萬物是怎樣構成的？
這是一個古老的話題。畢達哥拉斯學派認為萬物皆為數；西方第一個哲學家泰勒斯認為萬物在水；赫拉克利特認為“萬物由火構成”。
直到最後，德謨克利特提出了“原子說”。
19世紀末，從研究陽極射線起導致了X射線和放射性的發現。
那麼，陽極射線本身的組成和性質是什麼呢？其說法不一。有些科學家發現陰極射線能穿透某些金屬，在磁鐵的作用下發生偏轉。
1879年，英國物理學家克魯克斯發現陰極射線是由帶負電的粒子組成的。他認為這種粒子是氣體分子在陰極上得到電荷所形成的陰離子，同性相斥導致它從陰極射向陽極。他在《論輻射的性質》一文中提出了陰極射線是陰離子流的假說。但是，此假說與事實有矛盾。矛盾推動人們沿著另外的思路去思考問題。
陰極射線性到底是什麼？這個問題也是德國物理學界的老問題。很多德國物理學家認為陰極射線是一種以太波，而英國人常認為是粒子流。
約翰·湯姆遜1856年出生在英國曼徹斯特郊區。他的父親從事出版業和書籍的買賣。湯姆遜小時候起就十分愛好自然科學，到20歲那年，他考入三一學院。
1884年，湯姆遜成為卡文迪許實驗室第三任主任。
1897湯姆遜開始研究陰極射線。他采用的方法主要是由陰極射線在電場和磁場中發生偏轉出發。另外他也采用了靜電偏轉的方法。
這樣，湯姆遜用實驗證明了陰極射線在電場和磁場作用下都可以發生偏轉，而這些射線偏轉方式和帶負電的粒子相同，這就說明陰極射線是帶負電的電子流。
湯姆遜指出：陰極射線粒子是一種質量大約是氫原子質量1／2000的帶負電的粒子，它的帶電量是基本的電荷單位，它就是電子。
湯姆遜采用的“電子”概念，這個詞最早是由英國物理學家斯通尼提出來的。後來，電子成了電的基本單位。
1911年美國實驗物理學家密立根精確地測得電子的電荷和質量分別為一個具體數值，這從實驗上支持了電子的存在。
自古代德謨克利特的原子說以來，人們一直受原子不可再分的觀念影響。電子的發現是科學的又一次革命性事件。
物理學由宏觀進入了微觀，物質在人們麵前展示出了微觀結構。
X射線與放射性以及電子的發現，開始動搖經典物理學的觀念，打破了傳統，使得一些受機械論影響的物理學家在新的發現麵前深感物理學的危機，揭開了量子理論和相對論的現代物理學序幕。