1.表达物理世界特征的具备可测量性质的，所有无量纲参数，在原则上，是不是都能够进行推算呢，又或者，是不是存在着一些，仅仅是依赖于历史，或者量子力学偶发事件的参数，所以这些参数是没办法进行推算的呢？
更清楚的是爱因斯坦的表述：上帝创造宇宙时有没有选择呢？想象一下，上帝坐在控制台前，正要引发宇宙大爆炸。“我要把光速设定为多少呢”？“这种叫电子的小点该带多少电荷呢”？“决定量子大小参数的普朗克常数数值要定多大呢”？他是因为赶时间而随意抓了几个数字吗？还是说因为其中藏着某种逻辑，这些数值就必须是这样呢？
2. 量子引力如何帮助解释宇宙起源?
现代物理学存在两大理论，其一为标准模型，其二是广义相对论，前者借助量子力学去描绘亚原子粒子以及那些粒子所遵循的作用力，后者则是关乎引力的理论，长久以来，物理学家期望将二者合一，从而获取一种所谓的“万物至理”，也就是量子引力论，以此能更深入地探究宇宙，涵盖宇宙是怎样伴随大爆炸自然而然地产生的，达成这种融合的首要候选理论是超弦理论，又被称作M理论，这是其名称的最新“升级版”，M代表着“魔法”、“神秘”或者“所有理论之母”。
3. 质子的寿命有多长,如何来理解?
以前，人们觉得质子跟中子不一样，它绝对不会分裂成更小的微粒，这曾被当作真理，然而，在70年代的时候，理论物理学家意识到，他们所提出的各种有可能成为“大一统理论”的理论，该理论将除引力之外的所有作用力汇聚在一起，却暗示着质子必定是不稳定的，只要拥有足够长的时间，在极为偶然的情形下，质子是会分裂的。
办法是捕捉正在死去的质子，许多年来，实验人员一直在地下实验室中，密切注视着大型的水槽，等待着原子内部质子的死去，可迄今为止，质子的死亡率是零，这意味着要么质子十分稳定，要么它们的寿命很长，估计在10亿亿亿亿年以上。
4. 自然界是超对称的吗?如果是,超对称性是如何破灭的?
众多物理学家觉得，将涵盖引力在内的全部作用力统一成单一理论，这需要证实两种差异极为显著的粒子实际上存在紧密的关联，此关联便是所谓的超对称现象。第一种粒子是费密子，能够把它们大致说成是物质的基本构成部分，如同质子、电子以及中子那样。它们聚合在一起构成物质。另一种粒子是玻色子物理学家抓人，它们是传递作用力的粒子，类似于传递光的光子。在超对称的状况下，每一个费密子都有一个与之相对应的玻色子，反过来也是如此。
物理学家有着杜撰古怪名字的冲动，会把那所谓的超级对称粒子称作“” ，因在自然界中尚未观察到该粒子 ，所以物理学家还得解释这种对称性“破灭”的缘由 ，那就是随着宇宙冷却并凝结成为如今这般不对称的状态 ，在其诞生之时所存在的数学上的完美被打破了。
5. 为什么宇宙表现为一个时间维数和三个空间维数?
这只是源于还未想出一个能够被接受的答案，只是由于除了上下、左右、前后之外，人们没办法想象在更多的方向上去运动，这是并不意味着宇宙原本便是如此的，实际上，依据超弦理论，肯定还存在着另外六个维数，每一个维数都呈现为卷曲状，极其微小，所以无法被察觉，要是这一理论正确的话，那么为何只有这三个维数是伸展开来的，留给我们这个相对幽闭恐怖的空间呢？
6. 为什么宇宙常数有它自身的数值?它是否为零,是否真正恒定?
宇宙学家在最近之前，一直觉得宇宙是以稳定速度膨胀，然而最近观测发现，宇宙或许膨胀得越来越快，人们用宇宙常数这个数字描述这种轻微加速，这个常数是不是像早期认为的是零，又或者是个非常小的数值，物理学家眼下无法做出解释，依据一些基本计算，这个常数理应很大，是我们观测结果的大概10到122倍，就是说宇宙应以跳跃速度膨胀，可实际并非这样，肯定有机制压制这种作用，如果宇宙是超对称性的，那宇宙常数就该被完全抵消，可这种对称性，要是真存在，看来已破灭，如果这个常数随时间变化，那情况会更复杂。
7. M理论当中的基本自由度是多少呢，M理论的低能极限是11维的超引力，它包含5种相容的超弦理论，这一理论是否真实地对自然进行了描述呢？
多年以来，超弦理论最大的薄弱之处在于，它存在着5个不一样的版本，究竟哪一个版本——要是存在这样一个版本的话——阐释了宇宙呢？那些对这一理论持反对意见的人，近来已然接纳了被称作M理论的最为主要的11维理论架构，然而，情况却由于这样而变得愈发复杂了。
在M理论之前，所有亚原子粒子都被讲成是由微小超弦构成的，M理论给组成亚原子的物质谱增添了一种称作“膜”（brane）的更神秘物质，它如同生理学上的膜那般，不过最多有9个维度，现今的问题是，什么是更基本的物质构成单位，是膜构成了弦还是恰恰相反，又或者另外存在着一些更基本的物质单位，只是人们未曾想到而已，最后，这两种东西中是否有一种确实存在，抑或M理论仅仅是一种迷人的大脑游戏？
8. 黑洞信息悖论的解决方法是什么?
根据量子理论，信息不会从宇宙中消失，无论信息用以描述粒子运动速度，还是油墨颗粒组成文件确切方式。然而科学家基普·索恩、约翰·普雷希尔以及斯蒂芬·霍金提出一个固定假设：若将一本大不列颠百科全书抛入黑洞，会怎样？宇宙中有无其他相同百科全书无关紧要。物理学定义里，信息不等同于含义，信息仅指二进制数字或者其他代码，它们用于精确描述物体或方式。如此看来，特定书本里信息会被吞噬并永远消失。但人们认为这不可能。
霍金博士坚信那些信息已然确实消失不见了，索恩博士也持有相同看法，而量子力学势必要针对此情形做出相应解释，普雷希尔博士却推测信息其实并未消失，它有可能以某种特定形式展现于黑洞的表面起步网校，宛如呈现在一个宇宙里的银幕之上。
9. 什么样的物理学，能够对基本粒子的重力，以及其典型质量之间，存在的巨大差距作出解释呢？
也就是说，为何重力相较于其他作用力，像电磁力那般，要微弱许多呢？存在这样一种情况，一块磁铁可以将一个回形针吸起来，即便此时整个地球的引力也在朝着下方拉扯它。
按照近来的一种表述，重力实际上要大好多，它只是表面看起来弱些，缘由是大部分重力坠入了某一个额外的维度当中。倘若我们能够借助高能粒子加速器将所有重力捕获到，没准有制造出微型黑洞的可能，虽说这似乎会引发固体垃圾处理行业的关注，然而这些黑洞极有可能刚形成便消失不见的。
10. 对于量子色动力学里的夸克以及胶子约束，还有质量差距的存在，我们可不可以进行定量方面的理解呢？
量子色动力学，也就是QCD，是一种用来描述强核子力的理论物理学家抓人，这种力是由胶子所携带的，胶子能把夸克结合成诸如质子和中子之类的粒子，依据量子色动力学理论，这些微小的亚粒子始终受到约束，你没办法把一个夸克或者胶子从质子里面分离出来，原因在于距离越远，这种强作用力就越大，进而会迅速地把它们拉回到原位。
物理学家尚未最终证实夸克与胶子永远无法摆脱约束，他们也无法阐释为何所有能感知强作用力的粒子必定至少拥有一丁点儿质量，以及为何其质量不能为零，一些人期望M理论能给出答案，该理论或许还可进一步明晰重力的本质。