Albert Einstein usou matemática e física para provar propriedades da física sobre as quais ele e outros cientistas teorizaram. Por exemplo, seu trabalho sobre o movimento browniano, que envolvia vibrações causadas quando os átomos colidem uns com os outros, provou que átomos e moléculas realmente existem.
Como ele achou a física newtoniana inadequada para explicar a natureza, Einstein usou a observação para provar suas próprias inferências sobre a física, bem como as conjecturas de outros experimentadores. Seu trabalho em mecânica quântica, que explica o funcionamento da física submolecular e subatômica, tenta construir uma estrutura teórica unificada. Por exemplo, depois que Robert Millikan concluiu seus experimentos com o efeito fotoelétrico, que provou que a luz que atinge uma placa de metal liberava elétrons, Einstein pôde provar que a luz consistia em partículas, que ele chamou de "quanta".
Conforme cresceu o interesse internacional pela teoria atômica, Einstein e outros físicos, incluindo Max Planck e Niels Bohr, desenvolveram seu próprio trabalho para explicar como os átomos funcionam. Por exemplo, o trabalho inicial de Einstein com a mecânica ondulatória ajudou a provar que a luz tem propriedades tanto de ondas quanto de partículas. Além disso, como Einstein pôde provar que os campos eletromagnéticos dos átomos podem mover outros átomos, ele também pôde provar, usando observações do movimento dos planetas no sistema solar, que os buracos negros existem documentando mudanças nos campos gravitacionais dos planetas que comprovam a presença de um campo ainda mais forte.
