对我们大多数人来说，这是一个超乎理解的世界。如今要阅读哪怕是一本关于粒子物理学的初级指南，你也必须在诸如此类的词汇丛林中找到出路：“带电的π介子和反π介子分别衰变成一个μ子加一个反中微子和一个反μ子加一个中微子，平均寿命为 2.603 x 10^-8 秒；中性π介子衰变成两个光子，平均寿命约为 0.8 x 10^-16 秒；而μ子和反μ子分别衰变成……”诸如此类——这还是一本面向普通读者的书，作者是（通常情况下）最清晰的阐释者之一，史蒂文·温伯格。
在 20 世纪 60 年代，为了让事情稍微简单一点，加州理工学院的物理学家默里·盖尔曼发明了一类新的粒子，用史蒂文·温伯格的话来说，本质上是“为了给众多强子恢复一些简洁性”——强子是物理学家用来统称质子、中子和其他受强核力支配的粒子的术语。盖尔曼的理论是，所有强子都由更小、甚至更基本的粒子组成。他的同事理查德·费曼想把这些新的基本粒子称为“部分子”(partons)，就像多莉·帕顿 (Dolly Parton) 一样，但被否决了。取而代之的是，它们被称为“夸克”(quarks)。
盖尔曼的名字取自《芬尼根的守灵夜》中的一句台词：“给马克先生三夸克！”（有辨识力的物理学家们将这个词与 storks [鹳] 押韵，而不是 larks [云雀]，尽管后者几乎肯定是乔伊斯想到的发音。）夸克的基本简单性并没有持续多久。随着人们对它们的理解加深，引入细分成了一件必要的事情。尽管夸克太小，无法拥有我们能识别的颜色、味道或任何其他物理特征，但它们被分成了六类——上、下、奇、粲、顶、底——物理学家们奇怪地称之为它们的“味”，而这些又被进一步划分为红、绿、蓝三种“色”。（人们怀疑，这些术语最初在迷幻时代应用于加利福尼亚并非完全巧合。）
最终，所有这些产生了一个被称为标准模型的理论，它本质上是亚原子世界的一种零件套装。标准模型由六种夸克、六种轻子、五种已知的玻色子和一种假定的第六种玻色子——希格斯玻色子（以苏格兰科学家彼得·希格斯的名字命名）——以及四种物理力中的三种：强核力、弱核力以及电磁力组成。
安排基本上是这样的：物质的基本组成部分中有夸克；它们由称为胶子的粒子维系在一起；夸克和胶子共同形成质子和中子，即原子核的物质。轻子是电子和中微子的来源。夸克和轻子统称为费米子。玻色子（以印度物理学家 S. N. 玻色命名）是产生和携带力的粒子，包括光子和胶子。希格斯玻色子可能存在也可能不存在；它的发明仅仅是为了赋予粒子质量的一种方式。
正如你所看到的，这一切都有点 unwieldy (笨拙)，但它是能够解释粒子世界中发生的一切的最简单的模型。正如莱昂·莱德曼在 1985 年 PBS 的一部纪录片中所说的那样，大多数粒子物理学家都觉得标准模型缺乏优雅和简洁。“它太复杂了。它有太多的任意参数，”莱德曼说。“我们实在看不出造物主会拨动二十个旋钮来设定二十个参数来创造我们所知的宇宙。”物理学实际上无非是对终极简洁的追求，但到目前为止，我们所拥有的只是一种优雅的混乱——或者正如莱德曼所说：“有一种深刻的感觉，这幅图景并不美丽。”
标准模型不仅笨拙，而且不完整。首先，它对引力毫无涉及。无论你怎么搜索标准模型，都找不到任何东西来解释为什么当你把帽子放在桌子上时它不会漂到天花板上。而且，正如我们刚刚指出的那样，它也无法解释质量。为了赋予粒子任何质量，我们必须引入概念性的希格斯玻色子；它是否真的存在是二十一世纪物理学的问题。正如费曼愉快地观察到的那样：“所以我们被困在一个理论中，我们不知道它是对是错，但我们确实知道它有点错误，或者至少是不完整的。”
为了将一切整合起来，物理学家们提出了所谓的超弦理论。该理论假设，所有那些我们以前认为是粒子的微小事物，如夸克和轻子，实际上是“弦”——在十一个维度中振动的能量弦，这十一个维度包括我们已知的三个维度加上时间以及另外七个对我们来说，嗯，不可知的维度。这些弦非常微小——小到足以被当作点粒子。
通过引入额外的维度，超弦理论使物理学家能够将量子定律和引力定律整合到一个相对整洁的包中，但这也意味着科学家们关于该理论的任何言论都开始听起来令人担忧地像那种如果由公园长椅上的陌生人传达给你，会让你想要悄悄走开的想法。例如，以下是物理学家加来道雄从超弦角度解释宇宙结构的一段话：“异质弦由一个闭合弦组成，该弦具有两种类型的振动，顺时针和逆时针，它们被区别对待。顺时针振动存在于一个十维空间中。逆时针振动存在于一个二十六维空间中，其中十六个维度已被紧致化。（我们记得在卡鲁扎最初的五维理论中，第五维通过被卷成一个圆而被紧致化。）”诸如此类，持续了大约 350 页。
弦理论进一步催生了所谓的“M 理论”，该理论包含了称为膜（membranes）——或者对于物理学界更时髦的人来说，简称为“膜”(branes)——的表面。恐怕这是知识高速公路上的终点站，我们大多数人必须下车了。以下是《纽约时报》上的一句话，尽可能简单地向普通读者解释这一点：“火劫过程始于无限遥远的过去，一对平坦的空膜平行地坐落在一个扭曲的五维空间中……这两张膜构成了第五维的墙壁，可能是在更遥远的过去作为量子涨落从虚无中突然出现，然后漂移开来。”对此无可争辩。也无法理解。顺便说一句，Ekpyrotic（火劫）来自希腊语，意为“大火”。
物理学界的事情现在已经发展到如此地步，正如保罗·戴维斯在《自然》杂志上指出的那样，非科学家“几乎不可能区分合法的怪异和彻头彻尾的疯子”。这个问题在 2002 年秋天有趣地达到了高潮，当时两位法国物理学家，双胞胎兄弟伊戈尔和格里奇卡·博格丹诺夫，提出了一个雄心勃勃、密度极高的理论，涉及诸如“虚时间”和“久保-施温格-马丁条件”等概念，并声称描述了大爆炸之前的宇宙虚无——一个一直被认为是不可知的时期（因为它早于物理学及其属性的诞生）。
博格丹诺夫的论文几乎立刻在物理学家中引发了争论，争论的焦点是它是胡言乱语、天才之作还是一个骗局。“从科学上讲，它显然或多或少是完全的胡说八道，”哥伦比亚大学物理学家彼得·沃伊特告诉《纽约时报》，“但如今这并不能让它与文献中其他很多东西有多大区别。”
史蒂文·温伯格称之为“现代科学哲学泰斗”的卡尔·波普尔曾提出，物理学可能不存在终极理论——相反，每一种解释可能都需要进一步的解释，从而产生“一个由越来越基本的原理组成的无限链条”。另一种可能性是，这样的知识可能根本就超出了我们的能力范围。“幸运的是，到目前为止，”温伯格在《终极理论之梦》中写道，“我们似乎还没有耗尽我们的智力资源。”
几乎可以肯定，这是一个将会有思想进一步发展的领域，而且几乎可以肯定，这些思想将再次超出我们大多数人的理解范围。
当二十世纪中叶的物理学家们困惑地凝视着极小的世界时，天文学家们在广阔的宇宙中发现了同样引人注目的理解上的不完整性。
当我们上次遇到埃德温·哈勃时，他已经确定我们视野中几乎所有的星系都在远离我们，并且这种退行的速度和距离成正比：星系越远，移动速度越快。哈勃意识到这可以用一个简单的方程式来表达：H₀ = v/d（其中 H₀ 是常数，v 是飞离星系的退行速度，d 是它与我们的距离）。H₀ 从此被称为哈勃常数，整个定律被称为哈勃定律。利用他的公式，哈勃计算出宇宙大约有二十亿年的历史，这有点尴尬，因为即使在 20 年代末，宇宙中的许多事物——尤其是地球本身——很可能比那更古老，这已经相当明显了。完善这个数字一直是宇宙学持续关注的问题。