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理论物理学是物理学的一个分支，它使用数学模型以及物理对象和系统的抽象来合理化，解释和预测自然现象。这与实验物理学相反，后者使用实验工具来探究这些现象。科学的发展通常取决于实验研究和理论之间的相互作用。在某些情况下，理论物理学遵循严格的数学标准，而对实验和观察的重视很小。例如，在发展狭义相对论时，阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）担心洛伦兹变换，该变换使麦克斯韦方程组保持不变，但显然对迈克尔逊·莫雷（Michaelson-Morley）关于通过发光醚的地球漂移实验不感兴趣。诺贝尔奖因解释光电效应而获得，以前是缺乏理论公式的实验结果。
