人類對(duì)組成物質(zhì)的更小結(jié)構(gòu)的探索可以追溯到古希臘人德謨克利特的“原子論”，德謨克利特認(rèn)為物質(zhì)都是由不可分割的“原子”組成的，而原子本身則是毫無(wú)空隙的實(shí)心微粒。

然而在當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件下古希臘人根本沒(méi)有能力證明原子的存在以及原子論的正確性。1803年英國(guó)科學(xué)家道爾頓也認(rèn)為原子是不可再分的實(shí)心球體，并且它在化學(xué)反應(yīng)中同樣不可分割。由于對(duì)近代化學(xué)起到了引領(lǐng)作用，道爾頓因此被后人稱為近代化學(xué)之父。

道爾頓之后的1897年，英國(guó)物理學(xué)家湯姆生在研究陰極射線時(shí)發(fā)現(xiàn)每個(gè)原子內(nèi)部都有一個(gè)帶正電的原子核和若干個(gè)電子，這一發(fā)現(xiàn)預(yù)示著道爾頓模型的破產(chǎn)，因?yàn)榈罓栴D模型里并沒(méi)有電子的位置。

1904年湯姆生在發(fā)現(xiàn)電子的基礎(chǔ)上結(jié)合以往的實(shí)心原子模型，提出了原子葡萄干蛋糕模型，認(rèn)為電子是平均分配在原子核上的，就像葡萄干布滿蛋糕一樣，不過(guò)湯姆生也認(rèn)為原子是不存在空隙的實(shí)心物質(zhì)。

為了驗(yàn)證葡萄干蛋糕模型的正確性，湯姆生的學(xué)生盧瑟福在1909年進(jìn)行了α粒子散射實(shí)驗(yàn)，用α射線去射擊厚度僅幾個(gè)原子的金箔，令人意外的是絕大部分α粒子都筆直穿過(guò)了金箔，少數(shù)被反彈的α粒子偏轉(zhuǎn)角也比湯姆生葡萄干蛋糕模型中預(yù)測(cè)的偏轉(zhuǎn)角要大的多，種種跡象都表面了湯姆生葡萄干蛋糕模型是錯(cuò)誤的。

盧瑟福在1911年根據(jù)此前的實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出了自己的原子行星模型，該模型認(rèn)為原子內(nèi)部絕大部分都是空的，且質(zhì)量絕大部分都集中在中心微小的原子核中，電子則像地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)一樣沿著固定的軌道繞原子核公轉(zhuǎn)。

可以說(shuō)盧瑟福的原子行星模型第一次確定了原子并非實(shí)心物質(zhì)，是人類了解微觀世界的一大進(jìn)步，但可惜的是盧瑟福的行星模型也是錯(cuò)的，因?yàn)楹送怆娮痈緵](méi)有運(yùn)行軌道。

1913年，盧瑟福的學(xué)生玻爾將量子力學(xué)引入了導(dǎo)師盧瑟福的原子行星模型之中，旨在解決為什么經(jīng)典電磁理論下的行星模型中核外電子損失能量卻不坍縮到原子核中的問(wèn)題。

按照玻爾的觀點(diǎn)，新的原子模型呈現(xiàn)能級(jí)結(jié)構(gòu)，是由一個(gè)占據(jù)絕大部分質(zhì)量的原子核以及會(huì)能級(jí)躍遷的電子組成的，這一模型完美的解決了氫原子和類氫原子的光譜問(wèn)題，但該理論卻無(wú)法應(yīng)用在其他原子上，因?yàn)椴柌](méi)有將電子完全當(dāng)成量子來(lái)考慮，因此他這個(gè)模型其實(shí)是一個(gè)經(jīng)典物理和量子力學(xué)的混合模型。

1926年量子力學(xué)先驅(qū)薛定諤以德布羅伊關(guān)系式為基礎(chǔ)從完全量子化的角度提出了薛定諤方程，進(jìn)而產(chǎn)生了現(xiàn)帶電子云模型，在該模型中核外電子并沒(méi)有固定運(yùn)行軌道而是以電子云形式存在的，并且按照不確定性原理我們永遠(yuǎn)無(wú)法獲得電子的精確位置。

不論是盧瑟福行星模型還是后來(lái)的玻爾模型以及原子的電子云模型，它們都承認(rèn)原子內(nèi)部絕大部分都是空的，但原子核并不是真正完全實(shí)心的物質(zhì)，因?yàn)樗€能分成中子質(zhì)子，而中子質(zhì)子又能分成不同的夸克，但夸克也是能被引力壓塌成為黑洞的，所以目前為止我們并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)無(wú)法被壓縮或分解的絕對(duì)實(shí)心物質(zhì)。