1939년 이후 인류가 원자를 다루며 이룩한 일들만큼 환상적이거나 믿기 어려운 것은 없었다. 앞으로 무엇이 기다리고 있을지는 가늠조차 어렵다. 고갈되지 않는 에너지, 새로운 세계들 그리고 물리적 우주에 대한 끊임없이 확장되는 지식이 그 앞에 놓여 있을지도 모른다. --- p.7

이른바 ‘원자설’은 1808년에 이르러서야 확고한 토대를 갖추게 되었다. 그해 영국의 화학자 존 돌턴은 원자에 대해 자세히 논의한 책을 출간했다. 그는 모든 원소가 각기 고유한 종류의 원자로 이루어져 있다고 주장했다. 한 원소의 원자는 다른 모든 원소의 원자와 다르며, 여러 원자들 사이의 가장 큰 차이는 질량, 즉 무게에 있다고 보았다. --- p.12

에너지는 형태를 바꾸어 여러 번 전환될 수 있지만, 그 총량은 변하지 않는다. 에너지는 새로이 창조되거나 소멸되지 않는다. 이것이 바로 ‘에너지 보존 법칙’이다. --- p.51

1900년경부터 물리학자들은 원자 안에 상상초자 하지 못했던 막대한 에너지 저장소가 존재한다는 사실을 서서히 깨닫기 시작했다. 원자 속의 에너지는 화학적 에너지의 수백만 배에 달했으며, 처음에는 그 엄청난 규모를 믿기 어려웠다. --- p.71

질량-에너지 등가 관계는 왜 원자 속에 그렇게도 방대한 에너지가 저장되어 있는지를 완벽히 설명해 주었다. 사실 놀라운 것은, 방사성 붕괴가 그 잠재된 에너지에 비해 너무나 적은 양의 에너지만을 방출한다는 점이었다. 한 개의 우라늄 원자가 여러 단계를 거쳐 납 원자로 붕괴할 때 방출하는 에너지는, 같은 원자가 어떤 격렬한 화학 반응에 참여하더라도 나올 수 있는 에너지보다 백만 배나 컸다. 그러나 그렇게 엄청난 방출 에너지조차도, 우라늄 원자의 질량이 지닌 전체 에너지의 약 0.5%에 불과했다.
러더퍼드가 원자의 핵 구조 이론을 세운 뒤, 질량-에너지 등가 관계에 따르면 방사능 에너지의 근원은 거의 모든 질량이 집중되어 있는 원자핵 내부일 가능성이 높다는 사실이 분명해졌다. 따라서 물리학자들의 관심은 자연스럽게 원자핵으로 향하게 되었다. --- p.77~78

중성자가 발견되자마자, 물리학자들은 또 하나의 특별한 성질을 지닌 충돌 입자를 얻게 된 것처럼 보였다. 중성자는 전하를 전혀 띠지 않기 때문에, 원자의 바깥쪽에 있는 전자나 중심의 원자핵으로부터 어떤 반발도 받지 않았다. 즉, 전자기적 인력이나 반발력의 영향을 전혀 받지 않고 직선 경로를 따라 움직일 수 있었다. 만약 그 경로가 원자핵을 향하고 있다면, 그 핵이 아무리 강한 전하를 가지고 있더라도 중성자는 그대로 충돌할 수 있었다. 그리고 그 결과로, 양성자였다면 결코 일으킬 수 없었을 핵반응이 종종 유도되었다.
물론 처음에는 중성자가 전하를 띠지 않는다는 점이 오히려 단점처럼 보였다. 전하가 없으니, 전자기적 상호작용을 이용해 입자를 가속시키는 장치들로는 중성자를 직접 가속할 수 없었던 것이다. 이 문제를 우회할 방법이 하나 있었고, 그 해결책은 1935년 미국의 물리학자 J. 로버트 오펜하이머(J. Robert Oppenheimer,1904~1967)와 그의 제자 멜바 필립스가 제시했다.