Albert Einstein a folosit matematica și fizica pentru a dovedi proprietățile fizicii despre care el și alți oameni de știință au teoretizat. De exemplu, lucrarea sa asupra mișcării Brownian, care a implicat vibrațiile cauzate atunci când atomii se ciocnesc unul cu altul, a demonstrat că există de fapt atomi și molecule.
Pentru că a găsit fizica Newtoniană inadecvată pentru a explica natura, Einstein a folosit observarea pentru a-și dovedi propriile inferențe despre fizică, precum și presupunerile altor experienti. Lucrarea sa în mecanica cuantică, care explică funcționarea fizicii sub-moleculare și sub-atomice, încearcă să construiască un cadru teoretic unificat. De exemplu, odată ce Robert Millikan și-a finalizat experimentele asupra efectului fotoelectric, care a dovedit că lumina lovind o placă de metal eliberată de electroni, Einstein ar putea dovedi că lumina a constat din particule, pe care le-a numit "quanta".
Pe măsură ce interesul internațional în teoria atomică a crescut, Einstein și alți fizicieni, inclusiv Max Planck și Niels Bohr, au construit pe propria lor muncă să explice cum funcționează atomii. De exemplu, lucrarea timpurie a lui Einstein cu mecanica valurilor a dovedit că lumina are atât proprietățile valurilor cât și particulelor. Mai mult, pentru că Einstein ar putea dovedi că câmpurile electromagnetice ale atomilor ar putea muta alți atomi, ar putea dovedi, folosind observațiile mișcării planetelor din sistemul solar, că găurile negre există prin documentarea schimbărilor în câmpurile gravitaționale ale planetelor care au dovedit prezența de un câmp și mai puternic.
