“原子”（atom）一词源于拉丁语atomus，意为“不可分割”[3]27。最早使用“原子”概念的是古希腊自然哲学家留基伯和德谟克利特，德谟克利特将“原子”视作构成一切事物的不可再分的最小单元，并认为无数原子在宇宙中形成涡旋运动。伊壁鸠鲁进一步发展了原子论，他认为原子在虚空中向宇宙中心落下是直线运动，在平行运动的过程中，偶然发生的偏斜运动使原子之间相互碰撞，最终形成漩涡运动、分离和结合，而正是因为原子有意识的偏斜运动产生吸引、结合或排斥形成了世界万物。古希腊的原子论曾有大量著作，但是大部分都已经散失，近代只发现了一些残片和小羊皮纸手稿。直到17世纪，法国哲学家伽桑狄对伊壁鸠鲁的研究才重新复兴了原子论，并引起人们对原子论的关注。19世纪初，道尔顿在《化学哲学的新体系》一书中阐述了化学原子论，他沿用了古希腊时期不可分割的“原子”概念，并认为其是组成化学元素的最小粒子。
19世纪、20世纪之交的物理学革命，使经典物理学的理论基础受到严重冲击，物理学已经臻于完善的思想被打破，对未知世界的探求激发了物理学家对原子内部结构的研究。随着对原子内部结构认识的深入，物理学家在不同时期提出了不同的原子结构模型，其中有几种模型具有代表性。开尔文首次提出了“涡旋原子”的理论，认为原子是以同心圆形态排列的。而麦克斯韦用涡旋理论类比了太阳、地球和月亮的关系，用涡旋模型解释电、磁和光如何能穿越以太的，认为它们类似“涡旋原子”都是由微粒子（corpuscles）组成的。汤姆逊发展了“涡旋原子”理论，认为涡旋环是一个类似螺旋套接的结构，以接头为中心转动，每个螺纹代表了涡旋中心的中心线[4]。他开始思考原子是由亚原子粒子（电子）组成的问题，将一个原子的结构描述成球状，并用“轨道”来表示亚原子粒子的运动路径，他假设原子带正电的部分均匀分布在球形的原子体积内，而负电子则嵌在球体的某些固定位置。
1904年在《论原子结构》论文中，汤姆逊正式提出“葡萄干布丁”原子结构理论。他认为，“元素的原子由封闭在带均匀正电荷的球体及在其中分布的大量带负电粒子所组成”[5]，电子呈多个电子环分布，并提出外环的电子数分布。虽然他并没有确定原子结构的复杂性，但是在他发现电子的五年后，他认为，“一个正电子和一个微粒子形成了类似于太阳系的系统，带有大质量的正电子相当于‘太阳’，而微粒子则如行星一样环绕在正电子周围”[6]。汤姆逊因此被认为是最早将原子结构和太阳系结构作类比的物理学家。日本物理学家长冈半太郞则认为原子结构类似“土星环”，他认为，“粒子系统是由很多质量相同的质点，连接成圆，间隔角度相等，互相间以与距离成平方反比的力相互排斥。在圆中心有一大质量的质点对其他质点以同样定律的力吸引”[7]。长冈半太郎的模型，实际已经提出了原子内有个中心及原子内部存在着相互作用的库仑力、电子绕着中心旋转的想法，因此他的模型对卢瑟福的“核”模型有重要的启示作用。(www.xing528.com)
1911年卢瑟福的助手盖革和马斯登用α粒子轰击金箔的散射实验证实了原子核的存在，而卢瑟福通过对实验结果的分析和计算认为原子核的半径小于10-12 cm、原子的半径为10-8 cm，证实了原子是可分的，并计算出了原子的大小及其内部结构。卢瑟福用实验的方法将原子内部结构向人们展示出来，为深入探索原子内部结构奠定了基础。
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