Albert Einstein a utilisé les mathématiques et la physique pour prouver les propriétés de la physique sur lesquelles lui et d'autres scientifiques ont théorisé. Par exemple, ses travaux sur le mouvement brownien, qui impliquaient des vibrations provoquées lorsque des atomes entrent en collision, ont prouvé que les atomes et les molécules existent réellement.
Parce qu'il trouvait la physique newtonienne inadéquate pour expliquer la nature, Einstein a utilisé l'observation pour prouver ses propres inférences sur la physique ainsi que les conjectures d'autres expérimentateurs. Ses travaux en mécanique quantique, qui expliquent le fonctionnement de la physique sous-moléculaire et sous-atomique, tentent de construire un cadre théorique unifié. Par exemple, une fois que Robert Millikan a terminé ses expériences sur l'effet photoélectrique, qui ont prouvé que la lumière frappant une plaque métallique libérait des électrons, Einstein a pu prouver que la lumière était constituée de particules, qu'il a appelées "quanta".
Alors que l'intérêt international pour la théorie atomique grandissait, Einstein et d'autres physiciens, dont Max Planck et Niels Bohr, se sont appuyés sur leurs propres travaux pour expliquer le fonctionnement des atomes. Par exemple, les premiers travaux d'Einstein sur la mécanique ondulatoire ont permis de prouver que la lumière possède à la fois les propriétés des ondes et des particules. De plus, parce qu'Einstein pouvait prouver que les champs électromagnétiques des atomes pouvaient déplacer d'autres atomes, il pouvait également prouver, en utilisant des observations du mouvement des planètes dans le système solaire, que les trous noirs existent en documentant les changements dans les champs gravitationnels des planètes qui prouvaient la présence d'un champ encore plus fort.
