当尼尔斯·玻尔还是高中生时，他接受的教育一定告诉他，希腊人发明了自然哲学，艾萨克·牛顿描述物体如何对重力做出反应的公式，代表着人类在理解世界运行方式这个目标上又跨出了一大步，因为它们使科学家具备了对降落和沿轨道运动的物体进行精确量化预测的能力。
在出生前不久，玻尔接受的教育也将告诉他，麦克斯韦在牛顿的著作中加入了一种新理论用以描述物体如何产生电力和磁力并对它们做出反应——因而推动牛顿式世界观发展到了我们今天所知的它的顶峰。
玻尔成长时期的物理学家似乎有一种囊括当时已知的所有自然互动的作用力和运动理论。随着新世纪的到来，玻尔进入哥本哈根大学开始他的大学生涯，他不知道的是，在这些有史以来最为伟大的成功出现超过200年之后，牛顿式世界观即将坍塌。
正如我们看到的那样，尽管麦克斯韦的新理论最初只是让牛顿运动定律的适用范围有可能扩及一组全新的现象，但后来它显示像黑体辐射和光电效应这样的现象违背了牛顿（经典）物理学的预测，于是对牛顿的挑战就这么出现了。但爱因斯坦和普朗克的理论进步之所以能够实现，只是因为技术创新赋予了实验家探索涉及原子的物理过程的能力。
正是事情的这种转变启发了玻尔，因为他对于实验研究有着深刻的体会——以及相当出众的天分。
对于任何对实验物理学有兴趣的人来说，玻尔发表论文之前的那些年都是让人兴奋的。比如，人们发明出一种具有嵌入式电子源的真空玻璃管——它是老式电视机的屏幕“阴极射线管”的前身，在这些年里出现的诸如此类的技术进步产生了一系列重要的突破。比如：威廉·伦琴发现了X射线（1895年）；汤姆孙发现了电子（1897年）；新西兰出生的物理学家欧内斯特·卢瑟福（1871—1937）了解到像铀和钍这样的化学元素会释放出神秘的射气（1899–1903）。卢瑟福把这些神秘射线分成了三类——阿尔法、贝塔和伽马射线。据他推测，这些射气是一种元素的原子在自然衰变成另一种原子时产生的碎片。
汤姆孙和卢瑟福的发现尤其具有启示性，因为它们涉及原子及其构成部分，而这些被证明是无法使用牛顿定律，甚至它的概念性框架进行描述的。因此，人们最终意识到他们的观察需要一个全新的探索物理学的途径。
但如果说当时的理论和实验发展是如此耀眼的话，物理学界对其中大多数理论和实验的最初反应却是冷静一下，假装什么也没发生。因此，不但普朗克的量子和爱因斯坦的光子无人问津，这些革命性的实验也同样如此。
在1905年之前，那些认为原子是形而上学式的胡说八道的人对待关于电子（一种假定的原子成分）的言论的态度就跟一个无神论者对待一场关于上帝到底是男是女的辩论的态度一样严肃。更让人惊讶的事实是，那些相信原子的人也不喜欢电子——因为电子是原子假定的“部分”，而原子又被假定是“不可分割的”。汤姆孙的电子看起来是如此古怪，以至于一位著名的物理学家告诉他，在听到他的声明后，这位物理学家认为汤姆孙是在“跟他们开玩笑”。 同样，卢瑟福认为一种元素的原子会衰变成另一种原子，他的这种观点遭人轻视，就仿佛只有留着长须、披着炼金术士长袍的人才会提出这种观点。
1941年，科学家将学会如何把水银转化成黄金——这简直就是炼金术士的梦想啊——通过在核反应堆中利用中子冲击水银。但在1903年，卢瑟福的同事并没有勇敢到可以接受他关于元素衰变的大胆声明。（讽刺的是，他们却大胆到可以把玩卢瑟福给他们的亮闪闪的放射性小玩意儿，因而在那个他们认为并不会发生的过程中受到了射线的辐射。） 欧内斯特·卢瑟福 对很多人来说，理论物理学家和实验物理学家撰写的大量奇怪的论文看起来一定很像今天的社会心理学作品，在这些作品中研究者经常会宣称他们有了疯狂的发现，例如“爱吃葡萄的人出车祸的次数更多”。实际上，尽管物理学家的结论听上去很古怪，但它们是正确的。不断积累的实验证据，再加上爱因斯坦的理论论据，最终迫使物理学家开始认可原子及其构成部分。
由于发现了电子，汤姆孙在1906年被授予诺贝尔物理学奖，而卢瑟福则在1908年获得诺贝尔奖——但却是化学奖——获奖原因是他相当于穿长袍的炼金术士在研究某样东西时的发现。
这就是尼尔斯·玻尔在1909年踏入物理学研究领域时的场景。他只比爱因斯坦小5岁，但这种代沟却大到足以使他成为一个新生代，这个新生代进入的领域最终接受了原子和电子——尽管依然还没有接受光子。
为了完成博士论文，玻尔选择了分析和批评汤姆孙的理论。论文完成时，他申请到一笔可以使他去剑桥大学工作的研究经费，这样他就可以试探这位伟大人物的反应。观点间的辩论是科学的一个关键特征，因此对于玻尔来说，带着他的批评去接近汤姆孙并不太像一名艺术系学生对毕加索说他的脸有太多角度——但这也很接近。汤姆孙实际上并没有多渴望去接见一个自负的批评家。玻尔将逗留几乎整整一年的时间，但汤姆孙将不会和他讨论他的论文——甚至不会阅读它。
对玻尔来说汤姆孙的忽视将被证明是因祸得福，因为当他没能完成吸引汤姆孙的计划，还在剑桥大学饱受煎熬之际，他见到了来访的卢瑟福。卢瑟福年轻时曾在汤姆孙手下工作过，但此时的他已经是世界顶尖的实验物理学家和曼彻斯特大学一所专门研究辐射的中心的主任。和汤姆孙不同，卢瑟福很欣赏玻尔的观点，并邀请玻尔去他的实验室工作。
卢瑟福和玻尔是一对奇怪的搭档。卢瑟福是一个身材高大、精力充沛、身形魁梧的人，有着坚毅的面孔和惊雷般的嗓音，有时候甚至会影响到敏感的实验器材。玻尔则温文尔雅，容貌和举止都更为柔和，他经常低着头，说起话来轻声细语，并带有轻微的语言障碍。卢瑟福带着浓重的新西兰口音，玻尔则讲着一口蹩脚的丹麦英语。当卢瑟福在谈话过程中被驳斥时，他会饶有兴致地聆听，但直到谈话结束时也不会做出任何回应。玻尔则是为辩论而生的，他很难创造性地思考问题，除非房间里有另一个人可以和他进行针锋相对的辩论。 对玻尔来说，和卢瑟福成为搭档是一个幸运的机遇，因为尽管玻尔在去曼彻斯特的路上脑子里想的是他或许可以对原子展开实验，但当他到达后，他却对卢瑟福正在研究的一种原子理论模型非常着迷，这个模型是卢瑟福根据自己的实验研究设计的。玻尔正是通过“卢瑟福原子”的理论研究工作使沉睡的量子观点苏醒，并完成了爱因斯坦未竟的关于光子的工作：他将使量子概念留在科学的版图上。
