的基础上，把实验成果上升到理论，提出了牛顿三大运动定律和万有引力定律，奠定了经典物理大厦的基础。此后，物理学的研究，基本遵循着“观察、实验、理论”三步曲，这种研究方法的显著特点，是以大量的观察和实验结果为基础，经过逻辑思维而上升为理论，并在实验中直接得到验证。

随着科学的发展，物理学的研究逐步深入到微观和高速的领域，直接的观察和实验越来越困难，研究中要更多地依靠自由思辩的作用，而在自由思辩中，想象、直觉、灵感等非逻辑的方法又起着关键作用，在这一方面，相对论的创立是非常典型的例子。

狭义相对论的一两条基本原理，显然不是从大量观察和实验中直接概括出来的，也不是爱因斯坦运用严密的逻辑推理和复杂的数学工具的结果，而昌他的直觉“顿悟”出来的，事实上，爱因斯坦当时甚至不知道迈克尔孙——莫雷实验，他只是由比较粗糙的光行差实验和斐索实验得到启示，而在力学相对性原理和以太绝对参照系的矛盾中，否定了后者而扩大了前者的范围，从而提出了相对性原理，至于光速不变原理，恰恰是对我们经验事实的同时的绝对性和时间的绝对性的否定，事实上，爱因斯坦在年青时，就用直觉的方法初步发现了这两条基本原理，早在他16岁时，他就认真思索一个思想实验——追光实验，他设想一个观察者以光速C追随一条光线运动，这个观察者是否会看到一个在空间里振荡而停滞不前的的电磁场？年青的爱因斯坦凭直觉作出了判断：一切应当像一个相对于地球静止的观察者所看到的那样，按照同样的一些定律进行，为为第一个观察者怎么会知道或者能判定他是处在均匀的快速运动状态中呢？可以看出，爱因斯坦在这里已简要地抓住了作为未来狭义相对论基础的两条基本假设。

爱因斯坦从广义相对性原理和引力质量与惯性质量等效这两条基本假设出发，借助于黎曼几何，创立了广义相对论这一空前抽象的物理理论。这里，不仅没有大量的观察和实验直接作为创立理论的基础，甚至它的结论的验证，也是困难而缓慢地进行着。

总之，现代物理的研究中，已不能依靠经验事实的简单积累，而必须空前程度地使用自由思辩，在这里，研究者的想象力尤其至关重要，可以毫不夸张地说，想象力在科学创造中的重要性，丝毫不亚于在艺术创造中的作用，难怪爱因斯坦说：“想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界一切，推动着进步，并且是知识化的源泉，严格的说，想象力是科学研究中的实在因素”。我们从洛仑兹在狭义相对论的大门前逡巡不前，普朗克进入量子理论的殿堂后却力图退出等生动事例，可以从反面看到想象力受到束缚是如何妨碍物理学的发展。

我们这样说，是否意味着“天才”可以脱离实践而随心所欲地“创立”物理理论？绝对不是，首先，科学的理论是以客观实在的物理世界为研究对象，而不是以某个臆想的世界为研究对象。其次，它是在旧的物理理论的基础上发展，其结论又不能与旧理论经实践反复检验的结论相矛盾。而旧理论是以一定范围的经验事实为基础，并且在一定的范围内被反复检验过，这就是说，更多地借助于自由思辨而建立的物理理论，也不可能完全不受实验事实的启发。最后，也是最重要的一点，现代物理理论也必须经过实验的检验，在实践中进一步完善和发展，也经典物理不同的是，这种检验更加困难，所以，现代物理理论的发展，更加受到实验技术的发展的严重制约。总之，这里依然遵循着实践——理论——实践的基本规律，只不过在实践——理论的飞跃中，由于直接的经验事实的缺乏，非逻辑的自由思辨更起关键作用。