从19世纪末叶开始，科学以前所未有的速度迅猛地向前发展着，从前许多定性的东西，这时正经历着严峻的考验，众所周知的原子论就是如此。
剑桥大学著名的物理学家J。J。汤姆森起初证实了一细束阴极射线能在电场和磁场中弯曲。这束射线是由当时人们所不知道的某种微粒组成，汤姆森如此断言。不久，他又证实，这是质量约为氢原子质量的千分之一的微粒。
汤姆森的发现，令世人大吃一惊，这时人们第一次知道，原先被看作“小硬球”的原子竟然包含着一些更小的微粒。汤姆森把这些小微粒命名为“微粒”。
不久，J。J。汤姆森认识到，原子在正常状态下看来好像是由某种正电体和带负电的“微粒”组成的。1891年爱尔兰科学家斯托尼曾经把离子带的电荷称为“电子”，后来英国人拉摩和荷兰人洛伦兹建议把“微粒”改称为“电子”。于是，人类对原子的认识大大前进了一步。
玻尔很早就仰慕汤姆森的大名，经常研究他的著作，同时他也阅读洛伦兹等人关于电子论方面的著作，对电子这个“新生儿”产生了浓厚的兴趣，他的硕士论文就是研究金属电子的作用，在他的博士论文里再度深化这一问题。
玻尔的博士论文主要研究了电流在金属里顺利通过，为什么察觉不出有什么化学物质在转变这类比较盛行的题目。细心的玻尔很快就发现，一些名家提供的理论和实验在许多基本点上是牵强的，计算数据也不够严格。玻尔兴奋地说：“看来，应对金属的电子理论做出更普遍的假设，这是很有意思的。”
玻尔开始创立他的电子运动理论了。他考虑了能影响电子运动的诸多因素，并发现金属原子的稳定性是无法用现有的理论来解释的。于是他提出了一系列的假设和看法。
1911年初，在博士论文答辩会上，玻尔受到高度赞誉。哥本哈根的一家报纸这样写道：
科学新星尼尔斯·玻尔只用了一个半小时，就以博士的身份离开了大学。希加德教授第一个发表评论，只从论文的语言方面批评了一下，其余都是赞誉了。克利思蒂昂也是如此，他只是对这篇论文未能以外文写成而表示遗憾，并且说：“玻尔所写的东西，所提出的问题，都是太新颖，太不寻常了，以至于没有人能够对他提出问题。”
获得博士学位的玻尔，又展鸿鹄之志。他很了解英、德两国科学发展的状况，他的父亲便留学过英国，也建议他到剑桥，他便毫不犹豫地决定到剑桥大学去，跟电子的发现者汤姆森学习。科学的未来在那里，尼尔斯·玻尔的未来也应在那里。
玻尔和亲朋好友进行了一段短暂的休假后，就踏上了南下的旅途。
当玻尔一见到“剑桥”这两个字时，心中有说不出的激动。剑桥，闪耀着知识的光芒，剑桥，诞生天才的摇篮，汤姆森、达尔文和牛顿都和剑桥的名字连在一起。现在，尼尔斯·玻尔也来到了他梦中的剑桥！他高兴得在心中一遍又一遍地重复着斯宾塞的诗句：
剑桥，我的母亲！
在她那顶冠冕上，
缀着多少睿智，多少冥思……
一到宿舍，玻尔还没来得及打开行李，就直奔卡文迪许实验室，拜见他仰慕已久的汤姆森先生。
汤姆森那时有55岁了，是继麦克斯韦、瑞利之后，成为卡文迪许实验室的第三任主任。在这所闻名世界的实验室里，他已辛勤耕耘27个春秋了。
汤姆森面容瘦削，棱角分明，加上一撮硬刺刺的仁丹胡须和那种比平常人要长一些的发型，总给人一种与众不同的傲气。
初见汤姆森，玻尔诚惶诚恐，本来就不流畅的英语这么一紧张就更加语无伦次了。还是汤姆森教授主动伸出手来表示欢迎，一阵寒暄过后，解除了这个丹麦年轻人的心理负担。
玻尔和汤姆森的谈话很快进入正题。他呈给教授两份论文，一份是自己的学位论文，一份是汤姆森的论文，为了节省时间，他简要地阐述了自己的观点，又诚恳地指出了他在汤姆森论文中发现的几处错误。就像对待自己的老师一样，玻尔对待汤姆森也是一副天真率直的劲头。
玻尔最后向教授谈了自己的想法，那就是希望他的论文能在英国发表，他想在英国有更大的作为，真诚地希望能得到教授的指点和帮助。汤姆森听后，并没有明确的表示，他只是收下了玻尔的论文。
告别汤姆森，玻尔的心情始终不能平静，他既有感于汤姆森的和蔼可亲，又不知道教授对他的观点会持什么态度，在急切的期待中，玻尔度日如年。
玻尔的期待一天天落空，他无法静下心来，他决定再去拜会汤姆森一次。汤姆森对玻尔的热情一如既往，在谈话中，他还提到了玻尔的父亲，并邀请这位年轻人共进晚餐。至于论文一事，汤姆森表示还没抽出时间来读呢。
二顾“茅庐”，玻尔的精神再次感到振奋。他写信给玛格丽特说：“汤姆森教授真是太仁厚了，他让我不能不相信他认为我的东西有些道理。”
“我正在盼望听到汤姆森的意见。他是位伟大的人物，我希望他不至于生我那些蠢话的气。”
三个月的时间转眼即逝，玻尔的论文如石沉大海，他强迫自己三顾“茅庐”。当他怀着忐忑不安的心情走进汤姆森的实验室时，一眼就发现自己的论文被压在一叠厚厚文稿的最底下。玻尔的希望急剧凝固。
这次汤姆森表示了歉意，并说很快就读，并谈到如有可能的话，把它推荐给剑桥哲学学会。
不久，玻尔果真收到一封建议书，剑桥哲学学会寄来的，由于汤姆森的推荐，同意发表玻尔的论文，但建议将之压缩一半。
玻尔认为他的论点不可能在一半的篇幅里表达出来，因而深感不快地表示拒绝。以后再也没有发表。几年后，其他科学家重复了玻尔所做的大部分工作，但他们不知道玻尔早已涉足这个课题了。
圣诞节到了，纷纷扬扬的大雪把剑桥打扮得银装素裹。玻尔感到阵阵寒意，一种从未有过的孤独感袭上心头，他独自一人站在宿舍的窗前，极力辨识着来时的路，思绪也随着雪花漫天飞舞……
