Второе замечание, столь сильно подчёркнутое в письме Резерфорда, поставило меня в крайне затруднительное положение. Дело заключалось в том, что за несколько дней до получения его ответа я выслал Резерфорду существенно расширенный вариант своей первоначальной рукописи; дополнения касались в особенности взаимоотношений между спектрами поглощения и испускания и асимптотического соответствия с классическими теориями физики. Я сразу понял, что единственный способ поправить дело состоит в том, чтобы немедленно отправиться в Манчестер и переговорить обо всём с Резерфордом. Хотя Резерфорд был, как всегда, очень занят, он проявил почти что ангельское терпение и после длинных разговоров, продолжавшихся в течение нескольких вечеров (между прочим, он сказал тогда, что никогда не думал, что я окажусь столь упрямым), согласился оставить все старые и новые вопросы в окончательном варианте статьи. Разумеется, и стиль и язык статьи были существенно исправлены благодаря помощи и советам Резерфорда; у меня было много случаев вспоминать о том, как он был прав, когда возражал против усложнения изложения и в особенности против многочисленных повторений, возникающих из-за ссылок на предшествующие работы. Эта лекция, посвящённая памяти Резерфорда, позволяет мне дать значительно более компактный очерк постепенного развития наших идей в те годы.
В течение последующих месяцев дискуссия относительно происхождения спектральных линий, приписываемых ионам гелия, приняла совсем драматический оборот. Прежде всего, Эванс сумел воспроизвести линии Фаулера, наблюдая разряд через гелий чрезвычайно высокой чистоты, не обнаружив при этом ни малейших признаков обычных водородных линий. Однако Фаулера окончательно это не убедило: он подчёркивал обманчивый характер появления спектральных линий в смесях газов. Кроме того, он отметил, что его весьма точные измерения длин волн линий Пикеринга не совпадают в точности с длинами волн, получаемыми из моей формулы при Z=2. Причина последнего расхождения была, однако, довольно легко найдена: было очевидно, что масса m в выражении для постоянной Ридберга это вовсе не масса свободного электрона, а так называемая приведённая масса mM(m+M)-1 где M — масса ядра. И действительно, с учётом этой поправки предсказанная связь между спектром водорода и спектром ионизованного гелия оказывалась в полном соответствии с результатами всех измерений. Этот результат был сразу одобрен Фаулером, который обратил внимание на то, что в спектрах других элементов также наблюдались серии, для которых обычную постоянную Ридберга следовало умножить на число, близкой к четырём. Появление таких спектральных серий, которые принято вообще относить к искровым спектрам, связано с возбуждением ионов; в противоположность этому так называемые дуговые спектры обязаны своим возникновением возбуждённым нейтральным атомам.
Продолжавшиеся в последующие годы спектроскопические исследования позволили определить многочисленные спектры атомов, у которых был удалён не только один, а даже несколько электронов. В частности, широко известные исследования Боуэна показали, что источники спектров туманностей, обнаруженных Никольсоном, следует искать не в новых гипотетических элементах, а в атомах кислорода и азота, находящихся в высокоионизированном состоянии. В конце концов, некоторые перспективы открылись при анализе процесса, при котором электроны последовательно связываются с ядром; этот анализ проводился для определения связи каждого электрона в основном состоянии Резерфордовского атома. В 1913 г., естественно, экспериментальные данные были ещё слишком скудны, а теоретические методы классификации стационарных состояний были ещё недостаточно развиты, чтобы решить до конца столь сложную задачу.
IV
Тем временем постепенно продвигалась моя деятельность, касающаяся электронного строения атома, и вскоре я снова обратился к Резерфорду за помощью и советом. Так, в июне 1913 г. я оказался в Манчестере со второй статьей, в которой помимо продолжения дискуссии о законе радиоактивного смещения и происхождении излучения Баркла содержалось исследование основных состояний атомов, содержащих по нескольку электронов. Что касается последней проблемы, то я пытался расположить электронные орбиты по замкнутым кольцам, подобно тому как впервые это сделал несколько раньше Дж. Дж. Томсон, когда он строил оболочки, пытаясь объяснить характерные периодические свойства менделеевской таблицы элементов на основе своей модели атома.