二十世纪初，科学当时处于黄金时期，除了厄内斯特卢瑟福和尼尔斯玻尔发现了粒子物理学的标准模型之外，这也是量子力学领域的一段重大突破期。由于科学家在电子运动方面的不断研究，他们通过基本粒子的运动方式提出了一些新理论，颠覆了传统的牛顿物理学。例如由薛定谔欧文提出的电子云模型，由于这个模型的提出，电子不再被描述为一个围绕着原子核在固定轨道周围移动的粒子。
相反，薛定谔提出的模型使得科学家们只能对电子的位置进行预估。因此，他们只可能分布于围绕核心分布的“云”中，从中可能找出他们的固体位置。
已知最早的原子理论来自于古希腊和古印度，那些哲学家，例如德谟克利特认为一切物质都是由微小的、不可分割的、不可摧毁的单位组成的。“原子”的概念产生于古希腊，由此产生的学派称为“原子论”。然而这一理论与其说是个科学概念，倒不如说是个哲学概念。
直到十九世纪，随着第一个有科学依据的实验的开展，原子理论才被阐明为一个科学问题。例如，在19世纪早期，英国科学家达尔顿用原子的概念来解释化学元素在某些可观察和可预测的方式中反应的原因。通过一系列的气体实验，达尔顿不断实验论证，并提出了达尔顿原子论。
这一理论扩展质量守恒定律和定比定律，归结为五个前提：元素，在最纯净状态由被称为原子的粒子组成，每个构成元素的原子都是相同的;不同元素的原子可以根据它们的原子量来作区分;元素的原子可结合形成化合物;在化学反应中，原子既不会产生也不能被破坏，只有互相结合的变化。
十九世纪末，科学家们开始认为原子也有一个以上的基本单位。之前有很多科学家大胆地将这个基本单位定义为是已知最小的原子---氢的大小。然而到了十九世纪末，这种设定被彻底改变。这归功于像 John Thomson这样的科学家们进行的研究。经过一系列的实验，人们发现使用阴极射线管(称为克鲁克斯管)，观察到阴极射线可以偏转电场和磁场。
人们得出结论，构成阴极射线的并不是由光组成的，而是比氢小1000倍和1800倍的带负电荷的粒子。这个实验结果驳斥了“氢原子是构成物质的最小单元”的说法，汤普森进一步推测原子是可分的。
为了解释这个现象，汤普森提出了一个模型，即带负电荷的“粒子”分布在一个正电荷的周围–称为梅子布丁模型。1872年，基于物理学家George Johnstone Stoney针对理论粒子的预言，这些粒子被命名为“电子”。
由此电子模型已经呈现，于是人们猜想，宇宙是否也是一个布丁样子?这不是没有理由，因为当前的行星模型竟然与微观尺度上的粒子非常相似，就像量子力学与引力理论那样，一个适用于微观，一个适用于宏观，但两者的背后显然是存在联系的。
