替了炼金术士的元素理论。道尔顿在炼金术原子论（Corpuscularianism）的基础上进一步发展了现代原子理论，并用该理论来解释各种各样的化学反应。1901年，索迪和卢瑟福发现放射性的钍可以自发转变为镭。索迪后来回忆说，他当时喊道：“卢瑟福，这是嬗变！”卢瑟福回答：“索迪，看在上帝的份上，别叫它嬗变。他们会把我们当作炼金术士砍头的！”卢瑟福和索迪观察到的正是钍的α衰变过程，属于天然核嬗变。1919年，卢瑟福用放射性元素衰变产生的α粒子轰击氮气，首次通过人工核嬗变制得氧-17：N + →O +