Фамилия Протонов — один из тех случаев, когда наука и бытовая история переплетаются самым неожиданным образом. На первый взгляд, корень «протон» отсылает к физике элементарных частиц, но фамилия появилась задолго до того, как Эрнест Резерфорд в 1919 году дал название ядру водорода. Поэтому первая и самая очевидная версия — искусственное происхождение. В советское время, особенно в 1920–1930-е годы, была мода на «идеологические» и «научные» фамилии. Их давали детям в детдомах, меняли взрослые, желая порвать со старым миром, или присваивали выпускникам вузов. Протонов мог появиться именно так — как символ передовой науки, атома и прогресса. Носителей этой фамилии среди физиков-ядерщиков или преподавателей точных дисциплин могло быть непропорционально много.

Однако у фамилии есть и более глубокая, донаучная версия. В русских говорах, особенно в северных и сибирских, слово «протон» или «протоня» могло означать «пройдоха», «ловкач», «проныра». В словаре Владимира Даля зафиксирован глагол «протонять» — проходить сквозь, пробираться. Человек, получивший прозвище Протон, мог быть необычайно шустрым, умеющим выкрутиться из любой передряги или пролезть куда угодно. Такое прозвище имело бы ярко выраженный бытовой, даже ироничный оттенок. Суффикс -ов указывает на стандартную модель русской фамилии: «чей?» — Протонов, то есть сын или потомок Протона. Эта версия объясняет, почему фамилия могла встречаться у крестьян и мещан задолго до эпохи электричества.

Сравнение с однокоренными фамилиями работает в пользу второй версии. Фамилии Пронин, Пронкин, Прончищев образованы от канонического имени Прокопий или от прозвища Проня, но Протонов стоит особняком. Если бы корень был от имени, мы бы чаще встречали формы Протонов в старых писцовых книгах, но их почти нет. Это косвенно подтверждает, что в дореволюционной России фамилия была редкостью и бытовала локально, возможно, в одной-двух губерниях. После революции, на волне энтузиазма, её могли взять и люди с другими фамилиями, сделав «научный» выбор сознательно.

Таким образом, у вас две равноправные линии предков: либо вы потомок крестьянина, прозванного за ловкость Протоном, либо потомок человека, который в начале XX века выбрал себе фамилию как знак причастности к новому миру физики и атома. География поиска — архивы северных областей России и метрические книги начала XX века — может дать точный ответ.