なぜ統一理論が必要なのか
物理学には、一般相対性理論（重力、時空の歪み、大きなスケール）と量子力学（電磁気力、弱い力、強い力、小さなスケール）という2つの基礎的な枠組みがあります。これらはプランクスケール（10⁻³⁵ m、10¹⁹ GeV）で数学的に両立しません。これらを組み合わせると除去不可能な無限大が生じます。量子重力理論が必要です。弦理論はその提供を目指しています。
ひもとは何か
弦理論では、点状の粒子は、プランク長である約10⁻³⁵ mの長さの、極小の1次元オブジェクト（ひも）に置き換えられます。開いたひもは両端が自由で、閉じたひもはループ状です。ひもの振動モードが、どの粒子に見えるかを決定します。あるモードは光子、別は電子、また別は重力子（重力の伝達を担う仮説上の粒子）となります。このスペクトルには、重力子のように振る舞うスピン2の粒子が自動的に含まれており、これが1970年代に物理学者たちを大いに興奮させました。
余剰次元
弦理論は10次元（M理論では11次元）においてのみ数学的に機能します。6次元（または7次元）の余剰空間次元は「コンパクト化」されており、アクセス可能なエネルギーでは検出できないほど小さく丸められています。余剰次元の形状が物理法則（どの粒子が存在し、質量がどれくらいで、どのような力が働くか）を決定します。およそ10⁵⁰⁰通りのコンパクト化（「ランドスケープ」）が存在するため、本質的にはあらゆる物理法則が実現可能です。
問題点
弦理論のランドスケープは、何も具体的なことを予測していないことを示唆しています。あらゆる観測結果に対して、それを生成するコンパクト化が何らかの形で存在するからです。批判派（リー・スモーリン、ピーター・ウォイト）は、これでは反証不可能であり、したがって科学ではないと主張しています。擁護派は、ランドスケープは人間原理的な選択であり、私たちは生命と両立する物理法則を観測しているだけだと反論します。50年経っても、弦理論独自の予測は実験的に確認されていません。
よくある質問
弦理論とは何か、簡単に言うと？
弦理論は、すべての根本的な粒子は実際には点状の物体ではなく、小さな振動するエネルギーのひもであると提案します。ひもの振動モードの違いが異なる粒子に対応します。この理論は、私たちが住む3次元を超える余剰空間次元を必要とし、自動的に重力を含んでいるため、すべての根本的な力を統一する候補となります。
なぜ弦理論は証明されていないのか？
弦理論はプランクスケール（10⁻³⁵ m）で作用し、そのエネルギーはLHCが到達できる範囲の約10¹⁵倍に達します。現在のいかなる実験も直接調査することはできません。より根本的な問題として、この理論には約10⁵⁰⁰もの膨大な解決策（ランドスケープ）が存在するため、事実上どのような実験結果も適応できてしまい、反証が困難であるという点があります。
M理論とは何か？
M理論は1995年にエドワード・ウィッテンによって提唱された11次元の枠組みで、10次元の弦理論の5つの異なるバージョンを単一の枠組みに統一したものです。「M」は、人によって膜（Membrane）、謎（Mystery）、あるいは行列（Matrix）を意味するとされます。M理論にはひもだけでなく、ブレーンと呼ばれるより高次元のオブジェクトも含まれています。これは現在、完全な弦理論のための最良の候補ですが、個々の弦理論以上に理解が困難です。