1930年代，两位极具才华的理论物理学家，狄拉克和泡利，分别预言了正电子和电子型反中微子的存在。有趣的是，前者平日沉默寡言，却在学术期刊公开发表了这一预言；后者是个完美主义者，通过公开信的方式就自己的假想粒子假说在小范围内征询同行的意见，三年后又将这一想法成功兜售给意大利的小伙伴——费米，使其在两个月之内就提出著名的贝塔衰变的有效场论。
与原子物理学一同发展壮大的量子场论是将量子力学和狭义相对论这两大基本理论有机地结合在一起的新理论，用以描述运动速度接近或等于光速的微观粒子的动力学行为，其开山鼻祖之一当属英国物理学家保罗·狄拉克。1928年2月，26岁的狄拉克在英国《伦敦皇家学会会刊》上连续发表了两篇题为“电子的量子理论”的论文，宣告量子电动力学这座在海水中潜行的冰山终于露出了神奇的一角，并随后预言了电子的反粒子——正电子的存在。
无独有偶，比狄拉克年长近两岁的奥地利物理学家沃夫冈·泡利则在1930年底以私人信件的方式，预言了电子的小伙伴——电子型反中微子的存在。正电子和电子型反中微子最初都是理论物理学家“想象”出来的反物质粒子，后来却与电子和电子型中微子一起成为第一代基本费米子家族中的核心成员。不仅如此，中微子和反中微子还属于宇宙的“热”暗物质，在早期宇宙的演化过程中扮演了至关重要的角色。
1926年7月，奥地利理论物理学家埃尔温·薛定谔在德语专业期刊《自然科学》上发表了的一篇轰动整个学术界的论文，提出用波动方程来描述微观粒子的运动状态，从而完美地呈现了微观粒子的波粒二象性。但令人略感遗憾的是，这个著名的薛定谔方程只适用于非相对论性的粒子，即运动速度明显小于光速的粒子。为了写出自旋量子数等于1/2的电子的相对论性波动方程，狄拉克在薛定谔之后另辟蹊径，做了三件事。
首先，他要求电子的质量m、动量p和能量E满足阿尔伯特·爱因斯坦的狭义相对论关系式。其次，借助描述电子自旋属性的伽玛矩阵的性质，聪明的狄拉克把上式拆解成（K-m)(K+m)=0的形式。最后一步，狄拉克取K-m=0，将其中的能量和动量分别作量子化，然后把得到的结果当作算符作用在电子的波函数上，就得到了优美简洁、流芳千古的方程。
1931年9月，狄拉克在《伦敦皇家学会会刊》上又发表了一篇题为“电磁场中的量子化奇点”的论文，明确指出上述“负能解”意味着自然界应该存在电子的反粒子——正电子，其质量、寿命、自旋以及电荷的大小等量子数都与电子的完全相同，只有电荷和磁矩的符号相反。1932年，美国物理学家卡尔·安德森利用加有磁场的云室，成功地捕捉到了大气宇宙线中的正电子，证实了狄拉克的理论预言。
1924年，玻尔与他的学生亨德里克·克拉莫斯以及美国物理学家约翰·斯拉特在英国《哲学杂志》上合作发表了一篇题为“辐射的量子理论”的论文，公开提出了一个极具争议的命题：能量和动量在单个微观相互作用过程中不必严格守恒，而只需在统计意义上守恒。这个挑战能量和动量守恒定律的大胆想法虽然很具有煽动性，但与美国物理学家亚瑟·康普顿早在1923年就已经完成的电子与光子的康普顿散射实验结果相矛盾。
随后进一步的实验事实令人信服地表明，能量和动量在具体的微观反应过程中保持严格守恒，这让已经身为学术泰斗的玻尔感到十分尴尬，但他并没有就此心服口服地放弃挑战能量和动量守恒定律的疯狂想法。
1930年12月4日，刚刚离婚的泡利给当时正在德国图宾根参加一个与原子核放射性有关的国际会议的同行们写了一封信，借机将自己的上述想法公布于众。
这封当时令众人一头雾水、后来却名垂青史的公开信的部分内容如下：在考虑氮核和锂核的反常自旋统计及贝塔衰变连续谱问题时，我无意中发现了一个孤注一掷的解决方案，它可以保全自旋统计关系和能量守恒定律。我恳请诸位听送信人更为详细地解释我的想法。我的想法就是，在原子核内部可能存在一种自旋等于1/2的电中性粒子，我称其为“中子”。该粒子满足不相容原理；并且与光量子不同的是，它不以光速运动。
“中子”的质量应该与电子的质量处在同一数量级，而且无论如何也不大于质子质量的百分之一。如果在贝塔衰变的过程中“中子”与电子同时产生且“中子”与电子的能量之和是一个常数，那么贝塔衰变的连续谱问题就迎刃而解了。