在 20 世纪 60 年代后期，著名的牛津大学物理学家和数学家罗杰·彭罗斯提出了一种全新的方法来发展物理学的统一理论。他没有试图解释粒子如何在空间和时间中运动和相互作用，而是提出空间和时间本身是更深层次现实中涌现出来的次要结构。但他的所谓扭量理论从未流行起来，概念问题也阻碍了其少数支持者。像许多其他统一物理学的尝试一样，扭量理论被束之高阁。
2003 年 10 月，彭罗斯顺道拜访了位于新泽西州普林斯顿的高等研究院，拜访了当今统一理论（弦理论）的领军人物爱德华·威滕。彭罗斯原本以为威滕会因为他批评弦理论是一种时尚而责备他，但他惊讶地发现威滕想谈论他被遗忘的智囊。
几个月后，威滕发表了一篇长达 97 页的密集论文，将扭量和弦理论联系起来——使扭量理论重获新生，甚至给最严厉的弦理论批评家留下了深刻印象。在过去的几年里，理论家们在威滕的工作基础上，重新思考了空间和时间的本质。他们已经衍生出计算技术，使普通粒子物理学中最棘手的问题变得易如反掌。“我一生中从未对物理学感到如此兴奋，”弦理论家尼玛·阿卡尼-哈米德说，他最近从哈佛大学搬到该研究所，全身心投入到这个新兴领域。“它目前正以惊人的速度发展，世界上大约有 15 个人日夜为此工作。”
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在威滕的工作之前，扭量理论家和弦理论家在不同的圈子里活动，说着几乎不同的语言。彭罗斯和他的同事们以研究爱因斯坦的广义相对论而闻名，而弦理论家则追溯到粒子物理学。牛津大学的莱昂内尔·梅森说，当他和彭罗斯于 1987 年访问雪城大学时，他们拒绝参加一个关于弦理论的讲座，事后看来，这个讲座本可以为他们提供所需的线索。“我们没有去参加粒子物理学研讨会——我们是相对论学家，”他说。
彭罗斯最初的目标是重新考虑量子原理如何应用于空间和时间。传统观点认为，时空几何应该在量子尺度上波动，从而改变事件之间的相互关系。但在这种情况下，原本应该导致另一个事件的事件可能不再这样做，从而产生类似于时间旅行故事中发现的悖论。在扭量理论中，因果序列是主要的，并且不会波动。（该理论的名称来源于围绕旋转粒子的因果关系，如左图所示。）相反，事件的位置和时间会波动。但扭量理论家无法使这个想法精确化——直到弦理论家表明，位置和时间不确定的事件只不过是一根弦。
弦理论家们则有一个关于空间创造的有希望的想法，但他们无法实现。1997 年，他们推测，在四个维度中快速移动的粒子可以像在五个维度中相互作用的弦一样表现。新的维度像立体书中的人物一样显现出来。然而，这种变戏法只产生了一个高度扭曲的空间维度。利用扭量概念，理论家们现在已经证明，普通空间的所有维度——甚至时间——都可以突然出现。
许多理论家认为时空是衍生的，这非常自然。牛津大学的安德鲁·霍奇斯指出，我们并非直接感知时空；我们从向我们传来的信息中推断出事件发生在特定地点和特定时间。“将时空点视为主要对象的想法是人为的，”他说。事实上，由于时空的引力扭曲和量子粒子之间众所周知的诡异联系，不同的位置和时间的概念崩溃了。
无论扭量理论家和弦理论家是否成功地重塑空间和时间，他们都已经赢得了粒子物理学家的喜爱。即使是相当简单的粒子碰撞也需要包含数万项的方程，这些方程是使用著名物理学家理查德·费曼在 20 世纪 40 年代设计的策略编写的。几乎所有这些项最终都会相互抵消，但你事先不知道哪些项会抵消，所以你必须费力地完成所有这些项。受扭量和弦理论启发的替代策略捕捉到了费曼方法没有捕捉到的对称性，因此从一开始就摆脱了多余的数学包袱。数学高手曾经放弃的计算现在只需几周即可完成。“我很确定费曼如果看到我们能做什么会非常高兴，”加州大学洛杉矶分校的兹维·伯恩说。
新兴的时空理论仍然非常初步，而且数学上非常密集，以至于即使是直接参与其中的物理学家也承认他们几乎无法理解正在发生的事情。理论家们尚未解释，如果时空仅仅是一种构建，为什么它对我们来说仍然显得如此真实。它必须以某种方式形成，就像生命从无生命的物质中产生一样。无论这个过程是什么，它都不能只发生在亚原子尺度上，因为大小的概念本身必须出现。它应该在所有尺度上，在我们周围的任何地方都显而易见，只要我们知道如何观察。