科学家正在寻找对现实的单一描述。 但是现代物理学允许我们以多种方式描述它，其中许多彼此等效，并且通过广泛的数学可能性联系在一起
假设我们请爱丽丝和鲍勃做饭。 爱丽丝喜欢中国菜，鲍勃喜欢意大利菜。 他们每个人都选择了自己喜欢的食谱，并在当地专门购买正确产品的商店购买了食谱，并认真按照说明进行操作。 但是当他们把菜从烤箱里拿出来时，他们感到非常惊讶。 原来，两道菜都是一样的。 可以想象爱丽丝和鲍勃会问什么生存问题。 同一盘菜如何用不同的原料制成？ 煮中国菜或意大利菜是什么意思？ 他们的烹饪方法有致命的缺陷吗？
正是量子物理学专家经历的这种困惑。 他们找到了许多关于同一物理系统的两种完全不同的描述的示例。 仅在物理上，成分不是肉和酱，而是颗粒和强度。 配方是编码相互作用的数学公式； 烹饪是一种量化过程，可以将方程式转化为物理现象的概率。 而且，就像爱丽丝（Alice）和鲍勃（Bob）一样，物理学家感到困惑的是，不同的配方如何导致相同的结果。
大自然可以选择其基本定律吗？ 如您所知，爱因斯坦（Albert Einstein）相信，有一种独特的方法可以基于基本原理来构建一致，可行的宇宙版本。 从爱因斯坦的角度来看，如果我们深入研究物理学的本质，那么将以一种单一的方式将所有组成部分（物质，辐射，力，空间，时间）彼此联系在一起，从而使现实得以运作，就像就像机械表的齿轮，弹簧，表盘和皮带轮一样，它们独特地结合并计时。
实际上，当前的粒子物理
标准模型实际上是精心设计的，几乎没有任何成分的机制。 而且，尽管如此，宇宙仍然是无限可能的世界之一，而不是保持独特。 我们完全不知道为什么这样一组粒子和力恰恰构成了自然结构的基础。 为什么会有六种夸克
风味 ，
三种中微子生成和一种
希格斯粒子 ？ 此外，标准模型列出了19个自然常数，例如电子的质量和电荷等值，需要通过实验进行测量。 这些“
自由参数 ”的含义似乎没有深层含义。 一方面，粒子物理学是优雅的奇迹； 另一方面，故事全是因为事实。
如果我们的世界是众多世界中的一员，那么如何处理替代方案？ 当前的观点可以看作是爱因斯坦关于独特宇宙的梦想的反面。 现代物理学家抓住了巨大的可能性，并试图了解其一般逻辑和相互联系。 他们从金矿勘探者变成了地理学家和地质学家，标出了景观的细节并研究了形成景观的力量。
弦论帮助改变了形势，改变了观点。 目前，这是自然理论的唯一可行的候选者，能够遵循量子力学和相对论的严格逻辑规则，能够描述所有粒子和相互作用，包括重力。 好消息是，字符串理论中没有自由参数。 她没有音调旋钮可玩。 询问哪种弦论描述了我们的宇宙是没有意义的，因为它只是一个。 缺少附加功能会导致严重后果。 所有自然界的数量必须由物理学本身决定。 没有“自然常数”，只有由方程式固定的变量（可能非常复杂）。
这使我们想到了坏消息。 弦论解的空间是巨大而复杂的。 在物理学中，这会发生。 传统上，我们区分数学方程式给出的基本定律及其解。 通常，只有少数几条法则和无数种解决方案。 以牛顿定律为例。 它们严格而优雅，但是描述了从下落的苹果到月球轨道的大量现象。 如果您知道特定系统的初始条件，则这些定律的可能性使您可以求解方程式并预测接下来会发生什么。 我们并不期望，也不需要描述所有内容的独特解决方案。
在弦论中，我们通常认为是自然定律的某些物理特征（例如某些粒子或相互作用）实际上是解决方案。 它们由隐藏的额外尺寸的形状和大小确定。 所有决策的空间通常被称为“风景”，但这是一个巨大的轻描淡写。 与这个空间的广阔空间相比，即使是最壮观的山区地形也显得毫无意义。 尽管我们对它的地理位置了解得很差，但我们知道它上存在着巨大的大陆。 他最诱人的特征之一是，也许所有事物都与一切联系在一起-也就是说，任何两个模型都以连续的方式联系在一起。 如果我们足够强烈地撼动宇宙，那么我们应该能够从一个可能的世界过渡到另一个世界，改变我们认为是不变的自然定律和构成我们现实的基本粒子的特殊组合。
但是，我们如何研究宇宙物理模型的广阔前景，其中可以出现数百个维度呢？ 将景观想象为未开发的野生动物非常有用，其中大部分隐藏在无法逾越的复杂厚层之下。 只有在其最边缘，我们才能找到宜居的地方。 在这些前哨站，生活简单而愉快。 在这里，我们找到了我们完全可以理解的基本模型。 它们几乎无助于描述现实世界，但可作为探索周围环境的便利起点。
一个很好的例子是QED，
量子电动力学 ，它描述了物质和光之间的相互作用。 在该模型中，只有一个参数，即
精细结构常数 α，它测量两个电子相互作用的强度。 绝对而言，它接近1/137。 在QED中，所有过程都可以视为基本交互的结果。 QED邀请我们考虑两个电子交换光子的所有可能方式，这在实践中将要求物理学家找到极其复杂和无限的量。 但是该理论为我们提供了一种解决方法：每个后续的光子交换都会增加一个术语，其中α升高，并且升高到另一个程度。 由于这个数字很小，因此，进行大量交流的成员贡献很小。 可以忽略它们，粗略估计“真实”价值。
我们将这些松散耦合的理论视为景观的前哨。 在这里，相互作用的强度很小，谈论由基本粒子组成的购物清单和计算相互作用的配方是有意义的。 但是，如果我们离开自己的内心圈子而进入野外，联系将变得更大，并且每个其他成员将变得越来越重要。 现在我们不再能够区分单个粒子。 它们溶解后，变成了混乱的能量网络，就像热烤箱中的蛋糕配料一样。
但是，并非所有内容都丢失了。 有时，穿过黑暗灌木丛的路径在另一个前哨站结束。 也就是说，在另一个完全受控的模型中，它是由一组完全不同的粒子和相互作用组装而成的。 在这种情况下，它们就像爱丽丝（Alice）和鲍勃（Bob）一样，成为同一基础物理学的两个替代配方。 这些互补的描述称为对偶模型，它们之间的关系称为对偶模型。 我们可以以海森堡发现的著名的
波粒对偶性的极大概括的形式来考虑这些
对偶性 。 以爱丽丝（Alice）和鲍勃（Bob）为例，它采取的是中国和意大利食谱之间的过渡形式。
为什么对物理学如此有趣？ 首先，许多（即使不是全部）模型都是巨大的互连空间的一部分的结论是现代量子物理学最令人震惊的结果之一。 这是值得术语“
范式转换 ”的
观点的转变 。 她说，我们没有探索单个岛屿的群岛，而是发现了一个巨大的大陆。 从某种意义上说，通过足够深入地研究一个模型，我们可以研究所有模型。 我们可以研究这些模型之间的关系，这将向我们揭示其结构的共同点。 必须强调的是，这种现象在很大程度上与弦论是否描述现实世界无关。 这是量子物理学的一种内在特性，无论“万物理论”的未来如何发展，它都将无处可寻。
一个更根本的结论是，我们必须摆脱对基本物理学的所有传统描述。 粒子，场，相互作用，对称性-都是这些存在的复杂事物的简单存在，而这一切都是在这个广阔而复杂的环境中的前哨。 显然，就基本构件而言，物理学的方法是不正确的，或者至少是非常有限的。 也许会有一个全新的平台，它结合了自然的基本定律，而忽略了所有熟悉的概念。 弦理论的数学复杂性和连贯性极大地激发了这一观点。 但是我必须诚实地说。
尼尔斯·玻尔（Niels Bohr）引用了当今关于替换粒子和场的想法，其中“很少有人认为这太疯狂了”。 像爱丽丝（Alice）和鲍勃（Bob）一样，物理学已经准备好抛弃旧的食谱，采用现代
融合美食 。