albert einstein 1145030 pixabayAlbert EINSTEIN

Ulm (Allemagne), 1879
Princeton (USA), 1955
  • Physicien d'origine allemande, naturalisé suisse en 1901 puis américain en 1940.
  • Prix Nobel de Physique en 1921 (pour l'effet photo-électrique)
  • Inventeur du concept du photon, créateur des théories de la relativité restreinte et générale, il a mis au grand jour l'équivalence entre la matière et l'énergie.
Entre légende et rumeurs...

Contrairement à la légende, Einstein n'était pas un obscur cancre. Il a étudié, beaucoup, mais il n'était jamais "dans les normes". Aujourd'hui, il serait qualifié de "surdoué".

Son parcours est particulièrement inhabituel :
- en n'étant pas chercheur, mais simple employé, il a réussi à faire publier ses théories dans des revues spécialisées (et quelles théories !)
- il ne s'est que très rarement "conformé aux usages"

Einstein, c'est un peu l'icône parfaite du vilain petit canard ...


Quelques mots sur sa vie..

Un élève inhabituel
Au cours de sa scolarité, malgré tous ses "échecs officiels", il a en fait été très studieux ... mais seulement dans les matières qui l'intéressaient !
Il "séchait" allègrement les matières inintéressantes à son goût (toutes celles basées sur le "par coeur") pour avoir le temps de se documenter et d'étudier à un niveau bien supérieur aussi bien la philosophie que la physique.

Ce n'est d'ailleurs pas pour autant qu'il trouvait reconnaissance auprès de ses professeurs de sciences !
Il a toujours eu une culture scientifique "en avance pour son âge" : il connaissait parfaitement les résultats des recherches les plus récentes au moment où ses professeurs en étaient à vouloir lui enseigner les bases...

Et il n'avait pas sa langue dans sa poche ! Ses professeurs appréciaient donc assez modérément ses interventions et ses remises en cause de l'Enseignement dans sa globalité.

Un scientifique peu reconnu

Il réussit tout de même à entrer à l'École Polytechnique Fédérale de Zurich en 1896 et obtient une licence en 1900. Mais, aucun professeur ne veut lui apporter son soutien pour l'obtention d'un poste d'enseignant à l'université...

Il se fait naturaliser suisse (pour échapper au service militaire ...) et obtient, faute de mieux, un poste tout à fait sous-dimensionné pour lui à l'Office Fédéral des Brevets Suisses de Berne en 1902.

Mileva Maric

En 1903, il se marie à Mileva Mariç et, tout en travaillant à l'Office des Brevets, il continue de lire les publications des chercheurs et poursuit ses propres réflexions.
En 1905, il obtient son doctorat à l'Université de Zurich pour une thèse théorique sur les dimensions des molécules.

Einstein patentofficeEn 1905, sa grande année, il publie aussi - à 25 ans - quatre articles théoriques dans la revue scientifique allemande Annalen der Physik :

  • "Sur un point de vue heuristique concernant la production et la transformation de la lumière"
    où il donne une explication à l'effet photoélectrique en émettant l'hypothèse que la lumière est constituée de grains d'énergie (qu'on appelera ensuite photons) ayant une énergie proportionnelle à la fréquence du rayonnement. [L'existence des photons ne sera confirmée que dix-huit ans plus tard par le physicien américain Arthur Compton, lors d'une expérience sur les rayons X].
  • "Sur le mouvement brownien"
    où il formule une description mathématique du mouvement aléatoire de particules en suspension dans un fluide en utilisant des probabilités.
  • "Sur l'électrodynamique des corps en mouvement"
    où il expose la théorie fondamentale de la relativité restreinte. Très sommairement, en abordant différemment les notions de mesure d'espace et de temps, il élabore une théorie fondée sur deux postulats : le principe de la relativité (qui dit que toutes les lois de la physique sont similaires dans tous les repères inertiels) et le principe de l'invariance de la vitesse de la lumière (qui dit que cette vitesse dans le vide est une constante universelle). Cela permet de donner une description logique et correcte de l'interaction de la lumière avec la matière dans différents repères inertiels (c'est-à-dire à une vitesse constante les uns par rapport aux autres) en conciliant les lois du mouvement de Newton et les lois de l'électricité de Maxwell.
  • "L'inertie d'un corps dépend-elle de son contenu en énergie ?"
    où il expose la notion nouvelle d'équivalence entre masse et énergie, par sa célèbrissime formule E = mc2.

Un inconnu dont les théories attirent l'attention
Ses articles retiennent l'attention des grands scientifiques de l'époque mais la plupart d'entre eux reste très sceptiques.

Cependant, peu à peu, ses théories font leur chemin et certaines sont confirmées par des expériences : on commence à tenir compte de ce que propose cet obscur inconnu qu'est Einstein. Il commence à être reconnu dans le monde universitaire germanophone et reçoit des invitations à des congrès scientifiques.

Finalement, il obtient un poste à l'université de Zurich en 1909, puis à l'université (réputée) de Prague en 1911, et il revient à l'université de Zurich en 1912.

Boltzmannstraße 18 Berlin-DahlemEn 1913, il est nommé à l'institut Kaiser-Wilhelm de physique à Berlin : c'est le premier poste qu'il obtient sans le demander.

Pour s'assurer son accord (et une paix relative dans le corps professoral...), on le dispense d'enseigner.

Entre temps, il énonce le principe d'équivalence entre le champ de gravitation et l'accélération et introduit le concept d'espace-temps (espace à quatre dimensions comprenant les trois dimensions de l'espace classique et le temps) qui lui permet d'étudier sous un angle nouveau les interactions entre les corps.


Un génie enfin reconnu

En 1916, il publie la théorie de la relativité générale qui explique alors les variations du mouvement orbital de certaines planètes et prédit la courbure de la lumière des étoiles à proximité d'un corps massif comme le Soleil.
Ce dernier phénomène est confirmé expérimentalement lors d'une éclipse solaire en 1919. Einstein passe subitement du statut de "théoricien plein d'imagination" à celui de "génie", occupe dès lors le devant de la scène scientifique.

albert einstein 1253300 pixabayEntre 1915 et 1930, le monde de la physique s'intéresse intensément à la théorie quantique de la matière. Ayant lui-même avancé en 1917 la notion de dualité onde-particule (qui dit que la lumière présente à la fois les propriétés d'une particule et les propriétés d'une onde), il participe à l'avancée de cette théorie par ses travaux avec le physicien indien Bose (théorie statistique de Bose-Einstein concernant des particules appelées bosons en 1924).

Mais, il a du mal à accepter totalement la théorie quantique car l'une de ses bases est le principe d'incertitude énoncé par le physicien allemand Heisenberg, qui remet en cause la notion de causalité en physique (ce principe dit qu'il est impossible de connaître en même te2018 07 albert einstein cube 1979775 pixabaymps certaines quantités physiques, comme la position et la vitesse d'une particule, par exemple).
"Dieu ne joue pas aux dés avec le monde", affirme-t-il, en refusant d'abandonner tout déterminisme.

Après 1919, Einstein jouit d'une renommée internationale.
Il accumule les honneurs et les récompenses et reçoit le prix Nobel de physique en 1921 (pour son étude de l'effet photoélectrique, et non pour la théorie de la relativité qui reste encore très controversée...).

Il divorce de sa femme Mileva pour épouser Elsa Löwenthal, qui est sa cousine (leurs mères sont soeurs et leurs pères sont eux-mêmes cousins).


Un citoyen aux engagements multiples

Il profite de sa renommée pour défendre ses conceptions sociales et politiques, soutenant particulièrement le pacifisme et le sionisme.
Einstein Albert Elsa LOC 32096uCela fait de lui une cible privilégiée pour les antisémites et l'extrême droite allemande et, quand Hitler arrive au pouvoir en 1933, il doit quitter l'Allemagne.

Il s'installe alors en France, en Belgique, puis aux Etats-Unis où il occupe un poste à l'Institute for Advanced Study de Princeton.

Elsa Einstein meurt en 1936, d'une maladie cardiaque.

En 1939, Einstein rompt avec le pacifisme devant la menace que représente le régime nazi : à la demande d'autres physiciens, il écrit au président américain Franklin Roosevelt pour l'alerter du danger auquel le monde serait exposé si le gouvernement allemand s'engageait dans la voie de l'énergie nucléaire.
Sa lettre est à l'origine du projet Manhattan, le programme américain de recherches sur la bombe atomique.
Mais, Einstein n'y participe pas (contrairement à ses collègues Enrico Fermi ou Niels Bohr) et, en 1945, quand il comprend que ce programme va aboutir, il écrit à nouveau à Roosevelt pour le prier de renoncer à l'arme atomique.

Après la guerre, Einstein plaide en faveur du désarmement international mondial et soutient activement la cause d'Israël (on lui propose même la présidence de l'Etat d'Israël en 1952, mais il refuse). Il condamnera aussi l'engagement américain en Corée et s'opposera au maccarthysme en défendant Robert Oppenheimer.

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Un pacifiste dans l'âme qui s'isole peu à peu

Il n'abandonne pas pour autant ses travaux scientifiques.
Mais, il reste "figé" sur ses propres conceptions et a du mal à admettre toutes les implications que leur découvrent les scientifiques de la génération suivante.

Il s'isole peu à peu, dans une retraite où il savoure nautisme maritime et violon, tout en poursuivant ses travaux scientifiques.

Il meurt le 18 avril 1955, à 76 ans, à Princeton (États-Unis).

 

On lui doit...

- l'explication de l'effet photoélectrique qu'il bâtit en supposant que la lumière est constituée de grains d'énergie (qu'on appelera ensuite photons) ayant une énergie proportionnelle à la fréquence du rayonnement.
[l'existence des photons sera confirmée 18 ans plus tard par le physicien américain Arthur Compton lors d'une expérience sur les rayons X].

- la description mathématique du mouvement brownien (mouvement aléatoire de particules en suspension dans un fluide) en utilisant des probabilités.

- la théorie fondamentale de la relativité restreinte où il "revisite" les notions de mesure d'espace et de temps pour élaborer une théorie fondée sur deux postulats : le principe de la relativité (qui dit que toutes les lois de la physique sont similaires dans tous les repères inertiels) et le principe de l'invariance de la vitesse de la lumière (qui dit que cette vitesse dans le vide est une constante universelle).
Cela permet de donner une description logique et correcte de l'interaction de la lumière avec la matière dans différents repères inertiels (c'est-à-dire à une vitesse constante les uns par rapport aux autres) en conciliant les lois du mouvement de Newton et les lois de l'électricité de Maxwell.

- la notion d'équivalence entre masse et énergie - traduite par sa célèbrissime formule E = mc2.

- le principe d'équivalence entre le champ de gravitation et l'accélération 

- le concept d'espace-temps (espace à quatre dimensions comprenant les trois dimensions de l'espace classique et le temps) qui lui permet d'étudier sous un angle nouveau les interactions entre les corps

- la théorie de la relativité générale qui explique alors les variations du mouvement orbital de certaines planètes et prédit la courbure de la lumière des étoiles à proximité d'un corps massif comme le Soleil.


Il a donné son nom à...

- une unité de mesure d'énergie : 1 einstein est l'énergie d'une mole de photons (donc le nombre d’Avogadro multiplié par l’énergie d’un photon)

- un élément chimique : l’einsteinium (Es, de numéro atomique 99), un élément chimique de la famille des actinides, radioactif et synthétique, découvert en 1952 par Albert Ghiorso.

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 En savoir plus...

Discours de la cérémonie de remise du Prix Nobel de physique 1921 (annoncé en novembre 1922), expliquant les travaux sur l'effet photo-électrique qui ont valu son Prix à Albert Einstein

  livre einstein FdC
Si vous voulez découvrir un livre passionnant, et très bien écrit, sur Einstein et tous les domaines de la physique auxquels il s'est intéressé, je vous conseille la lecture de

albert einstein and niels bohr 1163429 pixabay"Ne dites pas à Dieu ce qu'il doit faire" de François de Closets

(23 € - Editions du Seuil - février 2004).

 

 

"Dieu ne joue pas aux dés ! "
répète Einstein

  " Qui êtes-vous, Einstein, pour dire à Dieu ce qu'il doit faire ? "
lui répondit Niels Bohr...

 

 

Auteur du site

id_vero_2008_50x59.jpgVéronique Parasote
Docteur en physique
Journaliste scientifique

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