Albert Einstein usava la matematica e la fisica per dimostrare le proprietà della fisica su cui lui e altri scienziati teorizzarono. Per esempio, il suo lavoro sul moto browniano, che implicava vibrazioni causate da collisioni tra atomi, ha dimostrato che gli atomi e le molecole esistono realmente.
Poiché trovava la fisica newtoniana inadeguata a spiegare la natura, Einstein usava l'osservazione per dimostrare le proprie inferenze sulla fisica e le congetture di altri sperimentatori. Il suo lavoro sulla meccanica quantistica, che spiega il funzionamento della fisica sub-molecolare e sub-atomica, tenta di costruire un quadro teorico unificato. Ad esempio, una volta che Robert Millikan completò i suoi esperimenti sull'effetto fotoelettrico, che dimostrò che la luce colpiva una piastra metallica liberata da elettroni, Einstein poteva dimostrare che la luce consisteva di particelle, che chiamava "quanti".
Mentre l'interesse internazionale per la teoria atomica crebbe, Einstein e altri fisici, tra cui Max Planck e Niels Bohr, costruirono il proprio lavoro per spiegare come funzionano gli atomi. Per esempio, il primo lavoro di Einstein con la meccanica delle onde ha aiutato a dimostrare che la luce ha entrambe le proprietà di onde e particelle. Inoltre, poiché Einstein poteva provare che i campi elettromagnetici degli atomi potevano muovere altri atomi, poteva anche dimostrare, usando le osservazioni del moto dei pianeti nel sistema solare, che i buchi neri esistono documentando i cambiamenti nei campi gravitazionali dei pianeti che provavano la presenza di un campo ancora più forte.
