Необходимость написания этой главы вызвана тем, что она знаменует завершение спонтанных подходов к теории всего и начало фазового перехода к кристаллизации теории всего. В естествознании такие моменты вызревают регулярно и сами учёные их преодолевают более менее безболезненно. А вот те, кто делают деньги на так называемой популяризации науки, их просто-напросто ждут не дождутся. В советском юморе про это говорилось так: забудьте всё, чему вас учили в школе! На что народ отвечал: нет, уж лучше Вы к нам.
Это обусловлено тем, что хоть и по ошибке, но ПТС наконец-то была сформулирована. Как ни странно, но проклятая тайна физики имеет всё таки российские корни, поскольку её создатель родился и учился в полуэксклаве Калининградской области России (это как Аляска для США). В 1891 году Арнольд Зоммерфельд защитил в Калининграде (тогда ещё Кёнигсберге) докторскую диссертацию и затем в поисках работы осел в Мюнхене, где и была написана его первая работа, посвящённая квантовой теории.
В предыдущие годы его отношение к квантовой гипотезе Макса Планка было во многом скептическим: предполагалось, что проблема излучения чёрного тела объясняется противоречивостью механических моделей физических процессов, тогда как сама электромагнитная теория должна оставаться неизменной и использоваться в качестве основы для описания явлений (в соответствии с предположением об электромагнитной природе массы заряженных частиц). Однако постепенно стала ясна неудовлетворительность и такого подхода, что признал Лоренц в своём докладе, прочитанном в Риме в 1908 году: одной электромагнитной теории (и теории электронов) оказалось недостаточно, чтобы получить формулу Планка. Вскоре с этим выводом согласился и Зоммерфельд, чему также способствовало принятие им теории относительности.
В 1913 году Зоммерфельд заинтересовался исследованиями эффекта Зеемана, проводившимися известными спектроскопистами Фридрихом Пашеном и Эрнстом Баком, и предпринял попытку теоретического описания аномального расщепления спектральных линий на основе обобщения классической теории Лоренца. Квантовые идеи использовались только для вычисления интенсивностей компонент расщепления. В июле 1913 года была опубликована знаменитая работа Нильса Бора, содержавшая описание его атомной модели, согласно которой электрон в атоме может вращаться вокруг ядра по так называемым стационарным орбитам без излучения электромагнитных волн. Зоммерфельд был хорошо знаком с этой статьёй, оттиск которой он получил от самого автора, однако в первое время был далёк от использования её результатов, испытывая скептическое отношение к атомным моделям как таковым. Тем не менее, уже в зимнем семестре 1914—1915 годов Зоммерфельд прочитал курс лекций по теории Бора, и примерно в этот же период у него зародились мысли о возможности её обобщения (в том числе релятивистского). Задержка публикации результатов по этой теме до конца 1915 — начала 1916 года была связана с пристальным интересом Зоммерфельда к развитию общей теории относительности. Лишь после того, как Эйнштейн, прочитав рукописи своего мюнхенского коллеги, заверил его в том, что в рассмотренных задачах достаточно обычной СТО, Зоммерфельд решился направить свои статьи в печать.
Необходимость обобщения боровской теории была связана с отсутствием описания более сложных систем, чем водородный и водородоподобные атомы. Кроме того, существовали малые отклонения теории от экспериментальных данных (линии в спектре водорода не были истинно одиночными), что также требовало объяснения. В одном из сообщений Баварской академии наук и во второй части своей большой статьи «О квантовой теории спектральных линий» (''Zur Quantentheorie der Spektrallinien'', 1916) Зоммерфельд представил релятивистское обобщение задачи об электроне, движущемся вокруг ядра по эллиптической орбите, и показал, что перигелий орбиты в этом случае медленно прецессирует. Учёному удалось получить для полной энергии электрона формулу, в которую входит дополнительный релятивистский член, определяющий зависимость уровней энергии от обоих квантовых чисел по отдельности. Как следствие, спектральные линии водородоподобного атома должны расщепляться, формируя так называемую тонкую структуру, а введённая Зоммерфельдом безразмерная комбинация фундаментальных констант (см. формулу 3.1) определяла величину этого расщепления. Прецизионные измерения спектра ионизированного гелия, проведённые Фридрихом Пашеном в том же 1916 году, подтвердили теоретические предсказания Зоммерфельда.
Успех в описании тонкой структуры явился свидетельством в пользу как теории Бора, так и теории относительности и был с энтузиазмом принят рядом ведущих учёных. Так, в письме Зоммерфельду от 3 августа 1916 года Эйнштейн писал: ''Ваши спектральные исследования относятся к самому прекрасному, что я пережил в физике. Благодаря им идея Бора становится совершенно убедительной''. Планк в своей нобелевской лекции (1920) сравнил работу Зоммерфельда с теоретическим предсказанием планеты Нептун.
Впрочем, некоторые физики (особенно настроенные анти-релятивистски) считали результаты экспериментальной проверки теории неубедительными. Строгий вывод формулы тонкой структуры был дан Полем Дираком в 1928 году на основе последовательного квантово-механического формализма, поэтому она часто именуется формулой Зоммерфельда — Дирака. Это совпадение результатов, полученных в рамках полуклассического метода Зоммерфельда и при помощи строгого анализа Дирака (с учётом спина!), по-разному трактовалось в литературе. Возможно, причина совпадения заключается в ошибке, допущенной Зоммерфельдом и оказавшейся очень кстати. Другое объяснение состоит в том, что в теории Зоммерфельда пренебрежение спином удачно компенсировало отсутствие строгого квантово-механического описания.
Столь детальное описание появления ПТС следует привести потому, что в это время уже вовсю шла первая мировая война — один из двух мощнейших и самых страшных вооруженных конфликтов в человеческой истории. Не удивительно, что это сказалось и на задержке в появлении теории всего.
После завершения формулировки ПТС развитие всей физики ускорилось. В первую очередь это касается открытия новых фундаментальных взаимодействий. К сожалению, вновь открытые фундаментальные взаимодействия на первый взгляд существенно отличались от магнитного и электрического, которые описывались теорией Максвелла.