이 책은 존 돌턴의 원자설부터 닐스 보어의 원자모형을 거쳐서 양자 스핀에 이르기까지, 원자들의 진화 모습을 처음 논문들에 근거해서 깊숙이 파헤친다. 과학이 우리 삶에서 오랫동안 밀착되어 어우러져 온 과정을, 맨눈에 보이지 않는 원자들을 대상으로 이야기한다. 분광 기술, 반도체, 레이저, 자기공명 영상, 양자 통신, 양자 컴퓨터, 등의 원자 시대에 들어서며, 우리는 자연에서 매우 작은 물체를 이해하고 미시 세계에 가까이 접근하는 새로운 생각의 틀을 이제는 갖추기 시작한다.

01 원자를 찾아서
1.1 물질을 보다
1.2 원자론의 시작
1.3 돌턴의 원자 가설

02 음극선을 보다
2.1 전기를 알다
2.2 전기 방전 실험
2.3 진공관 실험
2.4 음극선을 보다

03 원자를 열다
3.1 경쟁의 시작
3.2 맨체스터와 캐번디시
3.3 미지의 광선 발견
3.4 음극선 측정
3.5 톰슨 실험
3.6 자두 푸딩 모형

04 원자 안을 보다
4.1 베크렐선 연구
4.2 몬트리올에서 방사능 실험
4.3 맨체스터에서 알파 입자의 관측
4.4. 알파 입자와 원자의 충돌: 러더포드 산란 실험
4.5 원자핵 발견

05 원자를 구성하다
5.1 원자모형의 시작
5.2 톰슨의 원자모형
5.3 보어의 시작
5.4 플랑크 양자 가설
5.5 보어의 원자모형
5.6 원자와 분자의 구성
5.7 양자 물리학의 시작