基本相互作用
万有引力是第一种被数学理论描述的相互作用。在古代，亚里士多德建立了具有不同质量的物体是以不同的速度下落的理论。到了科学革命时期，伽利略·伽利莱用试验推翻了这个理论－如果忽略空气阻力，那么所有的物体都会以相同的速度落向地面。艾萨克·牛顿据传说看到蘋果掉落時發現地心引力，進而引伸出万有引力定律（1687年），是一个用来描述通常重力行为非常好的近似。在1915年，阿尔伯特·爱因斯坦完成了广义相对论，将重力用另一種方式描述－时空几何，並指出重力是空間與時間彎曲的一種結果。
万有理论
1814年，皮耶爾-西蒙·拉普拉斯將這些成果加以發揮闡揚，他提出一個著名的建議，假若一位足夠聰明的智者知道所有粒子在某個時間的位置與速度，則他可以應用自然定律計算出任意粒子在任意時間的位置： 拉普拉斯這樣將經典力學設想為一種萬有理論；但在量子力學裏，不確定性原理表明，對粒子的位置與動量同時做測量，假若得到的位置越準確，則得到的動量越不準確；反之亦然。這意味著測量結果的不確定性是無法避免的。因此，拉普拉斯的巧思必需被嚴格修改，萬有理論必需能夠和諧地包含廣義相對論與量子力學。