21世纪初的物理学面临着几大未解难题，这些难题被称为现代物理学的“乌云”，类似于20世纪初催生相对论和量子力学的那些经典物理学难题。这些挑战包括：暗物质与暗能量的本质，它们占据了宇宙总质能的大部分，却无法直接观测；量子力学与广义相对论的不兼容性，至今未能统一为量子引力理论；宇宙加速膨胀的原因及其背后的物理机制；以及高温超导体的微观机理尚未完全理解。这些难题不仅困扰着物理学家，也可能成为未来物理学重大突破的契机。