С самого начала было очевидно, что если принять резерфордовскую модель атома, характерная устойчивость атомных систем никакими способами не может быть согласована с классическими принципами механики и электродинамики. Действительно, согласно механике Ньютона никакая статическая система точечных зарядов не может находиться в устойчивом равновесии, а любое движение электронов вокруг ядра — согласно электродинамике Максвелла — связано с диссипацией энергии через излучение; диссипация энергии в свою очередь ведёт к постоянному уменьшению размеров системы; в конце концов это приводит к тесному сближению ядра и электронов внутри области, размеры которой значительно меньше, чем размеры самого атома.
Однако такая ситуация не была слишком неожиданной. Существенная ограниченность классических теорий физики была уже в 1900 г. обнаружена Планком, когда им был открыт универсальный квант действия; это открытие, в особенности в работах Эйнштейна, нашло весьма перспективные приложения в теории теплоемкостей и фотохимических реакций. Поэтому совершенно независимо от новых экспериментальных данных, касающихся строения атома, существовало широко распространённое убеждение в том, что квантовые представления могут иметь решающее значение для всей проблемы атомного строения вещества.
Как я узнал позже, А. Гааз пытался на основе атомной модели Томсона определить пределы и периоды движения электронов с помощью соотношения Планка между энергией и частотой гармонического осциллятора. Далее, Дж. Никольсон в 1912 г. использовал квантованный момент импульса с целью найти причину появления некоторых линий звёздных туманностей и солнечной короны. Кроме того, заслуживает упоминания, что, следуя высказанным значительно ранее идеям Нернста относительно квантования вращения молекул, Н. Бьеррум уже в 1912 г. предсказал полосатую структуру инфракрасных линий поглощения в двухатомных газах. Тем самым был сделан первый шаг к детальному анализу молекулярных спектров, в конечном счёте завершённому на основе общего спектрального комбинационного закона, установленного квантовой теорией.
В самом начале моего пребывания в Манчестере весной 1912 г. я пришёл к убеждению, что электронное строение атома Резерфорда определяется с помощью кванта действия. В пользу этого взгляда говорило не только то, что соотношения Планка представлялись примерно правильными в применении к относительно слабо связанным электронам, определяющим химические и оптические свойства элементов, но особенно и то, что действие подобных соотношений может быть обнаружено у наиболее сильно связанных электронов в атоме; это было обнаружено на примере характеристического проникающего излучения, исследованного Баркла. Например, измерения энергии, необходимой, чтобы вызвать излучение, наблюдавшееся Баркла с помощью электронной бомбардировки у различных элементов (эти измерения были выполнены Уиддингтоном, когда я находился в Кембридже), обнаружили очень простые закономерности; эти закономерности следовало ожидать, если произвести оценку энергии наиболее сильно связанных электронов, вращающихся по планковским орбитам вокруг ядра, заряд которого определяется его атомным номером. Из недавно опубликованной Резерфордовской лекции Лоуренса Брэгга я с большим интересом узнал, что Уильям Брэгг, работавший тогда в Лидсе, в своих первых исследованиях рентгеновских лучей, основанных на открытии Лауэ 1912 г., полностью отдавал себе отчёт в значении результатов Уиддингтона для установления связи между излучением Баркла и расположением элементов в таблице Менделеева; эта проблема в результате работ Мозли в Манчестере вскоре получила исчерпывающую ясность.