В кратком историческом обзоре развития физики, начиная с XVIIв., в частности динамики и оптики, мы показали, каким образом проблема квантов зародилась из параллелизма корпускулярной и волновой концепций света; затем мы показали, с какой ежедневно возрастающей силой понятие квантов стало влиять на умы ученых XX века.
В первой главе мы приняли за основной постулат существование периодического явления, связанного с каждой отдельной порцией энергии, зависимость которой от собственной массы выражена соотношением ПланкаЭйнштейна. Теория относительности показала нам, таким образом, необходимость связать с равномерным движением всякого движущегося тела распространение с постоянной скоростью некоторой фазовой волны, и мы смогли объснить это распространение, пользуясь представлением Минковского о пространстве-времени.
Рассматривая во второй главе этот вопрос в более общем случае тела, имеющего электрический заряд и перемещающегося с переменной скоростью в электромагнитном поле, мы показали, что по нашим представлениям принцип наименьшего действия в форме Мопертюи и принцип согласования фаз Ферма весьма вероятно могут быть двумя аспектами одного и того же закона; это привело нас к пониманию истолкования квантового соотношения, определяющего скорость фазовой волны в электромагнитном поле. Конечно, идея, что за движением материальной точки всегда скрывается распространение волны, должна быть изучена и дополнена, но если удастся найти для нее совершенно удовлетворительную форму, то она представит собой синтез большой рациональной красоты.
Наиболее важное следствие, которое может быть выведено из этой идеи, изложено в третьей главе. Напомнив законы устойчивости квантованных траекторий, которые были получены в результате недавних многочисленных работ, мы показали, что их можно объяснить как выражение резонанса фазовой волны и длины замкнутых или квазизамкнутых траекторий. Мы полагаем, что это – первое физически правдоподобное объяснение условий устойчивости Бора-Зоммерфельда.
Трудности, возникшие при одновременном смещении двух заряженных центров, были изложены в четвертой главе, в частности, случай круговых движений ядра и электрона вокруг их центра тяжести в атоме водорода.
В пятой главе при помощи ранее полученных результатов мы пытались представить себе возможность концентрирования излученной энергии вокруг некоторых особых точек, и показали, какая глубокая гармония, очевидно, существует между противоположными точками зрения Ньютона и Френеля, гармония, которая подтверждается идентичностью многочисленных предвидений. Электромагнитная теория не может быть сохранена в своей обычной форме, но перестроить ее очень трудно. Мы предлагаем для этой цели качественную теорию интерференции.
В шестой главе мы резюмировали различные последовательные теории диффузии $X$ – и $\gamma$-лучей через аморфные тела, обращая особое внимание на предложенную недавно теорию П. Дебая и А. Комптона, которая делает почти осязаемым существование квантов света.
Наконец, в седьмой главе мы вводим в статистическую механику понятие фазовой волны, находим величину элемента распространения по фазе, предложенную Планком, и получаем закон излучения черного тела в виде закона Максвелла для газа, образованного из атомов света, при условии, однако, допущения некоторой связи между движениями отдельных атомов, значение которой видно также из изучения флуктуаций энергии.
Короче говоря, я развил новые идеи, которые, быть может, помогут ускорить необходимый синтез, объединяющий физику излучений, так странно разделенную в настоящее время на две области, где царят две противоположные концепции: корпускулярная и волновая. Я предчувствовал, что с помощью принципов динамики материальной точки, если уметь правильно их анализировать, можно, без сомнения, выразить распространение и согласование фаз, и старался, насколько мог, вывести из этого объяснение некоторых загадок, выдвигаемых теорией квантов. Пытаясь это сделать, я пришел к некоторым интересным заключениям, которые, может быть, позволяют надеяться прийти к более полным результатам, следуя по тому же пути. Но сначала нужно было бы создать новую электромагнитную теорию, естественно, удовлетворяющую принципу относительности, учитывающую прерывную структуру излучаемой энергии и физическую природу фазовых волн и оставляющую, наконец, теории Максвелла-Лоренца характер статистического приближения, объясняющий закономерность ее применения и точность ее предвидений в очень большом числе случаев.
Я нарочно дал довольно неотчетливые определения фазовой волны и периодического явления, которое она, так же как и кванты света, некоторым образом выражает. Настоящую теорию нужно, таким образом, рассматривать скорее как форму, физическое содержание которой не вполне установлено, чем как окончательно разработанную стройную теорию.
