第三个层次是原子，原子的结构是由质子和中子组成的原子核决定的，而原子核被排列在壳层中的电子包围。质子和中子是两种不同类型的强子，而强子本身是由各种夸克组成的。原子这个词来自希腊语中的“atomos”，意为“不可分割”，因为原子一直被认为是不可分割的基本粒子。希腊哲学家留基伯和他的学生德谟克利特（哲学原子论的创始人），提出所有的物质和现实都是由虚空中的东西组成的，而这些东西是由不可分割的、坚不可摧的粒子组成的，他们把这些粒子命名为原子。
当我还是个孩子的时候，我父亲向我解释了哲学原子论，他拿起一张纸，把它撕成两半，然后撕成4块，接着是8块、16块、32块、64块等。这就引出了这样一个问题：在碎片变得太小以至于无法撕裂之前，你还能坚持多久。答案是：原则上，一直可以坚持到不可分割的粒子，或者说原子。然而，现代物理学中最令人不安和困惑的发现之一就是，我们称之为原子的粒子实际上是可被分割的。
19世纪晚期，人们仍然认为宇宙是由这些牢不可破的原子组成的，而且，世界上物质的排列似乎相对有序。然而，一个多世纪以来，物理学家一致认为，原子具有内在的复杂性，是由上面讨论的更小的元素组成的。原子由强子和电子组成，而强子由不同的夸克组成。(www.xing528.com)
根据目前的知识，原子所处的层次，一度被认为是宇宙“乐高积木”中最基本的层次，实际上代表了自然结构复杂性的第三层。这个相对较新的发现给我们带来了这样一个问题：我们对今天定义为基本单位的单位有多确定。关于自然的基本单位是什么，我们以前就犯过错误。假设今天的基本单位最终会由迄今为止尚未发现的粒子、波或弦组成，似乎也是合乎逻辑的。不考虑这些，我们今天对传统意义上被称为原子的粒子已有不少了解。到目前为止，我们已经确定了118种不同的类型，从氢到钚，从碳到金，等等。原子可以以不同的构型进行自我组织。原子核中包含的原子和中子的数量决定了原子的类型。元素周期表对所有元素做出了概述。
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