Влітку 1827 р Броун проводив дослідження пилку рослин. Якось він розглядав під звичайним мікроскопом виділені з клітин пилку північноамериканського рослини Clfrkia pulchella зважені у воді подовжені цитоплазматичні зерна. Несподівано Броун побачив, що дрібні тверді крупинки, які ледь можна було розгледіти в краплі води, безперервно тремтять і пересуваються з місця на місце. Він встановив, що ці рухи «не пов’язані ні з потоками в рідини, ні з її поступовим випаровуванням, а притаманні самим частинкам». Спостереження Броуна підтвердили інші вчені. Найдрібніші частинки вели себе як живі, причому «танець» частинок прискорювався з підвищенням температури і зі зменшенням розміру частинок і сповільнювався при заміні води в’язкою рідиною. Це дивовижне явище ніколи не припинялося, його можна було спостерігати як завгодно довго. Броун спочатку подумав, що в поле зору потрапили живі істоти, тим більше що пилок була недавно знята з рослин, однак так само поводилися частинки навіть з засушеними сто років тому рослинами з гербаріїв.
Тоді Броуну прийшла в голову думка, чи не є це «елементарні молекули живих істот», про які говорив натураліст Жорж Бюффон. Це припущення відпало, коли Броун почав досліджувати явно неживі об’єкти: частинки вугілля, сажі і пилу лондонського повітря, а потім подрібнене скло і безліч різних мінералів. «Активні молекули» виявилися всюди: «У кожному мінералі, – писав Броун, – який мені вдалося подрібнити в пил до такої міри, щоб вона могла протягом якогось часу бути виваженою у воді, я знаходив у великих або менших кількостях ці молекули ». Броун розшукав шматочок природного кварцу, всередині якого була порожнина, заповнена водою. Вода потрапила туди багато мільйонів років тому, але і в такій воді смітинки все продовжували свій «танець». Все уважно і детально вивчивши, Броун чесно розписався в своєму безсиллі пояснити походження хаотичного руху.