对偶性争论：m理论的11维真空，能用一个称作11维时空普朗克质量mp的单一标度表征。若将11维时空中的一个空间维度，取成半径为R的圆周，就可以将它与类型2A的弦论联系起来。类型2A弦论有一个无量纲的弦耦合常数gs，它由膨胀子场Φ(一种属于类型2A超引力多重态的无质量标量场)的值决定。类型2A的质量标度ms的平方，给出基本2A弦的张力，11维与10维的2A的参数之间的关系为(略去数值因子2π)ms2=Rmp3，gs=Rms。
2A理论中经常使用的微扰分析，是将ms固定而对gs展开。从第二个关系式可见，这是关于R=0的展开，这也就是为什么在弦微扰论中没有发现11维解释的原因。半径R是一个模(modulas)，它由带有平坦势的无质量标量场的值确定。若这个模取值为零，对应于2A理论；若取值无穷大，则对应于11维理论。
杂优弦hE与11维理论也有相似的联系，差别在于紧致的空间不再是圆周，而是一条线段。这个紧致化会产生两个平行的10维切面，而每一面又对应于一个E8规范群。引力场存在于块中。从11维时空更能说明，为什么采用E8xE8规范群才会是量子力学“反常自由”的。
早在本世纪初，德国女学者诺特(E. her)证明了一条着名定律：对称性对应于某一种物理守恒定律。电荷、色荷，以及别的守恒荷，都能看成是诺特荷。某些粒子的特性在场变形下保持不变，这样的守恒律称为拓扑的，其守恒荷为拓扑荷。按照传统观点，轻子与夸克被认作是基本粒子，而单极子等携带拓扑荷的孤子是派生的。是否能颠倒过来猜想呢？即猜想单极子带诺特荷，而电子带拓扑荷呢？这一猜想被称作蒙托南-奥利夫(montonen-olive)猜想，它给物理计算带来了意料不到的惊喜。带有e荷的基本粒子等价于1/e的拓扑孤子，而粒子的荷对应于它的相互作用耦合强度。夸克的耦合强度较强，因而不能用微扰论计算，但可用耦合强度较弱的对偶理论计算。
这方面的一个突破性进展，是由印度物理学家森(AshokeSen)取得的。他证明，在超对称理论中，必然存在既带电荷又带磁荷的孤子。当这一猜测推广到弦论后，它被称作S对偶性。S对偶性是强耦合与弱耦合之间的对偶性，由于耦合强度对应于膨胀子场Φ的值。杂优弦ho与类型I弦可通过各自的膨胀子场联系起来，即Φ(I)+Φ(ho)=0。
弱ho耦合对应Φ(ho)=-∞，而强ho耦合对应Φ(ho)=+∞。可见，杂优弦是I型弦的非微扰激发态。这样，S对偶性便解释了一个长期令人疑惑的问题：ho弦与I型弦,有着相同的超对称荷和规范群So(32)，却有着非常不同的性质。
在弦论中，还存在着一种在大小紧致体积之间的对偶性，称作t对偶性。举例来说，2A理论在某一半径为RA的圆周上紧致化和2b理论在另一半径为Rb的圆周上紧致化，两者是等价的，且有关系Rb=(ms2RA)-1。
于是，当模RA从无穷大变到零时，Rb从零变到无穷大，这给出了2A和2b之间的联系。两种杂优弦间的联系，虽有技术细节的不同，本质却是一样的。
弦论还有一个定向反转的对称性，如将定向弦进行投影，将会得到两种不同的结果：扭曲的非定向开弦和不扭曲的非定向闭弦。这就是2b型弦和I型弦之间的联系。在m理论的语言中，这一结果被说成:开弦是狄利克雷胚的衍生物。
p胚争论：有质量的矢量粒子有3个极化态，而无质量的光子只有2个极化态。无质量态可以看作是有质量态的临界状态。在4维时空的庞加莱对称性中，用小群表示描述光子态。小群表示又称短表示，这一代数结构可以推广到11维超对称理论。临界质量也会在m理论中重现。由诺特定理，能量和动量守恒是时空平移对称性的推论。超对称荷的反对易子是能量和动量的线性组合，这是超引力的代数基础。然而，两个不同超对称荷的反对易子，却可生成新的荷。这个荷称作中心荷q。对于带有中心荷的超代数也有一个短表示，它将与m理论的非微扰结构密切相关。
对于带有中心荷的粒子态，代数结构蕴涵着物理关系m≥|q|，即质量将大于中心荷的绝对值。若粒子态是短表示的话，该关系取临界情形m=|q|,通常称为bpS态。这一性质的最初形式是前苏联学者博戈莫尔内(E.b.bogomolnyi)、美国学者普拉萨德(m.K.prasad)和萨默菲尔德(c.m.Sommerfield)在研究规范场中单极子时发现的。
如果将bpS态概念应用到p胚，这时中心荷用一个p秩张量来描述，bp