En prenant comme exemple l'histoire de l'hypothèse atomique, les auteurs veulent montrer dans ce livre comment se règlent les controverses scientifiques et comment s'établit une vérité scientifique admise par tous.
Ils s'opposent au relativisme de certains milieux non scientifiques, selon lesquels la science ne serait qu'une « narration du monde » parmi d'autres, propre à une société et une époque données, une construction sociale dont les prétentions à l'objectivité seraient abusives et où - comme ailleurs - le consensus ne serait que le résultat de rapports de force.
Pour démontrer l'inanité de cette conception, les auteurs ont choisi de relater l'histoire de l'atomisme, 25 siècles de controverses, de théories et d'expériences, d'une façon qui permet au lecteur de se mettre à la place des uns et des autres.
Le récit court ainsi des premiers atomistes dans l'Antiquité grecque jusqu'à la preuve définitive de l'existence des atomes par Einstein et Jean Perrin, au début du XXe siècle.
Le détail de cette histoire montre bien que ce qui convainc l'ensemble des scientifiques de se rallier à une théorie, ce n'est jamais un fait isolé, mais bien plutôt la façon dont le fait nouveau s'insère dans le réseau très serré, très imbriqué, de tous les faits scientifiques déjà connus, et dont il explique en même temps qu'il les relie des phénomènes jusque là sans relation.
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