我前面介紹的物理理論，儘管有些晦澀繁雜，並且有的問題仍舊懸而未決，卻已經比過去更好地描述了這個世界。我們本該對此心滿意足，可事實卻並非如此。
在我們所瞭解的物理世界的中心，存在著一個悖論。我說過，20世紀物理學的兩顆明珠是廣義相對論和量子力學。前者是宇宙學、天體物理學、引力波、黑洞以及其他許多研究的起源；後者則是原子物理、核物理、基本粒子物理、凝聚態物理等學科的基礎。這兩個理論帶來了豐富的成果，奠定了當代科技的基石，徹底改變了我們的生活方式。但這兩個理論不可能同時正確。至少依照目前的形式，它們是相互矛盾的。
一個大學生如果早上聽了廣義相對論的課，下午學了量子理論，可能會覺得教授們犯糊塗了，或者懷疑他們是不是至少有一個世紀沒有交流過了，不然為什麼早上世界還是彎曲的空間，所有東西都是連續的，下午它就成了一個能量量子躍動的平直空間？
悖論在於兩個理論都非常好用。大自然就像一位年長的拉比，有兩個人跑去找他解決爭端。聽了第一個人的話，拉比說：「你說得有道理。」第二個人堅持為自己辯解。拉比聽完對他說：「你說得也有道理。」拉比夫人在另一個房間聽到了他們的談話，大聲說道：「但是他們兩個不會都有道理吧？」長老認真思考了一下，點點頭說：「你也很有道理。」
一群散佈於五大洲的理論物理學家正在努力解決這個問題。這個研究領域被稱為「量子引力」，其目標是找到一個理論，也就是一系列方程——但首先是一個統一的世界觀——來解決現在這種「精神分裂」的局面。
物理學已經不是第一次面對兩個看起來完全對立的偉大理論了。而過去每一次成功地將相互矛盾的兩個理論統一時，我們的世界觀都產生了巨大的飛躍。牛頓整合了伽利略的拋物線運動和開普勒的天體橢圓運動，發現了萬有引力。麥克斯韋將電和磁的理論結合起來，提出了電磁場方程。愛因斯坦在解決電磁學和經典力學的明顯衝突時，發現了相對論。因此，物理學家發現這種偉大理論之間的矛盾時只會興奮不已：這是一個難得的機會。我們是否可以建立一個思考世界的概念框架，來兼容上述兩種理論呢？
在這裡，在科學的前沿，在人類認知能夠抵達的邊界，科學變得愈發迷人了，它閃耀在對原初想法的鍛造中，在直覺和嘗試裡，在那些被選擇又被放棄的道路上，在不斷產生的熱情中，在於努力想像那些從未被想像過的事。
二十年前，這個領域還是一團迷霧，現在道路已經出現，喚起了大家的樂觀與熱情。然而道路不止一條，因此還不能說問題已經解決。多樣性引發了爭論，但這是健康的：在迷霧完全消散之前，相互批評，各抒己見，是有益而無害的。解決這個問題的一個重要嘗試就是「圈量子引力」（Loop Quantum Gravity）這個研究方向，許多國家的研究小組都在從事相關研究。
圈量子引力試圖把廣義相對論和量子力學結合起來。這個嘗試很謹慎，它只使用這些理論中已有的假設，適當改寫這兩個理論，使它們相容。但它的結論相當激進：它又一次深刻地改變了我們看待現實世界的結構的方式。
它的中心思想很簡單。廣義相對論告訴我們空間不是一個靜止的盒子，而是在不斷運動，像一個移動中的巨大軟體動物，可以壓縮和扭曲，而我們被包在裡面。另一方面，量子力學告訴我們，所有這樣的場都「由量子構成」，具有精細的顆粒狀結構。於是物理空間當然也是「由量子構成的」。
這正是圈量子引力的核心結論：空間是不連續的，不可被無窮分割，而是由細小的顆粒，或者說「空間原子」構成的。這些顆粒極其微小，比最小的原子核還要小幾億億倍。圈量子引力用數學形式描述了這些「空間原子」，也給出了它們演化的方程。它們被稱為「圈」或環，因為它們環環相扣，形成了一個相互關聯的網絡，從而編織出了空間的紋理，就像細密織成的巨大鎖子甲上的小鐵圈一樣。
這些空間的量子在哪裡？它們不存在於任何地方，也不在「空間之中」，因為它們本身就是空間。空間就是一個個引力量子相互勾連而成的。世界又一次顯得更接近關係的集合，而非物質的集合。
圈量子引力理論的第二個結論更為極端：在「空間是連續的、物體存在其中」這個觀念消失後，「時間不受事物影響、一直流逝」這個基本而又原始的想法也不復存在了。這些描述空間和物質的顆粒的方程不再包含「時間」這個變量。
這並不是說一切都保持穩態，沒有變化。相反，它說明變化是普遍存在的，但我們不再能把這個基本過程形容為「一個瞬間接著另一個瞬間」。在空間顆粒的微小尺度下，大自然的舞步不再追隨唯一的樂團指揮手中那根棒子揮出的同一節拍，每一個物理過程都有自己的節奏，獨立於鄰近的其他過程。時間的流逝發生在世界之內，從構成世界的量子事件之間的相互關係中產生，這些量子事件本身就是時間的源頭。
這個理論描述的世界和我們熟知的那個相去甚遠。這裡不再有「包含」著世界的空間，也不再有事件發生「於其中」的時間。這裡只有空間和物質的量子持續相互作用的基本物理過程。我們周圍連續的空間和時間只是這些密集發生的基本過程產生的模糊景象。就像阿爾卑斯山上平靜而清澈的湖泊，其實是無數微小的水分子快速舞動形成的。
用一個超強的放大鏡逼近觀察的話，第三課倒數第二幅圖應該會表現出下面這樣的顆粒狀空間結構：
這個理論可以通過實驗證實嗎？我們正在進行思考和嘗試，但目前還沒有得到實驗的證實。然而，已經有很多不同的嘗試了。
其中之一源於對黑洞的研究。我們現在可以觀測到天空中由恆星坍縮形成的黑洞。被自身的重量壓垮後，組成恆星的物質坍塌，並從我們的視野中消失了。但它去了哪裡呢？
如果圈量子引力理論正確的話，那麼物質不可能坍縮成一個無窮小的點，因為無窮小的點是不存在的，存在的只有一塊一塊的有限空間。被自身重量壓塌的物質，會變得越來越密，直到量子力學可以產生一個反作用力，來抗衡這個壓力。
我們假定在恆星生命的最後階段，時空的量子浮動平衡了物質本身的重量，這個階段的恆星就被稱為「普朗克恆星」（Planck star）。如果太陽停止燃燒，形成一個黑洞，那這個黑洞的直徑約為1.5千米。在黑洞內部，組成太陽的物質會繼續坍縮，最終形成一顆如原子般大小的普朗克恆星。組成太陽的全部物質擠壓在一個原子大小的空間裡，普朗克恆星就是由這種極端的物質狀態形成的。
普朗克恆星是不穩定的。一旦壓縮到最大程度，就會回彈，重新開始膨脹。這就會導致黑洞的爆炸。假設有一個人在黑洞內部，坐在普朗克恆星上，他看到的爆炸過程其實是極高速的回彈。但是，時間流逝的速度對於他和黑洞外的人是不同的，就像時間在高山上比在海邊流逝得快一樣。只因為是極端情況，所以這裡時間流逝的速度差異極為巨大。對黑洞內部的觀察者來說回彈是瞬間發生的，對外部的人來說卻是一個極為漫長的過程。所以在我們看來，黑洞在很長時間內都沒有變化。我們說黑洞就是回彈的恆星，只不過這個過程是以極慢的速度在我們眼前播放的。
有可能在宇宙初生瞬間的熔爐裡，就有黑洞形成，其中有一些現在還在爆炸。如果是這樣的話，我們或許可以在天空中觀測到它們爆發時發射的信號，也就是來自天空的高能宇宙射線，從而觀察和測量由量子引力支配的現象的直接效果。這是一個大膽的想法，有可能行不通，比如原始宇宙中並沒有形成足夠的黑洞，讓我們今天還能觀測到它們的爆炸。但是尋找信號之旅已經開始了，讓我們拭目以待。
這個理論的另一個結論極其轟動，它有關宇宙的起源。我們已經知道如何重建宇宙的歷史，追溯到最初它只有一丁點的時候，但是在此之前呢？圈量子引力的方程讓我們可以把宇宙的歷史再往前推一點。
我們發現，當宇宙被壓縮到極限的時候，根據量子理論會產生一個反作用力，造成大爆炸，這個著名的大爆炸很可能實際上是大反彈：我們的宇宙在自身重量下坍縮到非常小，然後反彈，開始膨脹，變成現在我們周圍不斷擴張的宇宙。宇宙被壓縮到堅果殼大小，開始回彈的那一瞬間，就真正進入了量子引力的領域：時間和空間一起消失了，世界融化成一團湧動的概率雲，儘管如此，我們還是可以用方程描述它。而第三課的最後一幅圖會變成這樣：
我們的宇宙很可能誕生自某一個狀態後的反彈，經歷了一個過渡時期，在此期間，時間和空間都蕩然無存。
物理開闊了人類的眼界，我們看到的東西不斷地讓我們驚異。我們意識到人類滿腦子都是偏見，我們對世界本能的認識是片面的、狹隘的、不合時宜的。世界在我們的眼前不斷變化，我們對它的認識也在一點一點地不斷深入。
地球不是平的，不是靜止不動的。如果我們把20世紀物理學所有的發現放在一起，得到的線索會完全推翻我們以往對物質、空間和時間的認識。圈量子引力就是在試圖破譯這些線索，讓我們看到更遠的地方。