我坚持奋战五十余年，致力于科学的发展。用一个词可以道出我最艰辛的工作特点，这个词就是“失败”。
——汤姆生
我是约瑟夫·约翰·汤姆生，1856年12月18日我出生在英国曼彻斯特郊区。我父亲是苏格兰人，他专门印制大学课本。由于父亲的原因，我有机会和一些学者接触。14岁的时候我进入曼彻斯特欧文学院。在大学学习期间，我受到了司徒华教授的精心指导，学业提高很快。1876年我到剑桥大学三一学院继续深造。毕业后，我进入卡文迪许实验室，进行电磁场理论的实验研究工作。
1884年，我27岁时当选为皇家学会会员。同年，我的老师瑞利辞职，他推荐我任卡文迪许实验室的主任。
关于阴极射线的研究在当时，有两种学说：一种是微粒说，认为阴极射线是带负电的“分子流”，代表这种学说的有克鲁克斯、佩兰等人；另一种是波动说，认为阴极射线是一种电磁波，代表这种学说的有哥德斯坦、赫兹等人。与此同时，我利用旋转镜法测量了阴极射线的速度，否定了阴极射线是电磁波。我又通过阴极射线在电场和磁场中的偏转，得出了阴极射线是带负电的粒子流的结论。此外，我进一步测定了这种粒子的比荷，和当时已知的电解中生成的氢离子的荷质比相比较，假定阴极射线的电荷与氢离子的电荷相等而符号相反，从而得出阴极射线粒子的质量约为氢原子的千分之一。我还给放电管中充入各种气体进行试验，发现其荷质比跟管中气体的种类无关。并且又用铅和铁分别作电极，其结果也变。由此我得出结论，这种粒子必定是所有物质的共同组成成分。
我把这种粒子叫做“电子”。从此使人类认识了第一个基本粒子。
1906年，由于我在气体导电方面的理论和实验研究而荣获诺贝尔物理学奖。
汤姆生（1856—1940年）1856年生于英国曼彻斯特近郊，他父亲是书商和出版家。汤姆生原来打算成为一名工程师。14岁汤姆生进曼彻斯特的欧文斯学院（后改为曼彻斯特大学）攻读工程专业。父亲去世后，家里经济困难，无法替他交纳工程实习所需的一笔保险费，就改学本来就很喜爱的物理和数学。他在欧文斯学院受到了良好的训练，因为这里很早就开设实验课。毕业后，他得到了靠奖学金到剑桥大学三一学院继续深造的机会。指导他在电磁理论方面进行系统研究的老师，是著名物理学家瑞利。瑞利很注重动手能力，一开始就让他进行实验室的实际工作。所以很早时他就发表过关于静电单位和电磁单位比值的论文。
在物理学经典理论方面汤姆生有很深造诣，尤其在热学和电磁学方面。麦克斯韦的名著《电磁学通论》（第三版）就是经他整理出版的。汤姆生自己虽然并不是很擅长实验技术，但他很熟悉实验中的实际工作，善于设计，思维活跃，在选择研究课题、组织和指导实验室成员开展工作等方面，都能很好地发挥导师的作用。他在同事们和学生们的协助下，自己也完成了很多精彩的实验。在连续担任卡文迪许实验室主任的35年中，他把卡文迪许实验室建设成了世界第一流的物理学研究基地。
1895年起，在汤姆生主持下，卡文迪许实验室开始从世界各国招收研究生，形成了一个以他为核心的研究集体。经他培养的研究人员中有七人获得诺贝尔奖。他从事的研究对物理学的发展有重要影响。例如：研究阴极射线导致了电子的发现，研究正（离子）射线，导致了质谱仪的发明和同位素的研究；研究原子模型，为卢瑟福发现原子核和玻尔发展原子理论开辟了道路。汤姆生还根据自己和他人的实验（包括勒纳德的铝窗实验）判定，阴极射线的微粒（即电子）要比普通分子原子小得多，是原子的组成部分。
下面，本书就将以世界著名物理学家和他们的巨大贡献为主线，向您讲述粒子物理学的起源与发展。