Accueil > Culture | Par Guillaume Liégard | 19 août 2015

Einstein 1905, un big bang dans la physique

Il y a 110 ans, un obscur ingénieur de Berne s’apprête à révolutionner les sciences. Retour sur la genèse du génie d’Albert Einstein, et rappel de son parcours de citoyen engagé, pacifiste… et surveillé.

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1905, Albert Einstein a vingt-six ans. Faute d’un poste universitaire, il est devenu depuis 1902 ingénieur expert au bureau des brevets de Berne, pas vraiment une situation prestigieuse. Et c’est donc en simple passionné de physique, qui met à profit ses soirées et ses dimanches pour élaborer ses théories, qu’il publie dans Annalen der Physik, l’une des principales revues scientifiques de l’époque.

Avec ses quatre articles publiés en 1905, il apporte des solutions originales à des problèmes théoriques en relation avec des phénomènes expérimentaux. Surtout, il ouvre des perspectives nouvelles pour la connaissance dans trois domaines fondamentaux, marquant de façon irréversible la physique tout entière.

Il ne saurait être question, ici, d’expliciter le contenu de ces quatre articles. Mais, plus modestement, de donner d’une part un bref aperçu des domaines de la connaissance en jeu, de revenir d’autre part sur le parcours de l’homme.

Quatre articles qui révolutionnent la physique

Le premier domaine concerne la constitution atomique ou moléculaire de la matière. En résolvant l’énigme du mouvement brownien, Einstein établit la réalité physique des atomes, mettant fin à la polémique entre partisans et adversaires de l’atome. Il apporte, de plus, une méthode théorique pour accéder à ce monde atomique invisible en développant une approche probabiliste ouvrant ainsi la voie à la physique atomique [1].

Deuxième domaine, celui des propriétés du rayonnement électromagnétique. Einstein démontre en effet qu’il est possible de caractériser de la même façon matière et lumière. Cette dernière doit, elle aussi, être quantifiée sous forme d’entités énergétiques élémentaires, les quanta lumineux (baptisés photons en 1926). Les premiers fondements de la physique quantique, qui posera tant de soucis à Einstein par la suite, sont établis.

Le troisième domaine concerne, lui, "l’électrodynamique des corps en mouvement", et constitue ce qui a été appelé par la suite la théorie de la relativité restreinte. Dans cet article de juin 1905, Einstein pose les jalons d’une nouvelle mécanique, qui anéantit le caractère absolu de l’espace et du temps. Si les formes des lois de la nature et la vitesse de la lumière restent des constantes, le temps, lui, est devenu une grandeur relative. Exit l’éther, cette substance mystérieuse dans laquelle baigne encore la physique en ce début du XXe siècle, la mécanique et l’électromagnétisme sont réconciliés.

Reste à admettre que, suivant le référentiel d’inertie, il puisse y avoir contraction des longueurs et dilatation du temps... Le paradoxe des jumeaux est né : si l’un des jumeaux s’envole dans un vaisseau spatial à grande vitesse, il sera, à son retour, plus jeune que son jumeau resté sur Terre (paradoxe vérifié expérimentalement en 1971 à l’aide des horloges atomiques, mais oui). Corollaire de la relativité restreinte et objet du dernier article d’Albert Einstein, « la masse d’un corps est une mesure de l’énergie qu’il renferme ». La phrase obscure au profane peut se synthétiser par la formule la plus célèbre de la physique : E = mc2.

Savant et pacifiste

Si la renommée d’Einstein renvoie d’abord à des raisons scientifiques, son extraordinaire popularité tout au long du XXe siècle doit aussi beaucoup au citoyen et à ses combats politiques.

Dès l’été 1914, il refuse de sombrer dans les délires chauvins et nationalistes, et ils ne furent pas si nombreux à résister... Membre de l’Académie des sciences de Berlin, il refuse de signer l’Appel au monde civilisé qui rappelait, entre autres légèretés, que « sans le militarisme allemand, la culture allemande se serait éteinte depuis longtemps sur notre sol [...] L’armée allemande et le peuple allemand ne font qu’un ». Au contraire, il manifeste publiquement son opposition en octobre 1914 en signant l’Appel aux Européens, qui déclare « la guerre qui fait rage aujourd’hui ne fera sans doute pas de vainqueurs, elle ne laissera vraisemblablement que des vaincus » et qu’il faut tout faire pour que « quelle que soit l’issue, encore incertaine, de cette guerre, les conditions de la paix ne deviennent pas la source des guerres futures ». Malgré (ou à cause de) son incontestable portée prophétique, cet appel ne recueillera que quatre signatures...

Toujours à l’automne 1914, il participe à la fondation d’une association pacifiste, Nouvelle Patrie, qui sera finalement interdite en février 1916. Cet engagement pacifiste lui vaudra d’être suivi par un indicateur de l’autorité militaire de Berlin et on trouve le nom d’Einstein sur une liste des pacifistes établie par la police en janvier 1918.

Après guerre, Einstein radicalise ses positions et s’engage en particulier aux côtés des objecteurs de conscience. Dans une allocution de 1931, il déclare notamment sur le refus du service militaire : « C’est une lutte illégale, mais une lutte pour le véritable droit des hommes, contre les gouvernements, dans la mesure où ceux-ci exigent de leurs citoyens des actes criminels. Beaucoup de ceux qui se prennent pour de bons pacifistes ne voudront pas s’associer à un tel pacifisme radical, en faisant valoir des raisons patriotiques. Mais ce sont là des gens auxquels on ne peut, de toute façon, pas se fier quand l’heure est grave. La guerre mondiale en est une preuve suffisante. »

Scientifique sous surveillance

Cependant, quelques années plus tard, la prise du pouvoir par les nazis le pousse – non sans des déchirements – à réviser son jugement, tant il est convaincu dès 1933 du caractère inéluctable d’un nouveau conflit majeur. Désormais exilé aux États-Unis, il ne sera pas pour autant associé aux recherches du projet Manhattan (mise au point de la bombe atomique). Les dossiers du FBI de l’été 1940 en indiquent clairement la raison : « Au vu des antécédents politiques, le présent bureau ne peut recommander d’employer le Dr Einstein sur des sujets confidentiels [...] il semble improbable qu’un homme avec un tel passé puisse devenir en si peu de temps un citoyen américain loyal. »

Il faut dire que les déclarations publiques d’Einstein, dans les années trente, en solidarité avec le Front populaire espagnol, son soutien aux organisations anti-franquistes exaspéraient parfois les notables américains. Après guerre, Einstein fera l’objet d’une surveillance rapprochée du FBI aboutissant à un dossier de près de deux-mille pages sur ses activités.

2015, cent-dix après, la recherche en physique reste profondément marquée par les quatre articles de 1905. On ne sait toujours pas unifier, dans un même modèle, physique quantique et relativité générale – et ce n’est pas faute d’essayer pour ceux qui y comprennent un peu quelque chose (ils ne sont pas si nombreux). Cette même théorie de la relativité générale est ce qui nous permet de comprendre ce qu’est un trou noir ou comment s’est déroulé le big-bang. Elle joue aussi un rôle essentiel dans le fonctionnement du GPS, par exemple.

L’image du scientifique s’est un peu floutée et, à défaut de maîtriser ses théories, on se rappelle de ce vieil homme un peu espiègle qui tire la langue au photographe. Mais au-delà du savant qui a profondément révolutionné la physique, il faut aussi se souvenir que, durant les quarante dernières années de sa vie, il fut surveillé presque constamment par la police politique et les services secrets allemands d’abord, étatsuniens ensuite, en raison de ses opinions politiques progressistes. Décidément un sacré bonhomme.

Notes

[1À lire, De l’atome imaginé à l’atome découvert de H. Krivine et A. Grosman, De Boeck 2015.

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Vos réactions

  • Il faudrait aussi préciser concernant la relativité restreinte qu’ AE s’est largement inspiré des travaux d’Henri Poincarré sur le sujet. C’est comme parler de Marie Curie en oubliant les découvertes fondatrices de Becquerel.

    totoLeGrand Le 19 août 2015 à 23:41
       
    • Ben oui, quel culot cet Albert ! Il a même osé se servir de l’arithmétique inventée par les Arabes et, plus grave encore, utiliser la station debout initiée par homo erectus !

      Pauvre totolepetit-trèspetit, pour qui "savant anticapitaliste" ne peut être qu’un oxymore !

      Jean-Marie Le 21 août 2015 à 15:38
    •  
    • Pour info, l’arithmétique n’a pas été inventée par le Arabes, mais importée par ceux ci des Indes ; notamment après leur utilisation par le mathématicien Devanagari en sanskrit.
      Quand à Henri Poincarré, ce génie français des mathématiques, il est dommage qu’il ne soit pas plus reconnu.
      Quand à Einstein, il était pacifiste, anti-fachiste et donc certainement pas anti-capitaliste. D’ailleurs il a quand même immigré vers le pays du roi dollar.
      Et s’il n’a pas directement travaillé sur le projet Manhattan, c’est bien lui qui a écrit une lettre à Roosevelt, sur demande de Léo Szillard (lui même informé des travaux de l’allemand Otto Han sur la fission de l’uranium en allemagne) , ce qui a conduit Roosevelt a lancer le projet Manhattan.
      Ton petit côté un peu facho me fait de lepen, Jean Marie.

      totoLeGrand Le 22 août 2015 à 20:27
    •  
    • 1) Tout chercheur a bien évidemment une dette envers ses prédécesseurs. Certains d’entre eux, à l’origine d’avancées considérables comme, par exemple, les mathématiciens arabes du VIIIème siècle et Albert Einstein se sont particulièrement distingués. Il faut manquer sévèrement de modestie pour les minimiser.

      2) Donnez-vous la peine de cliquer sur le lien proposé ci-dessous par Autrement pour combler vos lacunes quant à l’anticapitalisme d’Einstein.

      3) Le rapprochement de mon prénom avec le patronyme "Le Pen" vous ôte toute crédibilité.

      Jean-Marie Le 22 août 2015 à 22:56
    •  
    • Désolé pour le 3), vu votre message d’avant, je pensais qu’on pouvait faire un petit concours de jeux de mots sur les pseudos.

      Cet article d’Einstein date de 1949. A l’époque tout les gens un minimum ouverts étaient socialo-marxistes. Jusqu’à la découverte du goulag et la déstalinisation, jusqu’à la découverte du totalitarisme qui s’est appliqué dans TOUS les pays communistes. Ces drames de l’histoire ont lourdement pénalisé les communistes honnêtes.
      Einstein était aussi quelqu’un qui savait remettre en question les fondamentaux admis de son époque que ce soit dans le domaine de la physique ou des faits de société.
      Ce qui n’est pas votre cas puisque vous vivez avec des concepts du 19 èm siècle.
      Einstein a été mythifié alors que d’autres chimistes ont joué un rôle tout aussi fondamental dans l’exploration de la matière et des ondes.

      totoLeGrand Le 23 août 2015 à 14:06
  •  
  • Voir surtout cet article d’Einstein, datant de 1949, publié sur le site du Grand Soir :
    "Le capitalisme, voilà la source du mal", ICI.
    Einstein y fait preuve d’autant de lucidité politique qu’il avait de génie mathématique. En plus de ses prises de position si généreusement pacifistes, on comprend pourquoi les USA le surveillaient de si près...

    Autrement Le 20 août 2015 à 09:26
  •  
  • La voix des sens.

    Dans la nature
    des sourires
    une voix
    disparaît
    avec la chanson
    de l’âme
    silencieuse...

    Francesco Sinibaldi

    Francesco Sinibaldi Le 11 février à 17:40
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