进入18 世纪后半期，化学领域斩获了关于质量的重大发现。法国化学家拉瓦锡发现，化学反应前后物质整体的质量不变。参与反应的物质即使各自的质量发生变化，但它们整体的质量总和也保持不变。这就是“质量守恒定律”。 这一发现从定量分析的层面验证了原子论。原子论认为将物质分解后，最终将得到不可再分割的原子。现在我们已经知道原子其实也不是最小单位的粒子，它的内部存在原子核和电子的结构，原子核是由质子和中子构成的，质子和中子又是由夸克组成的。但是，18 世纪后半期还没有确切的证据证明是否真的存在原子。 如果所有物质都是由原子构成的，那么物质的质量应该为“原子的质量× 原子的数量”。但是由于氢、碳、氧等原子的质量会因种类不同而存在差异，因此将各个种类元素的“原子的质量× 原子的数量”加起来才是物质的正确质量。所以，如果化学反应中发生原子重组，而原子数量保持不变，就可以推导出拉瓦锡的质量守恒定律。 如果原子是物质的最小单位，那么原子的重量就应该是质量的单位。每个原子的质量都是固定的，所以物质的质量取决于其包含的原子数量。从这个角度来看，我们是可以把原子论作为一个科学问题进行探究的。 然而，故事并未就此结束。19 世纪中叶，俄国化学家德米特里•门捷列夫制作了元素周期表，发现了60 种质量各不相同的原子。元素周期表表明，性质相似的原子会成周期性地出现。因此，也可以通过元素周期表来预言一些尚未发现的原子。事实上，门捷列夫预言了很多原子的存在，而且这些原子后来也都陆续被发现了。 鉴于原子的种类如此之多，我们很难认为原子真的是组成物质的基本单位。例如，圆形、三角形和四边形等简单形状的积木倒塌后会分成五种左右的积木块，我们可能会认为这些是最基本的形状，已经不能再继续分割了。但是，组成复杂形状的积木有几十种，它们是由多个更为基本的形状的积木组成的。原子也是一样，既然发现了好几十种原子，那么可以理解它们还存在内部构造。因此，我们会很自然地质疑原子是否是由更加微小的基本单位构成的。