对于“超微观世界”，我们的了解已经到了原子核的层次。对于原子核的组成或者对亚原子粒子（如中子和质子）的结构，我们虽然有了一套粒子物理学的标准模型，但是对于其物理本质的了解还是有限的。而且，这方面的研究还仅限于满足人们对自然的好奇心上，不能发展成为一种技术来应用。事实上，现在对于超微观世界的研究还没有能够完全满足人们的好奇心。因为现在的理论主要还是建立在数学模型上面，它在物理实验证据方面仍然比较缺乏。目前的物理学家希望通过加速器大大地提高粒子的能量，从而能够产生能量越来越高的粒子来进行研究。理论上讲，有了更大的能量才能穿越更大的能量壁垒，从而深入到粒子更深处进行探索。但是，我们通过制造的加速器提高能量是有限度的。今天最大的加速器（大型强子对撞机LHC）使粒子获得的能量达到万亿电子伏特（TeV）的数量级，很难再升级到更大的能量。但这和宇宙早期生成时的能量来比，还差得非常远。因此，要研究超微观世界的物理现象是非常困难的。因此科学家对这方面的了解还非常有限。即使有了一些理论，但要做实验来检验这些理论也非常困难。

我们对于“超宏观世界”的了解就更少了。基本上来说，人们开始研究超宏观世界还不到半个世纪，很多理论都是最近几十年提出的。在这个领域里，很多理论都存在争议，难以有一个定论。对于这方面的研究有几个困难：首先是缺乏适当的物理理论来解释超大尺度的世界。现在有些科学家应用了一些粒子物理学的理论来探讨宇宙学，也有人使用了广义相对论或者弦理论来解释宇宙的变化。但这些理论模型都有不少猜测的成分，而且很难找到实验的证据。现在科学家研究较多的是对宇宙微波背景（CMB）的分析。根据CMB测量的结果，有些宇宙学家建立了一个“Λ冷暗物质模型”（ΛCDM，Λ是爱因斯坦方程里的宇宙常数，下文会做一些简单介绍）。根据这个模型的解释，人们对于宇宙的一些性质已经得到一些初步的了解。不过，这些了解还需要其他实验独立的验证。对于超宏观世界的研究，目前纯粹属于满足人们对自然的好奇心，完全谈不上在新技术方面的发展。(www.daowen.com)

可以说，我们对超微观世界和超宏观世界的了解才刚刚起步，还有很长的路要走。那么，我们目前对于自然的研究有哪些主要的挑战呢？下面是科学家目前在积极关注的一些待解的难题。