十七世纪，牛顿建立了他的万有引力体系，拉格朗日将之分析化，是为“牛顿力学”；杰出的实验物理学家——法拉第建立了他的电学体系，麦克斯韦将之数学化，洛伦兹总其大成，是为“电动力学”；麦克斯威建立了其“统计力学”，并由玻尔兹曼发展成为一个体系。
物理学似乎大功告成了，教育界认为，别在物理学上费功夫了，牛顿、拉格朗日、法拉第、麦克斯韦、洛伦兹、麦克斯威、玻尔兹曼们把物理学的事情干完了，将不会再有根本性的物理新发现，剩下的只是对前辈物理学家的理论进行细枝末节的修补。
然而，实际情形是，经典物理的大厦上依然存在着两道深深的“裂痕”：麦克尔逊—莫雷实验的结果表明，被认为传输光的介质“以太”相对于地球的速度为零，以及从经典电动力学和统计力学中导出的“绝对黑体”辐射函数（维恩定律）与实验结果在远红外区严重不符。
当时多数的物理学家想到的不是二十世纪的革命式进展，而只是在是对原有理论进行小的修改。到了十九世纪的最后十年，随着实验结果的积累，二十世纪物理学革命的曙光已然出现。
爱因斯坦，这个智者在1905年以前发表了5篇论文，其中有三篇是热力学与统计力学的，虽然这三篇论文在物理学史上没有留下多少痕迹，但是至少在1902年发表的《关于热平衡和热力学第二定律的运动论》中他成功的从统计力学中导出了当时意义还含混不清热力学第二定律。有两篇论文是纯统计力学的：在他的博士论文（这是他现在被引用的最多的一篇论文）中他提出了一种测定分子大小的新方法，而在《热分子运动论所要求的静止液体中悬浮小粒子的运动》一文中他第一次运用熟练的涨落理论解释了布朗运动。
《热分子运动论所要求的静止液体中悬浮小粒子的运动》有着非凡的意义，其前，分子的存在性一直受到某些惟能论科学家的攻击。爱因斯坦的“论布朗运动”一出现就打败了惟能论，唯能论就销声匿迹了。
说到爱因斯坦，当然不能不说他的改变时空的理论“相对论”。
其实，将狭义相对论的建立归功于爱因斯坦一个人是不公平的。在爱因斯坦之前，已经有一些学者相当接近相对论，最接近的是被爱因斯坦称为“慈父般的”的荷兰物理学家洛伦兹，他与一位美国的物理学家最早提出了狭义相对论的“洛伦兹变换”。还有当时世界上最著名的法国数学家庞加莱，被称为数学史上“最后的通才”，他提出的“同时性”的“相对性”，跟狭义相对论十分接近。1953年爱因斯坦接到邀请参加相对论建立50周年的纪念会，他回信以健康原因谢绝了，同时他写道：“我希望人们在此机会也适当关注一下洛伦兹和庞加莱的功绩”。
广义相对论是由于万有引力定律与狭义相对论的要求不符合，而当时只知道有引力与电磁力两种力，有一种不能被纳入狭义相对论，显然不能让人满意。此时，有两个选择：要么保持“洛伦兹变换”的整体有效性，设法修改万有引力定律与狭义相对论的其它部分，要么放弃“洛伦兹变换”变换的整体有效性。换一个人很有可能为了维持狭义相对论的最主要特点而选择第一条路，但是爱因斯坦凭借自己对物理深刻的理解，选择了后者。广义相对论在出现最后的形式之前爱因斯坦写了不下一打的论文，他曾自嘲道：“爱因斯坦这家伙，每半年推翻一次自己的理论”。
爱因斯坦于1915年11月25日完成了广义相对论，于1916年发表了第一篇完整的广义相对论的论文。1919年英国物理学家，天文学家爱丁顿通过日食观测证实了广义相对论的预言，整个世界为之疯狂，爱因斯坦一下子成为科学的化身：1919年以前爱因斯坦的名字从没有出现在《纽约时报》上，但是从1919年起直到逝世他的名字每年都出现在《纽约时报》上，而且常常是头版。
1900年，物理学界诞生了一个伟大的“婴儿”——量子物理。其标志是普朗克发表的关于“绝对黑体”辐射函数的论文。1905年，爱因斯坦从ETH毕业5年后，发表了论文《关于光的产生和转化的一个试探性观点》，提出了“光量子”的概念，从此开始了他的量子物理的孤独旅程。在1923年以前，几乎没有人支持他的“光量子”假说，包括玻尔(Niels.Bohr)。1923年的康普顿实验粉碎了物理学家对“光量子”的怀疑，但爱因斯坦又反对于1925年提出的量子力学的“哥本哈根解释”，与当时和后来大多数物理学家分道扬镳，所以，在量子力学的道路上爱因斯坦始终是孤独的。
1909年爱因斯坦发表的关于热平衡附近的电磁涨落的论文，首次提出“波粒二象性”的概念。但从1910年起，爱因斯坦的主要精力转移到广义相对论上，在量子物理上相对沉默了，这也是爱因斯坦没有及时参加由玻尔在1913年发起量子动力学的主要原因。到1916年，爱因斯坦完成广义相对论又关注量子物理开始，世界上主要形成了三大主要的量子学派：慕尼黑的索莫菲学派、哥廷根的玻恩学派以及哥本哈根的玻尔学派。这三个学派人才济济，智者辈出。
爱因斯坦与玻尔这两位大师从二十世纪三十年代起曾经就量子力学的基础与解释有过“交锋”。爱因斯坦不满意量子力学将一切都解释为概率，这样就会损害世界的实在性：在量子力学中一个粒子的行踪只能用概率解释，而只有通过观测后人们才能确定粒子的位置或者动量，在观测之前粒子不存在于任何具体的地方。也就是说在某种意义上只有通过了观测粒子才确实存在。因此爱因斯坦认为量子力学是不完备的。而玻尔则认为如果自然决定我们只能用波函数概率描述，那也是无可奈何的，量子力学对世界的描述是完备的。
二十世纪的物理学,如果少了玻尔,将不可能发展到今天的地步，正是玻尔于1913年发表的三篇划时代的量子力学论文，以及他的对应原理和互补性思想引导着二十世纪初的物理学家一步一步地进行量子力学研究。玻尔所在的哥本哈根物理研究所曾经是几代物理学家心中的“圣地”。玻尔是正统的量子力学“哥本哈根解释”的主要建立者之一，也是核物理的奠基人。
有人说，在那个时代，爱因斯坦是物理学家心中的上帝，玻尔是物理学家的精神导师。有意思的是，不管争论如何激烈，这都从来没有影响过爱因斯坦与玻尔的友谊，这是值得敬