能夠在這些維度中振動，才能使理論在數學上起作用。如果這是真的，那麼其他維度在哪裡？

弦理論學家說，這些維度可能會在非常小的範圍内被緊緻化。例如，一塊地毯從很遠的地方看起來是二維的，但近距離看，你可以看到它有第三個維度的厚度，類似于代表其他潛在維度。現在想象一根弦不僅在我們的三個維度上振動，而且由于弦可以非常小，它們也可以在這些更小的維度上振動。它們振動的方式決定了它們所代表的粒子：一種振動可以是光子，另一種振動可以是電子等等。

在弦理論中，弦及其振動受到這些弦運動的幾何形狀的影響。如果額外維度的形狀是已知的，那麼弦理論的數學可以準确地告訴你振動會産生什麼。這将為我們提供一個理論基礎，解釋為什麼這些參數會是這樣的數值。換句話說，額外維度的形狀可以确定這些參數的确切大小。如果這些形狀有任何不同，那麼數值就會不同。

但即使我們發現了額外維度的形狀，并确定弦理論的數學預測了我們測量的确切數字，這仍然可能留下一個問題：為什麼這些額外維度的形狀是這樣的？因此，即使弦理論回答了宇宙真實性質的問題，它仍然可能暗示可能存在其他宇宙，其中這些額外維度的形狀與我們觀察到的不同。