على الرغم من أن مفهوم الذرة قد طرأ لأول مرة على ذهن البشر منذ آلاف السنين، إلا أن المسيرة نحو فهم حقيقي وبسيط لها كانت طويلة ومحفوفة بالتحديات. يعود الفضل الأكبر إلى مفكري اليونان القدامى ليوسيبوس وديموكريتس الذين طرحوا فرضية مفادها وجود أصغر الوحدات الجوهرية - الذرات - والتي لا يمكن تقسيمها بشكل أبسط. رغم رفض أفلاطون وأرسطو وهذه الأفكار المبكرة، ظلت بذور هذه الرؤية متجذرة حتى استيقظ عالم الطبيعة الإنجليزي جون دالتون في القرن التاسع عشر لإعادة تقديم نظريته الشهيرة حول طبيعة الذرات.

في قلب نظريات دالتون، أشاع أنه كل مادية هي نتاج تجمعات ثابتة ومتجانسة من ذرات فردية متماثلة تمامًا داخل عناصر مختلفة. ويعتقد أيضا بأن العمليات الكيميائية ليست سوى переустroenie مجمع جديد من تلك الديدانات الاستقلالية ضمن تركيبة جديدة للجزيئات المعقدة. ومع ذلك، فقد أدى تقدم التجارب الفيزيائية والكيميائية لاحقا إلى تعديلات كبيرة لهذه الفرضيّات الرئيسية. فعلى سبيل المثال، عثر هنري يلهام وجوزيف جون طومسون حديثاً على دليل عملي يدعم خروج البروتونات والحزم الكهرومغناطيسية الصغيرة المنبعثة منها – وهو أمر مخالف تماما لاستقرار بناء الذرة كما تصورتها نظريات دالتون سابقا! ثم جاء دور نجم كبير آخر يُدعى إرنست راذرفورد لتأكيده بما يسمى "تجربة قطرات الذهب" خطورة الشحن الموجبوبية المركزية داخل نواة الذرة المكتشفة حديثًا. واستمر العمل بهذا النهج التجريبي الناجح بإضافة مهمتين علميتين قيمتين اثنتين اثنتين هما تحديد وزن مساهمة نيتروناته بواسطة جیمس تشادویک وما بعده مباشرة تقدير عدده نفسه بواسطة يوجین فینجر. ويمكن القول إذن إن معرفتنا الحالية بمكونات وتركيب الذرة ترجع كثيرًا للدراسات المكثفة التي أجراها علماء القرن العشرين مثل هؤلاء الباحثيين وغيرهم ممن سبقونا أيضًا قبل ظهور عصر تكنولوجي حديث حيث بات بالإمكان تصوير ليس فقط شكل وحداتها الأولية وإنما أيضاً مراقبة ديناميكية اتصالات وثنائيات بينهما أثناء توليد الطاقة والتحولات الأخرى المصاحبة لذلك الحدث الحيوي للغاية !