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Albert Einstein

Publié le 22/02/2012

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Par la nouveauté et la profondeur des idées qu'il a introduites en Physique, par les répercussions profondes que ces idées ont eues sur toute l'orientation de la science contemporaine, Albert Einstein mérite d'être regardé comme l'un des plus grands esprits scientifiques de tous les temps. Né à Ulm, en Allemagne, le 14 mars 1879, Einstein passa son enfance à Munich où son père dirigeait une petite entreprise d'électricité. Il y fit ses premières études, puis, ses parents ayant quitté l'Allemagne pour l'Italie, il alla les achever à l'École Polytechnique de Zurich. Son goût et ses aptitudes pour les sciences mathématiques et physiques étaient très vifs, mais rien ne faisait encore prévoir la place que ses travaux allaient y occuper. Après son mariage, il obtint un emploi à l'Office fédéral des Brevets, à Berne et cette situation modeste mais tranquille lui permit de méditer à loisir sur les grands problèmes de la Physique contemporaine qui commençaient à le préoccuper. Son attention se porta d'abord sur la constitution atomique de la matière et sur l'interprétation statistique de la Thermodynamique qui lui est liée. L'étrangeté des discontinuités quantiques que Max Planck venait, en 1900, d'introduire dans la théorie du rayonnement noir l'avait aussi vivement frappé et il avait longuement réfléchi aux difficultés qui s'étaient manifestées au cours du développement de l'Électrodynamique des corps en mouvement, ainsi qu'à l'échec de toutes les tentatives faites pour mettre en évidence le mouvement de la terre par rapport à l'éther, ce milieu de référence dont l'existence était encore admise par les théories en vogue. Ces profondes méditations amenèrent le jeune employé du service bernois des Brevets à révéler brusquement au monde scientifique sa géniale valeur dans trois articles publiés pendant la même année 1905 par les Annalen der Physik. Dans l'un de ces articles, il jette les bases de la théorie de la Relativité qui va bouleverser toutes les conceptions des physiciens et dominer désormais tout le développement de la Science contemporaine ; dans un second article, il réintroduit en Optique la vieille hypothèse corpusculaire sous la forme nouvelle des "Quanta de lumière" et ouvre ainsi à ceux qui marcheront après lui dans cette voie des perspectives presque indéfinies ; enfin, dans un troisième travail d'une portée générale peut-être un peu moindre, mais qui a cependant joué un rôle capital dans le développement de la Physique atomique, il établit les lois du mouvement Brownien et il apporte ainsi des renseignements précieux aux expérimentateurs qui, comme Jean Perrin, vont bientôt étayer sur des preuves solides l'exactitude de la conception discontinue de la Matière et de la réalité des molécules.

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« quanta de lumière en étudiant leur intervention dans les fluctuations du rayonnement noir et dans l'équilibreénergétique entre matière et radiation.

Ces profondes recherches où interviennent à nouveau sans cesse lathermodynamique statistique, les fluctuations et le mouvement Brownien, sont d'une extrême originalité et d'unegrande profondeur.

Très différentes des recherches, beaucoup plus voisines malgré les apparences des idéesclassiques, qu'il avait poursuivies sur la Relativité, elles l'amenaient à entrevoir par moments les grandes idéesnouvelles qui allaient bientôt donner à la Physique quantique un aspect bien plus révolutionnaire que la Relativité :c'est ainsi qu'en réfléchissant à l'existence des quanta de lumière, Einstein avait pressenti qu'une liaison de natureprobabiliste devait exister entre les quanta de lumière et les ondes "fantômes" dont faisaient usage les théoriesondulatoires classiques de la lumière, celle de Maxwell comme celle de Fresnel. Pendant la guerre de 1914 à laquelle, sujet suisse, il n'eut pas à prendre part, Einstein, vivant dans un certainisolement, poursuivit son Oeuvre dans les deux directions qu'il avait toujours suivies.

Du côté relativiste, il parvint,en achevant un effort depuis assez longtemps commencé, à compléter la théorie de la Relativité restreinte, quienvisageait uniquement des mouvements relatifs rectilignes et uniformes, par une théorie de la Relativité généraliséeapplicable à des systèmes de référence en mouvement quelconque.

S'appuyant sur l'égalité expérimentalementdémontrée entre la masse pesante et la masse inerte, il montre "l'équivalence" entre la force de gravitation et lesforces d'inertie.

Il en déduit que la gravitation est une apparence due à une courbure de l'espace-temps etdéveloppe sur cette base une nouvelle théorie de la gravitation dont la théorie de Newton n'est qu'une premièreapproximation.

Il calcule les phénomènes astronomiques ou astrophysiques très petits qui pourraient servir à vérifierl'exactitude de ses vues et se livre à d'audacieuses considérations sur la structure d'ensemble de l'Univers.

Toutecette doctrine, qui fait appel aux théories géométriques les plus élevées et dont l'élégance mathématique estincomparable, a donné aux idées relativistes d'Einstein leur plein achèvement. Tandis qu'Albert Einstein, grâce à cette magnifique réalisation, entre ainsi dans la gloire, il n'oublie pas l'autre voiequ'il a, souvent aussi, victorieusement suivie et fréquemment il revient à la théorie des quanta.

Celle-ci avaitremporté une nouvelle et capitale victoire en 1913 au moment où le jeune Niels Bohr, en introduisant les loisquantiques dans l'étude du modèle d'atome de Rutherford, en avait tiré la théorie de l'atome qui a renouvelé toute laphysique moderne.

En 1917, Einstein apporte une nouvelle contribution fondamentale aux développements des idéesquantiques.

Étudiant à nouveau l'équilibre entre un gaz d'atomes et le rayonnement noir, il montre comment on peutrelier à la formule de Planck la loi donnant les fréquences lors des transitions quantiques (lois des fréquences deBohr).

Au cours de son raisonnement, il introduit l'idée neuve et capitale que les transitions quantiques obéissent àdes lois de probabilité dont il précise la forme.

Ce résultat a permis de dire qu'Einstein a ainsi ouvert la voie àl'interprétation probabiliste de la Physique quantique dont il devait cependant se montrer plus tard un grandadversaire. Après la fin de la guerre, happé par la renommée, obligé de faire de nombreux voyages à l'étranger pour se montreraux innombrables admirateurs qui réclamaient sa venue, amené à participer à certaines propagandes politiques,notamment en faveur du Sionisme, Einstein a moins de temps à consacrer à la recherche.

Il suit cependantl'évolution de la théorie des quanta qui, à ce moment, prend les formes nouvelles connues sous le nom deMécanique ondulatoire et de Mécanique quantique.

En janvier 1925, dans une note aux "Comptes rendus del'Académie de Berlin", il signale l'intérêt des idées récemment développées par Bose sur la statistique quantique, ainsique celles sur la Mécanique ondulatoire exposées dans sa thèse par l'auteur de la présente biographie et il y ajoutedes remarques d'une grande profondeur. A partir des environs de 1930, la vie d'Einstein est traversée par de violents orages.

L'Allemagne s'oriente vers lenationalisme et le totalitarisme et la situation du grand savant israélite y devient difficile.

Au cours d'un voyage auxÉtats-Unis, il apprend l'accession de Hitler au pouvoir et, sachant qu'il ne peut plus sans danger rentrer enAllemagne, il s'installe provisoirement sur la petite plage du Coq, en Belgique.

Privé par les Allemands de toutes sesfonctions universitaires et académiques, spolié de ses biens, il part pour les États-Unis où il reçoit un accueilchaleureux et alerte le président Franklin Delano Roosevelt sur l'avancée inquiétante de la recherche atomique dessavants allemands.

Cette lettre poussera Roosevelt à lancer le "projet Manhattan" qui aboutira à la mise au point dela première bombe atomique, lâchée sur Hiroshima.

Directeur de l'Institute of advanced studies de Princeton jusqu'aumoment où l'âge et une santé devenue précaire l'obligent à la retraite, Einstein trouve dans ce haut lieu de lapensée le calme et l'ambiance favorables à ses méditations. Dans cette période de son existence, Einstein a poursuivi ses recherches dans la voie où l'avait engagé ladécouverte de la Relativité en cherchant à constituer une "théorie unitaire" réunissant l'explication du champélectromagnétique à celle de la gravitation.

Cette tentative, où Einstein a su comme toujours montrer une profondeoriginalité de pensée, a pris dans ses Oeuvres et dans celles de ses imitateurs, bien des formes diverses.Aujourd'hui, Einstein est parvenu à une forme qu'il considère comme la meilleure, mais, comme ces théories unitaires,aboutissements du grand courant continuiste et déterministe de la Physique classique, ne contiennent pas lesquanta, il est hors de doute que, dans leur état actuel, elles ne suffisent pas à représenter la réalité physique danssa totalité. Pour juger l'Oeuvre d'Einstein, nous remarquerons que, depuis quatre-vingts ans, la science humaine a élevé deuxadmirables monuments qui subsisteront dans les siècles futurs : la théorie de la Relativité et la théorie des Quanta.La première est sortie tout entière du cerveau créateur d'Albert Einstein ; la seconde, dont Planck a posé lapremière pierre, doit à la pensée d'Einstein quelques-uns de ses plus admirables prolongements.

Le nom d'AlbertEinstein restera donc pour toujours attaché à deux des plus magnifiques réussites dont l'esprit humain puisse. »

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