Еще до открытия Эйнштейна во второй половине XIX в. в научных кругах возникла серьезная полемика, связанная с проблемой атомистической концепции. С одной стороны, такие авторитетные ученые и философы, как, например, Эрнст Мах, утверждали, что атомы являются ничем иным, как просто математическими функциями, «полезными математическими условностями», удачно описывающими наблюдаемые в природе явления, но реальным существованием не обладающими. С другой – ученые нового поколения, в частности, Людвиг Больцман, настаивали на том, что атомы представляют собой физические реалии. А уже к концу XIX в. были получены неоспоримые свидетельства того, что атомы не только реально существуют, но и не являются пределом делимости вещества, обладая своей сложной структурой.
Поворотным моментом в истории раскрытия тайн микромира стало открытие Джоном Томсоном в 1897 г. электрона и создание им первой модели, описывающей структуру атома. С его точки зрения, атом представляет собой положительно заряженную массу-сетку, в которую вкраплены электроны, подобно тому, как изюм вкраплен в пудинг. Причем положительный заряд атома равен сумме отрицательных зарядов всех электронов, в силу чего атом электрически нейтрален. Эта модель получила условное и немного шутливое название «пудинг с изюмом». Открытие Томсона явилось первым прямым подтверждением того, что атомы не просто существуют, но и отнюдь не являются простейшими «кирпичиками» мироздания, они имеют свою структуру и состоят из еще более маленьких объектов – частиц, которые позднее были названы элементарными (от лат. elementarius – первоначальный, простейший).
Свою лепту в новую атомистическую теорию внесло и сделанное в 1896 г. французским физиком Антуаном Анри Беккерелем открытие явления испускания солями урана неизвестного до той поры излучения, способного проникать через непрозрачные для света преграды и вызывать почернение фотоэмульсии. Впоследствии с легкой руки Марии Склодовской-Кюри это явление было названо радиоактивностью (от лат. radiare – испускать лучи и activus – деятельный) и, как выяснилось позднее, было связано с нестабильностью атомных ядер ряда химических элементов, их способностью самопроизвольно превращаться в ядра других химических элементов.