19世纪的重要自然发现，包括达尔文生物进化论（1859）、能量守恒和转化定律，以及统一的电磁场理论，分别揭示了生命现象和物理现象的内在统一性，使人类对自然的认识和控制达到一个新的高峰。同时，就动力和生产工具而言，继蒸汽时代之后，人类又迎来了一个电力时代。正当人们惊叹于经典物理学的伟大成就，认为它已经穷尽万物之理，即将大功告成之际，科学进步的巨轮却已行进到又一个峰回路转的时刻：随之而来的x射线、天然放射性和电子的发现，打破了原子不可分的藩篱，将人类对自然的认识迅速推进到原子层次。科学家开始叩击原子的坚壳。原子大门的打开，足以使人类拥有无可置疑的力量迎接21世纪的挑战。
向原子内部进军