Albert Einstein (14 mars 1879 – 18 avril 1955) était un physicien théoricien d'origine allemande, principalement reconnu pour son développement de la théorie de la relativité. Il a également fait progresser la théorie quantique de manière significative. Sa formule d'équivalence masse-énergie, E = mc2, dérivée de la relativité restreinte, est largement considérée comme « l'équation la plus célèbre au monde ». En 1921, il reçut le prix Nobel de physique pour « ses services rendus à la physique théorique, et notamment pour sa découverte de la loi de l'effet photoélectrique ».
Albert Einstein (14 mars 1879 - 18 avril 1955) était un physicien théoricien d'origine allemande, surtout connu pour avoir développé la théorie de la relativité. Einstein a également apporté d’importantes contributions à la théorie quantique. Sa formule d'équivalence masse-énergie E = mc§78§, qui découle de la relativité restreinte, a été appelée « l'équation la plus célèbre du monde ». Il a reçu le prix Nobel de physique en 1921 pour « ses services rendus à la physique théorique, et en particulier pour sa découverte de la loi de l'effet photoélectrique ».
Né sujet du royaume de Wurtemberg, qui faisait alors partie de l'empire allemand, Einstein s'est installé en Suisse en 1895, renonçant à sa citoyenneté allemande l'année suivante. À dix-sept ans, en 1897, il s'inscrit au programme d'enseignement des mathématiques et de la physique à l'École polytechnique fédérale de Zurich et termine ses études en 1900. Un an plus tard, il obtient la nationalité suisse, qu'il conserve toute sa vie, obtenant par la suite un poste permanent à l'Office suisse des brevets à Berne. Sa thèse de doctorat réussie fut soumise à l'Université de Zurich en 1905. En 1914, il s'installa à Berlin, rejoignant l'Académie prussienne des sciences et l'Université Humboldt, et fut nommé directeur de l'Institut Kaiser Wilhelm de physique en 1917 ; durant cette période, il retrouve également la citoyenneté prussienne et, par extension, allemande. En 1933, au cours d'une campagne consternée par la persécution des Juifs par les nazis, il choisit de rester aux États-Unis, acquérant la citoyenneté américaine en 1940. Avant la Seconde Guerre mondiale, il approuva une lettre adressée au président Franklin D. Roosevelt, mettant en garde contre le potentiel programme d'armes nucléaires de l'Allemagne et plaidant pour des recherches similaires par les États-Unis, qui se matérialisèrent par la suite sous le nom de Projet Manhattan.
En 1905, souvent appelé son annus mirabilis (année miracle), Einstein a publié quatre articles fondateurs. Ces publications présentaient une théorie de l'effet photoélectrique, élucidaient le mouvement brownien, introduisaient sa théorie restreinte de la relativité et établissaient l'équivalence de la masse et de l'énergie dépendante de la validité de la théorie restreinte. En 1915, il avait proposé une théorie générale de la relativité, élargissant son cadre mécanique pour intégrer la gravitation. Un article ultérieur, publié l'année suivante, détaillait les implications de la relativité générale pour la modélisation de la structure et de l'évolution globales de l'univers. Ce travail a introduit la constante cosmologique et est considéré comme une contribution fondamentale à la cosmologie théorique moderne. En 1917, Einstein a rédigé un article introduisant les concepts d’émission spontanée et stimulée, cette dernière constituant le mécanisme fondamental des lasers et des masers. Cette publication a fourni des informations cruciales qui se révéleront plus tard déterminantes pour les progrès de la physique, notamment l'électrodynamique quantique et l'optique quantique.
Au milieu de sa carrière, Einstein a contribué de manière significative à la mécanique statistique et à la théorie quantique. Ses travaux sur la physique quantique du rayonnement, postulant que la lumière est composée de particules (appelées plus tard photons), étaient particulièrement remarquables. En collaboration avec le physicien Satyendra Nath Bose, il a jeté les bases des statistiques de Bose-Einstein. Tout au long d’une partie importante de sa carrière universitaire ultérieure, Einstein a poursuivi deux entreprises qui n’ont finalement pas abouti au succès escompté. Premièrement, il s'est opposé à l'intégration du caractère aléatoire fondamental dans la vision scientifique du monde par la théorie quantique, en déclarant : « Dieu ne joue pas aux dés ». Deuxièmement, il s’est efforcé de formuler une théorie unifiée des champs en étendant sa théorie géométrique de la gravitation pour englober l’électromagnétisme. Par conséquent, il se détacha de plus en plus des courants dominants de la physique moderne. De nombreuses entités sont nommées en son honneur, dont l'élément Einsteinium. En 1999, le magazine Time l'a désigné Personne du siècle.
Biographie et parcours professionnel
Petite enfance et éducation
Albert Einstein est né à Ulm, dans le royaume de Wurtemberg, Empire allemand, le 14 mars 1879. Ses parents étaient Hermann Einstein, vendeur et ingénieur, et Pauline Koch, tous deux juifs ashkénazes laïcs. En 1880, la famille déménagea dans le quartier Ludwigsvorstadt-Isarvorstadt de Munich, où le père d'Einstein et son oncle Jakob fondèrent Elektrotechnische Fabrik J. Einstein & Cie, entreprise spécialisée dans la fabrication de matériel électrique à courant continu.
Dans sa petite enfance, les parents d'Einstein ont exprimé leur inquiétude concernant un potentiel trouble d'apprentissage dû à son retard dans le développement de la parole. À l’âge de cinq ans, alors qu’il était alité pour cause de maladie, son père lui a offert une boussole, un événement qui a déclenché une fascination profonde et durable pour l’électromagnétisme. Cette expérience l'a amené à réaliser que « quelque chose de profondément caché devait se cacher derrière les choses ».
Dès l'âge de cinq ans, Einstein a fréquenté l'école primaire catholique Saint-Pierre de Munich. À l'âge de huit ans, il a été transféré au Luitpold Gymnasium, où il a poursuivi des études primaires avancées, puis secondaires.
En 1894, l'entreprise appartenant à Hermann et Jakob Einstein a soumis une offre pour un contrat pour l'installation d'un éclairage électrique à Munich. Leur proposition n'a pas abouti, principalement en raison de l'insuffisance des capitaux requis pour mettre à niveau leur technologie du courant continu vers le système à courant alternatif plus efficace. Ce revers commercial a nécessité la vente de leur usine de Munich et un déménagement pour poursuivre de nouvelles entreprises. Par conséquent, la famille Einstein s'installe en Italie, résidant d'abord à Milan avant de s'installer quelques mois plus tard au Palazzo Cornazzani à Pavie. Einstein, quinze ans, resta à Munich pour terminer ses études. Bien que son père ait eu l'intention de lui faire poursuivre des études d'ingénierie électrique, Einstein s'est avéré être un étudiant stimulant, trouvant le régime strict et les approches pédagogiques du Gymnasium peu agréables. Il a ensuite expliqué que l'accent mis par l'institution sur l'apprentissage par cœur était préjudiciable au développement créatif. À la fin du mois de décembre 1894, une lettre d'un médecin demanda avec succès aux autorités de Luitpold sa libération, lui permettant ainsi de rejoindre sa famille à Pavie. Au cours de son adolescence en Italie, il est l'auteur d'un essai intitulé "Sur l'étude de l'état de l'éther dans un champ magnétique".
Einstein a démontré des aptitudes exceptionnelles en physique et en mathématiques dès son plus jeune âge, développant rapidement une expertise mathématique généralement observée chez des individus plusieurs années plus âgés. À l'âge de douze ans, il a commencé l'auto-apprentissage de l'algèbre, du calcul et de la géométrie euclidienne. Ses progrès ont été remarquablement rapides, ce qui l'a amené à dériver de manière indépendante une preuve originale du théorème de Pythagore avant son treizième anniversaire. Max Talmud, un tuteur de la famille, a raconté que peu de temps après avoir fourni un manuel de géométrie à Einstein, âgé de douze ans, le garçon "avait parcouru tout le livre. Il s'est alors consacré aux mathématiques supérieures... Bientôt, l'envol de son génie mathématique était si haut que je ne pouvais pas le suivre." Einstein lui-même a déclaré avoir «maîtrisé le calcul intégral et différentiel» à l'âge de quatorze ans. Sa profonde appréciation de l'algèbre et de la géométrie l'a amené, à douze ans, à affirmer avec assurance que la nature pouvait être comprise comme une « structure mathématique ».
À l'âge de treize ans, les intérêts intellectuels d'Einstein s'étaient étendus pour englober la musique et la philosophie. Durant cette période, le Talmud lui fait découvrir la Critique de la raison pure de Kant. Kant devint par la suite son philosophe préféré ; Le Talmud observait qu'« à l'époque, il était encore un enfant, âgé de seulement treize ans, et pourtant les œuvres de Kant, incompréhensibles pour le commun des mortels, lui semblaient claires. »
En 1895, à seize ans, Einstein passa l'examen d'entrée à l'école polytechnique fédérale (plus tard connue sous le nom d'Eidgenössische Technische Hochschule, ETH) à Zurich, en Suisse. Bien qu’il n’ait pas obtenu la note requise dans la section générale de l’examen, il a démontré des compétences exceptionnelles en physique et en mathématiques. Suivant la recommandation du directeur, il termine ses études secondaires à l'école cantonale argovienne (un gymnase) à Aarau, en Suisse, où il obtient son diplôme en 1896. Au cours de sa résidence à Aarau avec la famille de Jost Winteler, il développe une relation amoureuse avec la fille de Winteler, Marie. (Sa sœur, Maja, épousa plus tard Paul, le fils de Jost Winteler.)
En janvier 1896, avec le consentement de son père, Einstein a renoncé à sa citoyenneté dans le royaume allemand de Wurtemberg pour échapper à la conscription militaire. La Matura (diplôme signifiant la réussite de l'enseignement secondaire supérieur), qu'il a reçu en septembre 1896, attestait de ses excellents résultats académiques dans la plupart des matières, lui valant une excellente note de 6 en histoire, physique, algèbre, géométrie et géométrie descriptive. À l’âge de dix-sept ans, il s’inscrit au programme de quatre ans menant au diplôme d’enseignement des mathématiques et de la physique à l’École polytechnique fédérale. Là, il s'est lié d'amitié avec son camarade Marcel Grossmann, qui l'a aidé à naviguer dans ses études malgré son approche non conventionnelle et a ensuite contribué à fournir les fondements mathématiques de ses théories physiques révolutionnaires. Marie Winteler, d'un an son aînée, a obtenu un poste d'enseignante à Olsberg, en Suisse.
Parmi les cinq autres étudiants de première année poursuivant le même programme qu'Einstein à l'école polytechnique, une seule était une femme : Mileva Marić, une étudiante serbe de vingt ans. Au cours des années suivantes, les deux hommes ont consacré beaucoup de temps à discuter de leurs intérêts communs et à explorer des sujets de physique avancés dépassant le cadre des cours de l'école polytechnique. Dans sa correspondance avec Marić, Einstein a avoué que l'exploration scientifique collaborative avec elle était bien plus engageante que l'étude solitaire d'un manuel. En fin de compte, leur relation a évolué d'une amitié à un partenariat romantique.
Les opinions des chercheurs parmi les historiens de la physique restent divisées quant au degré de contribution de Marić au contenu intellectuel des publications annus mirabilis d'Einstein. Bien que certaines preuves suggèrent qu'il a été influencé par ses concepts scientifiques, d'autres chercheurs remettent en question l'importance globale de son impact sur son développement intellectuel.
Mariages, relations et progéniture
Une correspondance entre Einstein et Marić, découverte et publiée en 1987, a révélé que le couple avait une fille, Lieserl. Elle est née au début de 1902 pendant la vie de Marić. Au retour de Marić en Suisse, l'enfant n'était plus présent. Le sort de Lieserl reste incertain ; dans une lettre de septembre 1903, Einstein affirmait que l'enfant avait été adopté ou avait succombé à la scarlatine pendant l'enfance.
Einstein et Marić se sont mariés en janvier 1903. En mai 1904, leur premier fils, Hans Albert, est né à Berne, en Suisse, suivi de leur deuxième fils, Eduard, né à Zurich en juillet 1910. Dans des lettres qu'Einstein a écrites à Marie Winteler dans les mois précédents Après la naissance d'Eduard, il a qualifié son affection pour sa femme de « malavisée » et a déploré une « vie manquée » dont il imaginait avoir profité s'il avait épousé Winteler à la place : « Je pense à toi avec un amour sincère à chaque minute libre et je suis aussi malheureux que seul un homme peut l'être. »
En 1912, Einstein a commencé une relation avec Elsa Löwenthal, qui était sa cousine germaine maternellement et sa cousine germaine paternellement. Lorsque Marić découvrit son infidélité peu après avoir déménagé avec lui à Berlin en avril 1914, elle retourna à Zurich, accompagnée de Hans Albert et Eduard. Einstein et Marić ont divorcé le 14 février 1919, invoquant cinq ans de séparation. Dans le cadre du règlement du divorce, Einstein a stipulé que tout prix Nobel qu'il recevrait serait attribué à Marić ; il a ensuite reçu le prix deux ans plus tard.
Einstein épousa Löwenthal en 1919. En 1923, il entame une relation avec Betty Neumann, une secrétaire qui était la nièce de son ami proche Hans Mühsam. Löwenthal a néanmoins maintenu sa loyauté, l'accompagnant lors de son émigration aux États-Unis en 1933. En 1935, elle reçut un diagnostic de problèmes cardiaques et rénaux, et sa mort survint en décembre 1936.
Un recueil de lettres d'Einstein, publié par l'Université hébraïque de Jérusalem en 2006, révéla d'autres implications amoureuses. Il s'agissait notamment de Margarete Lebach (une Autrichienne mariée), Estella Katzenellenbogen (une riche propriétaire d'un fleuriste), Toni Mendel (une veuve juive prospère) et Ethel Michanowski (une mondaine berlinoise), avec qui il a passé du temps et de qui il a accepté des cadeaux lors de son mariage avec Löwenthal. Après la mort de Löwenthal, Einstein s'est brièvement engagé dans une relation avec Margarita Konenkova, dont certains pensent qu'elle était une espionne russe ; on attribue à son mari, le sculpteur russe Sergueï Konenkov, la création du buste en bronze d'Einstein situé à l'Institut d'études avancées de Princeton.
Eduard, fils d'Einstein, a reçu un diagnostic de schizophrénie vers l'âge de vingt ans, à la suite d'un grave épisode de santé mentale. Il a ensuite passé sa vie soit sous la garde de sa mère, soit en institution intermittente. Après son décès, il a été interné définitivement au Burghölzli, l'hôpital psychiatrique universitaire de Zurich.
Assistant à l'Office suisse des brevets (1902-1909)
En 1900, Einstein est diplômé de l'école polytechnique fédérale, qualifié pour enseigner les mathématiques et la physique. Bien qu'il ait acquis avec succès la nationalité suisse en février 1901, il fut exempté de la conscription militaire habituelle, les autorités suisses le jugeant médicalement inapte au service. Malgré près de deux ans de candidatures, il n'a pas réussi à obtenir un poste d'enseignant dans les écoles suisses. Finalement, avec l'aide du père de Marcel Grossmann, il obtint un poste d'examinateur assistant (niveau III) à l'Office suisse des brevets à Berne.
Parmi les demandes de brevet soumises à l'évaluation d'Einstein figuraient des propositions pour une trieuse à gravier et une machine à écrire électrique. Ses employeurs, satisfaits de ses performances, lui accordèrent un poste permanent en 1903, tout en différant sa promotion jusqu'à ce qu'il ait « complètement maîtrisé la technologie des machines ». Il est plausible que son travail au bureau des brevets ait influencé le développement de sa théorie de la relativité restreinte. Ses concepts révolutionnaires concernant l'espace, le temps et la lumière sont nés d'expériences de pensée impliquant la transmission de signaux et la synchronisation d'horloge, des sujets qui étaient également pertinents pour certaines des inventions qu'il a évaluées.
En 1902, Einstein et un cercle de connaissances à Berne créèrent un groupe de discussion qui se réunissait régulièrement pour délibérer sur la science et la philosophie. Le choix du nom « Olympia Academy » pour leur association constitue un commentaire ironique sur sa position modeste et non académique. Marić se joignait occasionnellement à leurs séances, observant principalement les discussions. Le groupe a analysé les travaux de penseurs tels que Henri Poincaré, Ernst Mach et David Hume, qui ont tous profondément façonné le développement intellectuel ultérieur d'Einstein.
Publications scientifiques initiales (1900-1905)
L'article inaugural d'Einstein, "Folgerungen aus den Capillaritätserscheinungen" ("Conclusions tirées des phénomènes de capillarité"), qui proposait un modèle d'attraction intermoléculaire qu'il a ensuite rejeté comme étant insubstantiel, a été publié dans la revue Annalen der Physik en 1901. Sa thèse de doctorat de 24 pages portait également sur un sujet dans physique moléculaire. Intitulé "Eine neue Bestimmung der Moleküldimensionen" ("Une nouvelle détermination des dimensions moléculaires") et dédié "Meinem Freunde Herr Dr. Marcel Grossmann gewidmet" (à son ami Marcel Grossman), il fut finalisé le 30 avril 1905 et ensuite approuvé par le professeur Alfred Kleiner de l'Université de Zurich trois mois plus tard. (Einstein reçut officiellement son doctorat le 15 janvier 1906.) Quatre autres travaux fondateurs achevés par Einstein en 1905 - ses articles renommés sur l'effet photoélectrique, le mouvement brownien, sa théorie restreinte de la relativité et l'équivalence de la masse et de l'énergie - aboutirent à la désignation de cette année comme annus mirabilis pour la physique, comparable à l'année charnière de 1666 où Isaac Newton a réalisé son plus grand succès. des avancées intellectuelles significatives. Ces publications ont profondément impressionné les contemporains d'Einstein.
Carrière universitaire européenne (1908-1933)
Le mandat d'Einstein en tant que fonctionnaire s'est terminé en 1908, lorsqu'il a obtenu un poste universitaire de niveau débutant à l'Université de Berne. En 1909, une conférence sur l'électrodynamique relativiste donnée à l'Université de Zurich, très appréciée par Alfred Kleiner, incita l'Université de Zurich à le recruter comme professeur associé nouvellement créé. Sa promotion au poste de professeur titulaire suivit en avril 1911, lorsqu'il assuma une chaire de professeur à l'Université allemande Charles-Ferdinand de Prague. Cette réinstallation a nécessité son acquisition de la citoyenneté austro-hongroise, un processus qui n'a pas été finalisé. Son séjour à Prague a été marqué par la production de onze articles de recherche.
Du 30 octobre au 3 novembre 1911, Einstein a participé à la première conférence Solvay sur la physique.
En juillet 1912, il rejoint son alma mater, l'ETH Zurich, pour occuper une chaire de physique théorique. Ses activités pédagogiques se concentraient sur la thermodynamique et la mécanique analytique, tandis que ses recherches englobaient la théorie moléculaire de la chaleur, la mécanique des milieux continus et la formulation d'une théorie relativiste de la gravitation. Pour ses travaux sur ce dernier sujet, il collabore avec son ami Marcel Grossmann, dont l'expertise mathématique surpassait la sienne.
Au printemps 1913, Max Planck et Walther Nernst, deux visiteurs allemands, firent appel à Einstein à Zurich dans le but de le convaincre de s'installer à Berlin. Ils ont proposé une offre d'adhésion à l'Académie prussienne des sciences, la direction du projet d'Institut Kaiser Wilhelm de physique et une chaire à l'Université Humboldt de Berlin, qui fournirait un salaire de professeur pour la recherche sans obligations d'enseignement. Cette invitation l'attirait particulièrement, car Berlin était la résidence de sa petite amie d'alors, Elsa Löwenthal. Il accepta ensuite l'adhésion à l'Académie le 24 juillet 1913 et déménagea dans un appartement dans le quartier berlinois de Dahlem le 1er avril 1914. Il prit son poste à l'Université Humboldt peu après.
Le début de la Première Guerre mondiale en juillet 1914 amorça l'aliénation progressive d'Einstein de son pays natal. Lorsque le « Manifeste des Quatre-vingt-treize » fut publié en octobre 1914 – un document soutenu par de nombreux intellectuels allemands de premier plan qui rationalisaient la position agressive de l’Allemagne – Einstein faisait partie du nombre limité d’intellectuels allemands qui le désavouèrent, choisissant plutôt de signer le « Manifeste aux Européens » alternatif et pacifiste. Cependant, malgré cette expression de ses réserves à l'égard de la politique allemande, il fut néanmoins élu pour un mandat de deux ans à la présidence de la Société allemande de physique en 1916. Lorsque l'Institut Kaiser Wilhelm de physique commença ses activités l'année suivante, sa création ayant été reportée en raison du conflit, Einstein fut nommé son premier directeur, conformément aux assurances préalables de Planck et Nernst.
Einstein fut nommé membre étranger de l'Académie royale des arts et des sciences des Pays-Bas en 1916. 1920 et membre étranger de la Royal Society en 1921. En 1922, il reçut le prix Nobel de physique 1921 « pour ses services à la physique théorique, et en particulier pour sa découverte de la loi de l'effet photoélectrique ». À ce stade, certains physiciens restaient sceptiques à l'égard de la théorie générale de la relativité, et la citation Nobel exprimait une certaine réserve même à l'égard des travaux reconnus sur la photoélectricité : elle ne soutenait pas le concept d'Einstein sur la nature particulaire de la lumière, un concept qui n'a été accepté scientifiquement universellement qu'après la dérivation du spectre de Planck par S. N. Bose en 1924. La même année, Einstein a été élu membre honoraire international de l'American Académie des Arts et des Sciences. La médaille Copley de la Royal Society, considérée comme la récompense britannique la plus analogue au prix Nobel, ne fut décernée à Einstein qu'en 1925. Il fut ensuite élu membre international de l'American Philosophical Society en 1930.
Einstein présenta sa démission de l'Académie prussienne en mars 1933. Ses réalisations notables au cours de son mandat à Berlin comprenaient l'achèvement de la théorie de la relativité générale, la démonstration de la Effet Einstein-de Haas, contributions significatives à la théorie quantique du rayonnement et développement pionnier des statistiques de Bose-Einstein.
Vérification expérimentale de la relativité générale (1919)
En 1907, Albert Einstein a réalisé une avancée significative dans sa progression depuis la théorie de la relativité restreinte vers un nouveau concept gravitationnel, en formulant le principe d'équivalence. Ce principe postulait qu'un observateur situé dans une enceinte en chute libre dans un champ gravitationnel ne détecterait aucune preuve de la présence de ce champ. En 1911, il appliqua ce principe pour calculer la déviation des rayons lumineux provenant d'étoiles lointaines en raison de l'influence gravitationnelle du Soleil lorsqu'ils traversaient près de sa photosphère, ou surface apparente. Ses calculs ont été affinés en 1913, incorporant une méthode pour modéliser la gravitation à l'aide du tenseur de courbure de Riemann dans un espace-temps à quatre dimensions non euclidien. À la fin de 1915, sa reconceptualisation complète des mathématiques gravitationnelles à travers la géométrie riemannienne était finalisée. Il a ensuite appliqué cette nouvelle théorie pour expliquer non seulement la fonction du Soleil comme lentille gravitationnelle, mais également la précession du périhélie de Mercure, un déplacement progressif du point de son orbite elliptique le plus proche du Soleil. Une éclipse solaire totale le 29 mai 1919 a offert une opportunité cruciale de valider empiriquement sa théorie des lentilles gravitationnelles. Les observations menées par Sir Arthur Eddington ont ensuite confirmé les prédictions d'Einstein. Les découvertes d'Eddington ont attiré l'attention des médias mondiaux. Par exemple, le 7 novembre 1919, l'éminent journal britannique The Times publiait un gros titre proclamant : "Révolution dans la science – Nouvelle théorie de l'univers – Les idées newtoniennes renversées".
Naviguer dans la reconnaissance publique (1921-1923)
La large diffusion des observations de l'éclipse d'Eddington, à la fois dans les publications scientifiques et dans les médias populaires, a propulsé Einstein à un niveau de reconnaissance publique sans précédent, faisant de lui « peut-être le premier scientifique célèbre au monde ». Son travail révolutionnaire a été salué pour avoir bouleversé fondamentalement un paradigme scientifique qui sous-tendait la compréhension du cosmos par les physiciens depuis le XVIIe siècle.
Einstein a commencé son rôle de sommité intellectuelle aux États-Unis en arrivant le 2 avril 1921. Sa réception à New York comprenait un accueil du maire John Francis Hylan, suivi d'un itinéraire de trois semaines de conférences et de réceptions officielles. Il a prononcé plusieurs discours à l'Université de Columbia et à Princeton, et à Washington, D.C., il s'est rendu à la Maison Blanche aux côtés de délégués de l'Académie nationale des sciences. Son voyage de retour en Europe comprenait une escale à Londres, où il fut accueilli par l'éminent philosophe et homme d'État, le vicomte Haldane. Au cours de son séjour dans la capitale britannique, Einstein s'est entretenu avec plusieurs personnalités éminentes des sphères scientifiques, politiques et intellectuelles britanniques et a donné une conférence au King's College. En juillet 1921, il rédige un essai intitulé « Ma première impression des États-Unis », visant à délimiter le caractère national américain, un effort qui rappelle les observations d'Alexis de Tocqueville dans La démocratie en Amérique (1835). Il a exprimé une admiration considérable pour ses hôtes américains, en faisant remarquer : "Ce qui frappe un visiteur, c'est son attitude joyeuse et positive face à la vie... L'Américain est amical, sûr de lui, optimiste et sans envie."
En 1922, les voyages d'Einstein se sont concentrés sur l'hémisphère oriental plutôt que sur l'hémisphère occidental. Il entreprend une tournée de six mois en Asie, donnant des conférences au Japon, à Singapour et à Ceylan (aujourd'hui Sri Lanka). Après sa première conférence publique à Tokyo, il fut reçu par l'empereur Yoshihito et son épouse au palais impérial, tandis que des milliers de spectateurs se rassemblaient dans les rues, espérant le voir. Alors qu'il notait dans une lettre à ses fils que les Japonais semblaient modestes, intelligents, prévenants et appréciaient l'art, les entrées de son journal privé offraient une perspective moins favorable, se demandant si leurs besoins intellectuels étaient plus faibles que leurs besoins artistiques. Son journal contenait également des observations critiques concernant les populations chinoises et indiennes, y compris une remarque sur les enfants chinois apparaissant « sans esprit et obtus » et exprimant une inquiétude quant au potentiel du peuple chinois à « supplanter toutes les autres races », ce qu'il trouvait « indiciblement morne ». Le dernier segment de sa tournée, Sir Herbert Samuel, haut-commissaire britannique de douze jours, a réservé un accueil généralement réservé à un chef d'État en visite, complété par un salut au canon. Lors d'une réception en son honneur, une foule désireuse de l'entendre prendre la parole envahit l'événement ; il s'adressa à eux en exprimant sa satisfaction que le peuple juif soit de plus en plus reconnu comme une influence mondiale.
Le 6 avril 1922, alors qu'il était à Paris, Einstein participa à un débat sur la relativité avec le philosophe Henri Bergson. Ce désaccord intellectuel a eu un impact significatif sur les sciences humaines et a été considéré comme une cause célèbre académique pendant cette période.
Le choix d'Einstein d'entreprendre une tournée dans l'hémisphère oriental en 1922 l'a empêché d'assister à la cérémonie du prix Nobel à Stockholm en décembre. Un diplomate allemand l'a représenté au banquet Nobel habituel, prononçant un discours louant Einstein non seulement pour ses contributions à la physique, mais également pour son plaidoyer en faveur de la paix. Au cours des deux semaines suivantes, au cours de son voyage en Espagne, il a également eu l'occasion de rencontrer Santiago Ramón y Cajal, un autre lauréat du prix Nobel et neuroanatomiste.
Service auprès de la Société des Nations (1922-1932)
De 1922 à 1932, avec de brèves interruptions en 1923 et 1924, Einstein a siégé au Comité international de coopération intellectuelle de la Société des Nations, basé à Genève. Ce comité a été créé par la Ligue pour favoriser une collaboration plus étroite entre les scientifiques, les artistes, les universitaires, les éducateurs et autres intellectuels au-delà des frontières nationales. Sa nomination en tant que délégué allemand et non en tant que représentant suisse est le résultat des manœuvres de deux militants catholiques, Oskar Halecki et Giuseppe Motta. Ils ont incité le secrétaire général Eric Drummond à refuser à Einstein le poste de comité désigné pour un intellectuel suisse, créant ainsi une opportunité pour Gonzague de Reynold, qui a ensuite utilisé son rôle dans la Société des Nations pour défendre la doctrine catholique traditionnelle. Hendrik Lorentz, l'ancien professeur de physique d'Einstein, et la chimiste polonaise Marie Curie étaient également membres de ce comité.
Tournée sud-américaine (1925)
En mars et avril 1925, Einstein et sa femme entreprirent une tournée en Amérique du Sud, passant environ une semaine au Brésil, une semaine en Uruguay et un mois en Argentine. La tournée a été proposée par Jorge Duclout (1856-1927) et Mauricio Nirenstein (1877-1935), avec le soutien d'universitaires argentins tels que Julio Rey Pastor, Jakob Laub et Leopoldo Lugones. Le financement a été principalement fourni par le Conseil de l'Université de Buenos Aires et l'Asociación Hebraica Argentina (Association hébraïque argentine), complété par une contribution plus modeste de l'Institution culturelle argentine-germanique.
Tournée aux États-Unis (1930-1931)
En décembre 1930, Albert Einstein a lancé un autre projet notable, Caltech, en s'adaptant à sa préférence pour éviter l'attention médiatique considérable qu'il avait rencontrée au cours de ses années 1921, ce qui l'a amené à décliner de nombreuses invitations à des récompenses et à des discours de ses admirateurs. Néanmoins, il restait prêt à consacrer du temps pour rencontrer ses fans sur demande.
Après son arrivée à New York, Einstein a participé à divers engagements, dont un. Dans les jours suivants, le maire Jimmy Walker lui a remis les clés de la ville et il a rencontré Nicholas Murray Butler, le président de l'Université de Columbia, qui a qualifié Einstein de « le monarque dirigeant de l'esprit ». Harry Emerson Fosdick, pasteur de l'église Riverside de New York, a organisé une visite pour Einstein, montrant une statue grandeur nature de lui placée à l'entrée de l'église. Durant son séjour à New York, Einstein a également rejoint environ 15 000 personnes au Madison Square Garden pour une célébration de Hanoukka.
Einstein s'est ensuite rendu en Californie, où il a rencontré Robert A. Millikan, président de Caltech et lauréat du prix Nobel. Leur amitié a été décrite comme « maladroite » en raison du « penchant de Millikan pour le militarisme patriotique », qui contrastait fortement avec le pacifisme prononcé d'Einstein. Lors d'un discours devant des étudiants de Caltech, Einstein a fait remarquer que la science avait souvent tendance à causer plus de mal que de bien.
Cette forte aversion pour la guerre a également favorisé les amitiés d'Einstein avec l'auteur Upton Sinclair et la star de cinéma Charlie Chaplin, tous deux reconnus pour leurs positions pacifistes. Carl Laemmle, directeur des studios Universal, a fait visiter les studios d'Einstein et lui a présenté Chaplin. Ils développèrent une relation immédiate, conduisant Chaplin à inviter Einstein et sa femme, Elsa, chez lui pour un dîner. Chaplin a observé que l'attitude extérieurement calme et douce d'Einstein semblait cacher un "tempérament très émotif", qui, selon lui, alimentait son "extraordinaire énergie intellectuelle".
Le film de Chaplin Les Lumières de la Ville devait être présenté en avant-première à Hollywood quelques jours plus tard, et Chaplin a invité Einstein et Elsa à y assister en tant qu'invités spéciaux. Walter Isaacson, le biographe d'Einstein, a qualifié cet événement de « l'une des scènes les plus mémorables de la nouvelle ère de la célébrité ». Lors d'un voyage ultérieur à Berlin, Chaplin rendit visite à Einstein chez lui, se souvenant de son « modeste petit appartement » et du piano où Einstein avait commencé à écrire sa théorie. Chaplin a émis l'hypothèse que le piano était « peut-être utilisé comme bois d'allumage par les nazis ». Lors de la première du film, Einstein et Chaplin ont reçu des acclamations enthousiastes. Chaplin a dit à Einstein : "Ils m'encouragent parce qu'ils me comprennent, et ils vous encouragent parce que personne ne vous comprend."
Émigration vers les États-Unis (1933)
En février 1933, alors qu'il étudiait dans des universités américaines au début de l'année 1933, Einstein entreprit sa troisième chaire invitée de deux mois au California Institute of Technology de Pasadena. En février et mars 1933, la Gestapo mena des perquisitions répétées dans l'appartement de sa famille à Berlin. Lui et sa femme, Elsa, sont retournés en Europe en mars et, au cours de leur voyage, ils ont appris que le Reichstag allemand avait adopté la loi d'habilitation le 23 mars, transformant de fait le gouvernement d'Hitler en une dictature légale de facto, empêchant ainsi leur retour à Berlin. Par la suite, ils ont appris que leur maison avait été attaquée par les nazis et que le voilier personnel d'Einstein avait été confisqué. À son débarquement à Anvers, en Belgique, le 28 mars, Einstein s'est immédiatement rendu au consulat allemand pour remettre son passeport, renonçant ainsi formellement à sa citoyenneté allemande. Les nazis vendirent plus tard son bateau et transformèrent sa maison en camp des Jeunesses hitlériennes.
Statut de réfugié
En avril 1933, Albert Einstein a pris connaissance d'une nouvelle législation allemande interdisant aux Juifs d'occuper des fonctions publiques, y compris des postes universitaires dans les universités. L'historien Gerald Holton a documenté que des milliers de scientifiques juifs ont été brusquement licenciés de leurs fonctions universitaires et effacés des archives institutionnelles, avec « pratiquement aucune protestation audible de la part de leurs collègues ».
Le mois suivant, les publications d'Einstein figuraient parmi celles ciblées par l'Union des étudiants allemands lors des autodafés de livres nazis, une période où Joseph Goebbels, le ministre de la propagande nazi, a déclaré : « L'intellectualisme juif est mort ». Parallèlement, un périodique allemand classait Einstein parmi les adversaires du régime, déclarant « pas encore pendu » et offrant une récompense de 5 000 $ pour sa capture. Dans une correspondance ultérieure avec son ami et collègue physicien Max Born, qui avait déjà quitté l'Allemagne pour l'Angleterre, Einstein a admis : « Je dois admettre que le degré de leur brutalité et de leur lâcheté a été une surprise. » Après son déménagement aux États-Unis, Einstein a qualifié les autodafés de livres de « explosion émotionnelle spontanée » de la part d'individus qui « fuient les lumières populaires » et, « plus que toute autre chose au monde, craignent l'influence d'hommes intellectuellement indépendants ».
Einstein s'est retrouvé sans résidence permanente, incertain de ses futures conditions de vie et de travail, et profondément préoccupé pour les nombreux scientifiques restés en Allemagne. Il a reçu l'aide de l'Academic Assistance Council, une organisation créée en avril 1933 par le politicien libéral britannique William Beveridge pour faciliter l'évasion des universitaires des persécutions nazies, lui permettant ainsi de quitter l'Allemagne. Il a ensuite loué une maison à De Haan, en Belgique, pendant plusieurs mois. Fin juillet 1933, il accepta une invitation du député britannique commandant Oliver Locker-Lampson, avec qui il avait développé une amitié au cours des années précédentes, à Locker-Lampson arrangé pour qu'Einstein réside dans une cabane en bois isolée à Roughton Heath, dans la paroisse de Roughton, Norfolk, près de sa maison de Cromer. Pour assurer la sécurité d'Einstein, Locker-Lampson lui a assigné deux gardes du corps ; une photographie les représentant armés de fusils de chasse et protégeant Einstein parut dans le Daily Herald le 24 juillet 1933.
Locker-Lampson a facilité les rencontres d'Einstein avec d'éminentes personnalités britanniques, dont Winston Churchill à sa résidence, suivi par Austen Chamberlain et l'ancien Premier ministre Lloyd George. Au cours de ces rencontres, Einstein a lancé un appel à l’aide pour réinstaller des scientifiques juifs d’Allemagne. L'historien britannique Martin Gilbert a documenté l'action rapide de Churchill, notant qu'il a envoyé son associé, le physicien Frederick Lindemann, en Allemagne pour identifier des scientifiques juifs à placer dans des universités britanniques. Churchill a ensuite fait remarquer que l'expulsion par l'Allemagne de sa population juive avait par inadvertance diminué ses « normes techniques », accordant ainsi aux Alliés un avantage technologique.
Einstein a ensuite étendu son action aux dirigeants d'autres nations, y compris İsmet İnönü, le Premier ministre de Turquie, à qui il a écrit en septembre 1933. Sa lettre demandait le placement de scientifiques juifs allemands au chômage. Par conséquent, plus de « 1 000 personnes sauvées » ont finalement été invitées en Turquie en conséquence directe de l’intervention d’Einstein.
Parallèlement, Locker-Lampson a présenté un projet de loi parlementaire proposant la citoyenneté britannique pour Einstein. Au cours de cette période, Einstein a prononcé plusieurs discours publics détaillant l'escalade de la crise en Europe. Dans l’un de ces discours, Einstein a condamné la persécution des Juifs par l’Allemagne et a plaidé pour la citoyenneté juive en Palestine, étant donné le refus généralisé de la citoyenneté ailleurs dans le monde. À l'appui de sa proposition législative, Locker-Lampson a qualifié Einstein de « citoyen du monde » méritant l'asile temporaire au Royaume-Uni. Les deux initiatives législatives ont finalement échoué. Par conséquent, Einstein a accepté une invitation préalable de l'Institute for Advanced Study de Princeton, New Jersey, États-Unis, à assumer un poste de chercheur résident.
Chercheur résident à l'Institute for Advanced Study
Le 3 octobre 1933, Einstein prononça un discours important sur l'impératif de la liberté académique devant un public rempli au Royal Albert Hall de Londres, un discours qui, selon le The Times, fut accueilli par des applaudissements enthousiastes. Quatre jours plus tard, il retournait aux États-Unis pour commencer son mandat à l’Institute for Advanced Study, une institution reconnue pour servir de sanctuaire aux scientifiques fuyant l’Allemagne nazie. Il est à noter qu'à cette époque, la majorité des universités américaines, y compris des institutions prestigieuses telles que Harvard, Princeton et Yale, maintenaient une population d'enseignants ou d'étudiants juifs minime, voire inexistante, en raison de quotas restrictifs qui ont persisté jusqu'à la fin des années 1940.
La trajectoire future d'Einstein restait incertaine. Il reçut plusieurs offres d'institutions universitaires européennes, notamment une bourse de recherche de cinq ans (appelée « bourse d'études » au sein de l'institution) de Christ Church, Oxford, où il résida pendant trois brefs intervalles entre mai 1931 et juin 1933. Cependant, en 1935, il résolut d'établir une résidence permanente aux États-Unis et d'obtenir la citoyenneté.
Einstein maintint son association avec l'Institute for Advanced Study jusqu'à sa disparition en 1955. Il fut parmi les quatre premiers chercheurs choisis pour le nouvel institut, aux côtés de John von Neumann, Kurt Gödel et Hermann Weyl. Une profonde amitié s'est rapidement formée entre Einstein et Gödel, caractérisée par leurs fréquentes discussions collaboratives lors des promenades. Son assistante, Bruria Kaufman, poursuit ensuite une carrière de physicienne. Tout au long de cette époque, Einstein s’est efforcé en vain de formuler une théorie unifiée des champs et de remettre en question l’interprétation dominante de la physique quantique. À partir de 1935, il réside dans sa maison de Princeton. En 1976, la Maison Albert Einstein a été désignée monument historique national.
La Seconde Guerre mondiale et le projet Manhattan
En 1939, un contingent de scientifiques hongrois, dont le physicien émigré Leó Szilárd, cherchèrent à informer Washington, D.C., des recherches en cours sur la bombe atomique nazie. Dans un premier temps, ces avertissements n’ont pas été pris en compte. Einstein, Szilárd et d’autres réfugiés, dont Edward Teller et Eugene Wigner, considéraient qu’il était de leur devoir d’informer les Américains de la possibilité pour les scientifiques allemands de développer une bombe atomique et de les avertir qu’Hitler emploierait volontiers une telle arme. Pour s'assurer que les États-Unis reconnaissent cette menace imminente, en juillet 1939, plusieurs mois avant le début de la Seconde Guerre mondiale en Europe, Szilárd et Wigner rencontrèrent Einstein pour élucider le concept des bombes atomiques, une possibilité qu'Einstein, pacifiste convaincu, a admis n'avoir jamais envisagée. Il lui a ensuite été demandé d'approuver une lettre, co-écrite avec Szilárd, adressée au président Franklin D. Roosevelt, appelant à ce que les États-Unis prêtent attention et s'engagent dans leur propre recherche sur les armes nucléaires.
Cette correspondance est largement considérée comme « sans doute le stimulant clé pour l'adoption par les États-Unis d'enquêtes sérieuses sur les armes nucléaires à la veille de l'entrée des États-Unis dans la Seconde Guerre mondiale ». Au-delà de la lettre, Einstein a tiré parti de ses relations avec la famille royale belge et la reine mère de Belgique pour garantir l'accès d'un envoyé personnel au bureau ovale de la Maison Blanche. Certains avancent que la lettre d'Einstein et les rencontres ultérieures avec Roosevelt ont incité les États-Unis à se joindre à la « course » au développement de la bombe atomique, mobilisant ainsi leurs « immenses ressources matérielles, financières et scientifiques » pour lancer le projet Manhattan.
Einstein considérait « la guerre comme une maladie », plaidant pour la résistance contre elle. Son approbation de la lettre à Roosevelt est considérée par certains comme une rupture avec ses convictions pacifistes. En 1954, un an avant son décès, Einstein se confia à son ami de longue date, Linus Pauling, déclarant : « J'ai commis une grave erreur dans ma vie : lorsque j'ai signé la lettre adressée au président Roosevelt recommandant la fabrication de bombes atomiques ; mais il y avait une certaine justification : le danger que les Allemands les fabriquent. » En 1955, Einstein, aux côtés de dix autres intellectuels et scientifiques éminents, notamment le philosophe britannique Bertrand Russell, a cosigné un manifeste soulignant la menace existentielle posée par les armes nucléaires. À titre posthume, en 1960, Einstein a été intronisé membre fondateur de l'Académie mondiale des arts et des sciences (WAAS), une institution créée par d'éminents scientifiques et intellectuels dédiés à la promotion d'une progression responsable et éthique de la science, en particulier compte tenu de l'avènement des armes nucléaires.
Citoyenneté américaine
Einstein a acquis la citoyenneté américaine en 1940. Peu de temps après avoir commencé son mandat à l'Institute for Advanced Study de Princeton, New Jersey, il a exprimé son admiration pour les aspects méritocratiques de la culture américaine, en les comparant aux normes européennes. Il a reconnu le « droit des individus de dire et de penser ce qu'ils veulent », sans être entravés par les contraintes sociétales. Par conséquent, il a observé que les individus étaient encouragés à faire preuve d'une plus grande créativité, une caractéristique qu'il appréciait depuis ses expériences éducatives formatrices.
Albert Einstein est devenu membre de la National Association for the Advancement of Colored People (NAACP) à Princeton, militant activement en faveur des droits civiques des Afro-Américains. Il a qualifié le racisme de « pire maladie » de l'Amérique, le percevant comme un phénomène « transmis d'une génération à l'autre ». Son engagement comprenait une correspondance avec le militant des droits civiques W. E. B. Du Bois et l'expression de sa volonté de témoigner au nom de Du Bois lors de son procès de 1951, où Du Bois était accusé d'être un agent étranger. Suite à l'offre d'Einstein de servir de témoin de moralité, le juge président a rejeté l'affaire.
En 1946, Einstein a reçu un diplôme honorifique lors d'une université. Notamment, l'Université Lincoln a la particularité d'être la première université aux États-Unis à décerner des diplômes universitaires à des Afro-Américains, avec d'éminents anciens élèves tels que Langston Hughes et Thurgood Marshall. Au cours de sa visite, Einstein a prononcé un discours sur le racisme en Amérique, affirmant : « Je n'ai pas l'intention de rester silencieux à ce sujet ». Un résident de Princeton a raconté qu'Einstein avait déjà pris en charge les frais de scolarité d'un étudiant afro-américain. Einstein a exprimé son point de vue en déclarant : « Étant moi-même juif, je peux peut-être comprendre et sympathiser avec ce que ressentent les Noirs en tant que victimes de discrimination. » Isaacson documente un incident significatif : « Lorsque Marian Anderson, la contralto noire, est venue à Princeton pour un concert en 1937, le Nassau Inn lui a refusé une chambre. Einstein l'a donc invitée à rester dans sa maison de Main Street, dans ce qui était un geste profondément personnel et symbolique... Chaque fois qu'elle revenait à Princeton, elle restait avec Einstein, son dernier "
Vues personnelles
opinions politiques
En 1918, Einstein était parmi les premiers signataires de la proclamation fondatrice du Parti démocrate allemand, une organisation politique libérale. Par la suite, la philosophie politique d'Einstein a évolué vers une approbation du socialisme et une critique du capitalisme, thèmes qu'il a explorés dans des essais tels que « Pourquoi le socialisme ? ». Son point de vue sur les bolcheviks a également subi une transformation au fil du temps. En 1925, il a critiqué leur gouvernance pour l'absence d'un « système de gouvernement bien réglementé » et a qualifié leur régime de « régime de terreur et de tragédie dans l'histoire de l'humanité ». Plus tard, il a adopté une position plus nuancée, reconnaissant leurs méthodes de manière critique tout en faisant l'éloge, comme en témoigne son commentaire de 1929 sur Vladimir Lénine :
En Lénine, j'honore un homme qui, dans le sacrifice total de sa propre personne, a consacré toute son énergie à réaliser la justice sociale. Je ne trouve pas ses méthodes recommandées. Une chose est sûre cependant : les hommes comme lui sont les gardiens et les rénovateurs de la conscience humaine.
Einstein a fréquemment fourni des évaluations et des points de vue sur des sujets dépassant les domaines de la physique théorique ou des mathématiques. Il était un fervent partisan d’un gouvernement mondial démocratique conçu pour limiter l’autorité des États-nations dans le cadre d’une fédération mondiale. Il a exprimé cette conviction en déclarant : « Je préconise un gouvernement mondial parce que je suis convaincu qu'il n'y a pas d'autre moyen possible d'éliminer le danger le plus terrible dans lequel l'homme se soit jamais trouvé. » Le Federal Bureau of Investigation (FBI) a ouvert un dossier confidentiel sur Einstein en 1932, qui comptait 1 427 pages au moment de son décès.
Le Mahatma Gandhi a profondément impressionné Einstein, ce qui a conduit à leur correspondance. Einstein a qualifié Gandhi de « modèle pour les générations à venir ». Leur connexion initiale a été forgée le 27 septembre 1931, lorsque Wilfrid Israel a facilité une rencontre entre son invité indien, V. A. Sundaram, et Einstein dans sa résidence d'été à Caputh. Sundaram, disciple et envoyé spécial de Gandhi, avait déjà rencontré Wilfrid Israël lors de la visite d'Israël en 1925. Lors de la visite de Caputh, Einstein rédigea une brève lettre à Gandhi, qui fut transmise via Sundaram, et Gandhi lui rendit rapidement la pareille avec sa propre correspondance. Malgré leur incapacité éventuelle à se rencontrer en personne comme souhaité, Wilfrid Israel a joué un rôle déterminant dans l'établissement de ce lien de communication direct entre Einstein et Gandhi.
Relation avec le sionisme
En tant qu'individu juif, Einstein a joué un rôle de premier plan dans la création de l'Université hébraïque de Jérusalem, qui a commencé ses activités en 1925. En 1921, Chaim Weizmann, biochimiste et président de l'Organisation sioniste mondiale, a demandé l'aide d'Einstein pour collecter des fonds pour l'université proposée. Einstein a proposé la création d'un institut d'agriculture, d'un institut de chimie et d'un institut de microbiologie. Ces instituts étaient destinés à lutter contre les épidémies répandues comme le paludisme, qu'il qualifiait de « mal » entravant un tiers du progrès de la nation. De plus, il a plaidé pour la création d'un institut d'études orientales, qui offrirait un enseignement linguistique en hébreu et en arabe.
Einstein, qui n'était pas nationaliste, s'opposait à la formation d'un État juif indépendant. Il pensait que les immigrants juifs arrivant via l’Aliyah pourraient coexister pacifiquement avec la population arabe déjà présente en Palestine. L’État d’Israël a été créé en 1948, une évolution dans laquelle Einstein n’a joué qu’un rôle marginal au sein du mouvement sioniste. Après la mort du président israélien Weizmann en novembre 1952, le Premier ministre David Ben Gourion, à l'instigation d'Ezriel Carlebach, a proposé à Einstein le rôle essentiellement cérémoniel de président d'Israël. L'ambassadeur d'Israël à Washington, Abba Eban, a transmis cette offre, déclarant qu'elle « incarne le plus profond respect que le peuple juif puisse avoir envers chacun de ses fils ». Einstein s'est dit « profondément ému » mais simultanément « attristé et honteux » par son incapacité à accepter ce poste. Bien qu’Einstein ne souhaitait pas occuper ce poste, Israël, tout en se sentant obligé de faire cette offre, ne voulait pas en réalité qu’il l’accepte. Yitzhak Navon, qui fut secrétaire politique de Ben Gourion et devint plus tard président, a raconté l'appréhension de Ben Gourion : "Dites-moi quoi faire s'il dit oui ! J'ai dû lui proposer le poste parce que c'est impossible de ne pas le faire. Mais s'il accepte, nous aurons des ennuis."
Perspectives religieuses et philosophiques
Selon Lee Smolin, les réalisations importantes d'Einstein étaient principalement attribuables à une qualité morale : « Il se souciait simplement bien plus que la plupart de ses collègues que les lois de la physique doivent expliquer tout dans la nature de manière cohérente et cohérente. » Einstein a exprimé sa perspective spirituelle à travers de nombreux écrits et interviews. Il a exprimé une affinité pour le Dieu impersonnel et panthéiste décrit dans la philosophie de Baruch Spinoza. Il a rejeté le concept d'un Dieu personnel impliqué dans les destinées et les actions humaines, qualifiant cette vision de naïve. Cependant, il a précisé : « Je ne suis pas athée », préférant m'identifier comme un agnostique ou un « non-croyant profondément religieux ». Il a en outre écrit : « Un esprit se manifeste dans les lois de l'univers – un esprit largement supérieur à celui de l'homme, et face auquel nous, avec nos modestes pouvoirs, devons nous sentir humbles. De cette façon, la poursuite de la science conduit à un sentiment religieux d'une sorte particulière. »
Einstein a maintenu des affiliations principales avec des organisations humanistes et de culture éthique non religieuses au Royaume-Uni et aux États-Unis. Il a siégé au conseil consultatif de la First Humanist Society de New York et a été associé honoraire de la Rationalist Association, qui publie New Humanist en Grande-Bretagne. À l'occasion du 75e anniversaire de la Société new-yorkaise pour la culture éthique, il a affirmé que les principes de la culture éthique résumaient sa compréhension personnelle des aspects les plus précieux et les plus durables de l'idéalisme religieux. Il a fait remarquer : « Sans « culture éthique », il n'y a pas de salut pour l'humanité. »
Dans une lettre écrite en allemand au philosophe Eric Gutkind, datée du 3 janvier 1954, Einstein a expliqué :
Le mot Dieu n'est pour moi que l'expression et le produit des faiblesses humaines, la Bible un recueil de légendes honorables, mais encore primitives et pourtant assez enfantines. Aucune interprétation, aussi subtile soit-elle, ne peut (pour moi) changer cela. ... Pour moi, la religion juive, comme toutes les autres religions, est l'incarnation des superstitions les plus enfantines. Et le peuple juif auquel j’appartiens volontiers et avec lequel j’ai une profonde affinité avec la mentalité n’a pour moi aucune qualité différente de celle de tous les autres peuples. ... Je ne vois rien de « choisi » chez eux.
Einstein avait depuis longtemps des opinions favorables au végétarisme. Dans une lettre adressée en 1930 à Hermann Huth, vice-président de la Fédération végétarienne allemande (Deutsche Vegetarier-Bund), il déclara :
Malgré les contraintes externes qui empêchaient un régime strictement végétarien, j'ai toujours soutenu le principe du végétarisme. Au-delà des justifications esthétiques et morales de ses objectifs, je crois qu'un mode de vie végétarien, de par son impact physiologique sur le tempérament humain, améliorerait profondément le bien-être de l'humanité.
Einstein n'a adopté un régime végétarien que vers la fin de sa vie. Dans une lettre datée de mars 1954, il déclarait : « Par conséquent, je vis sans graisse, sans viande ni poisson, et pourtant je me sens plutôt bien. Il me semble presque que les humains n'ont pas été intrinsèquement conçus pour être carnivores. »
Affinités musicales
Einstein a cultivé très tôt une appréciation pour la musique, comme en témoignent les entrées de ses journaux ultérieurs :
Si je n'étais pas physicien, je serais probablement musicien. Je m'engage fréquemment dans une réflexion musicale et mes rêveries sont souvent mises en musique. Je perçois ma vie à travers une lentille musicale... La musique est la principale source de joie dans ma vie.
Sa mère, pianiste compétente, souhaitait que son fils apprenne le violon, dans le but à la fois de cultiver son appréciation musicale et de faciliter son intégration dans la société allemande. Le chef d'orchestre Leon Botstein note qu'Einstein a commencé à jouer du violon à l'âge de cinq ans, même s'il n'y trouvait pas de plaisir à cette époque.
À l'âge de 13 ans, Einstein a découvert les sonates pour violon de Mozart, ce qui a suscité sa profonde admiration pour les œuvres de Mozart et a favorisé une approche plus enthousiaste de l'étude musicale. Il était autodidacte, apparemment sans « jamais pratiquer systématiquement », affirmant que « l'amour est un meilleur professeur que le sens du devoir ». À 17 ans, un examinateur d'une école d'Aarau a observé son interprétation des sonates pour violon de Beethoven, décrivant par la suite son jeu comme "remarquable et révélateur d'une 'grande perspicacité'". Botstein souligne que l'examinateur a été particulièrement impressionné par « l'amour profond d'Einstein pour la musique, une qualité qui était et reste rare », notant que « la musique possédait une signification inhabituelle pour cet étudiant. »
À partir de ce moment-là, la musique a pris une importance centrale et durable dans la vie d'Einstein. Bien qu'il n'ait jamais envisagé une carrière de musicien professionnel, il s'est engagé dans la musique de chambre avec plusieurs professionnels, dont Kurt Appelbaum, et s'est produit lors de réunions privées et de connaissances. La musique de chambre fait également partie intégrante de ses engagements sociaux lors de ses résidences à Berne, Zurich et Berlin, où il joue aux côtés de personnalités telles que Max Planck et son fils. On attribue parfois à tort qu'il a édité l'édition 1937 du catalogue Köchel des compositions de Mozart ; cette édition particulière a été compilée par Alfred Einstein, qui aurait pu être un parent éloigné. Mozart occupait une place particulière dans ses affections, Einstein faisant remarquer que « la musique de Mozart est si pure qu'elle semble avoir été omniprésente dans l'univers ». Néanmoins, il exprima une préférence pour Bach par rapport à Beethoven, déclarant un jour : « Donnez-moi plutôt Bach, puis encore Bach. »
En 1931, pendant son mandat de recherche au California Institute of Technology, Einstein visita le conservatoire de la famille Zoellner à Los Angeles, où il interpréta des sélections de Beethoven et Mozart avec des membres du Quatuor Zoellner. Vers la fin de sa vie, lors d'un "
Mort
Le 17 avril 1955, Einstein souffrit d'une hémorragie interne résultant de la rupture d'un anévrisme de l'aorte abdominale, une affection que Rudolph Nissen avait chirurgicalement renforcée en 1948. Il apporta avec lui à l'hôpital une ébauche d'un discours destiné à une émission télévisée commémorant le septième anniversaire de l'État d'Israël, mais il décéda avant son achèvement.
Einstein refusa l'intervention chirurgicale, déclarant : « Je veux y aller quand Je veux. Il est insipide de prolonger artificiellement la vie. J'ai fait ma part ; il est temps de partir. Je le ferai avec élégance." Il est décédé à l'hôpital de Princeton tôt le lendemain matin, à l'âge de 76 ans, après avoir continué son travail jusqu'à peu de temps avant sa mort.
Au cours de l'autopsie qui a suivi, le pathologiste Thomas Stoltz Harvey a extrait de manière controversée le cerveau d'Einstein pour le conserver, sans le consentement de la famille, motivé par l'aspiration que les futurs progrès neuroscientifiques pourraient élucider les fondements biologiques de l'intellect exceptionnel d'Einstein. Les restes d'Einstein ont été incinérés dans Trenton, New Jersey, et ses cendres ont été dispersées sur un site tenu secret.
Le 13 décembre 1965, lors d'une conférence commémorative au siège de l'UNESCO, le physicien nucléaire J. Robert Oppenheimer a caractérisé la personnalité d'Albert Einstein en déclarant : « Il était presque totalement dénué de sophistication et totalement dénué de mondanité... Il y avait toujours en lui une merveilleuse pureté à la fois enfantine et profondément têtue. »
Einstein a légué ses archives personnelles, sa bibliothèque et ses biens intellectuels à l'Université hébraïque de Jérusalem en Israël.
Carrière scientifique
Tout au long de sa vie, Einstein est l'auteur de centaines de publications, dont plus de 300 articles scientifiques et 150 articles non scientifiques. Le 5 décembre 2014, les universités et les archives ont annoncé conjointement la publication des papiers rassemblés par Einstein, qui comprennent plus de 30 000 documents uniques. Au-delà de ses contributions individuelles, il s'est également engagé dans des collaborations avec d'autres scientifiques sur divers projets, tels que les statistiques de Bose-Einstein et le réfrigérateur Einstein.
Mécanique statistique
Fluctuations thermodynamiques et physique statistique
L'article inaugural d'Einstein, soumis en 1900 aux Annalen der Physik, se concentrait sur l'attraction capillaire et fut publié en 1901 sous le titre "Folgerungen aus den Capillaritätserscheinungen" (Conclusions sur les phénomènes de capillarité). Par la suite, deux articles publiés en 1902-1903 explorèrent les principes thermodynamiques, visant à interpréter les phénomènes atomiques d'un point de vue statistique. Ces travaux fondateurs ont ouvert la voie à son article de 1905 sur le mouvement brownien, qui démontrait que le mouvement brownien fournit une preuve irréfutable de l'existence de molécules. Ses recherches en 1903 et 1904 portaient principalement sur l'influence de la taille atomique finie sur les phénomènes de diffusion.
Théorie de l'opalescence critique
Einstein a revisité la question des fluctuations thermodynamiques, en fournissant une analyse des variations de densité au sein d'un fluide à son point critique. Généralement, les fluctuations de densité sont régies par la dérivée seconde de l'énergie libre concernant la densité. Cependant, au point critique, cette dérivée devient nulle, ce qui entraîne des fluctuations importantes. Ces fluctuations de densité provoquent la diffusion de la lumière sur toutes les longueurs d’onde, conférant au fluide un aspect blanc laiteux. Einstein a relié ce phénomène à la diffusion Rayleigh, qui se produit lorsque les tailles de fluctuation sont nettement inférieures à la longueur d'onde et explique la couleur bleue du ciel. Il a dérivé quantitativement l'opalescence critique grâce à un examen des fluctuations de densité, démontrant ainsi que cet effet et la diffusion Rayleigh proviennent de la composition atomistique de la matière.
1905 – Annus Mirabilis Documents
Les articles Annus Mirabilis comprennent quatre articles publiés par Einstein dans la revue scientifique Annalen der Physik en 1905. Ces travaux fondateurs traitaient de l'effet photoélectrique (qui a initié la théorie quantique), du mouvement brownien, de la théorie restreinte de la relativité et de la formule d'équivalence masse-énergie E = mc§1011§. Collectivement, ces quatre articles ont contribué de manière significative au fondement de la physique moderne et ont fondamentalement modifié les perspectives sur l’espace, le temps et la matière. Les quatre articles sont :
Relativité restreinte
L'article fondateur d'Einstein, "Sur l'électrodynamique des corps en mouvement" ("Sur l'électrodynamique des corps en mouvement"), a été soumis le 30 juin 1905, puis publié le 26 septembre de la même année. Ce travail a résolu les incohérences entre les équations de Maxwell (gouvernant l'électricité et le magnétisme) et les principes de la mécanique newtonienne en proposant des modifications aux lois de la mécanique. Empiriquement, les ramifications de ces altérations deviennent plus évidentes aux vitesses relativistes, où les objets se rapprochent de la vitesse de la lumière. Le cadre théorique établi dans cet article a ensuite évolué vers la théorie restreinte de la relativité d'Einstein.
Cette publication postulait que, du point de vue d'un observateur en mouvement relatif, une horloge fixée sur un corps en mouvement présenterait une dilatation du temps et que le corps lui-même subirait une contraction de longueur dans la direction de son mouvement. En outre, l'article affirmait que le concept d'éther lumineux - une construction théorique importante en physique à cette époque - était inutile.
Dans son traité sur l'équivalence masse-énergie, Einstein a dérivé la formule E=mc§89§ comme une conséquence directe de ses équations de relativité restreinte. Bien que les travaux d'Einstein de 1905 sur la relativité aient initialement fait l'objet d'un débat considérable pendant plusieurs années, ils ont finalement été acceptés par d'éminents physiciens, notamment à commencer par Max Planck.
Einstein a initialement formulé la relativité restreinte en utilisant la cinématique, qui est l'étude des corps en mouvement. En 1908, Hermann Minkowski a reconceptualisé géométriquement la relativité restreinte en tant que théorie de l’espace-temps. Einstein a ensuite intégré le formalisme de Minkowski dans sa théorie de la relativité générale de 1915.
Relativité générale
Relativité générale et principe d'équivalence
La Relativité Générale (GR) est une théorie de la gravitation formulée par Einstein de 1907 à 1915. Cette théorie postule que l'attraction gravitationnelle observée entre les masses résulte de la distorsion de l'espace-temps induite par ces masses. La relativité générale est devenue un instrument fondamental de l'astrophysique moderne, étayant la compréhension contemporaine des trous noirs, qui sont des régions de l'espace où l'attraction gravitationnelle est si intense que même la lumière ne peut pas s'en échapper.
Einstein a expliqué plus tard que l'impulsion pour développer la relativité générale provenait de la préférence insatisfaisante pour les mouvements inertiels au sein de la relativité restreinte, suggérant qu'une théorie intrinsèquement impartiale à tout état de mouvement, y compris les états accélérés, serait plus satisfaisante. Ainsi, en 1907, il publie un article traitant de l’accélération dans le cadre de la relativité restreinte. Dans cet article, intitulé « Sur le principe de relativité et les conclusions qui en sont tirées », il postule que la chute libre constitue un véritable mouvement inertiel et, par conséquent, les principes de la relativité restreinte doivent être applicables à un observateur en chute libre. Cette proposition est connue sous le nom de principe d’équivalence. De plus, dans la même publication, Einstein a prédit les phénomènes de dilatation gravitationnelle du temps, de redshift gravitationnel et de lentille gravitationnelle.
En 1911, Einstein a publié un article ultérieur, « Sur l'influence de la gravitation sur la propagation de la lumière », qui développait la publication de 1907. Dans ce travail, il a calculé l’ampleur de la déviation de la lumière provoquée par des corps célestes massifs. Par conséquent, cela a marqué la première opportunité de vérification expérimentale d'une prédiction théorique issue de la relativité générale.
Ondes gravitationnelles
En 1916, Einstein a postulé l'existence d'ondes gravitationnelles, qui sont des ondulations dans la courbure de l'espace-temps qui se propagent vers l'extérieur à partir de leur source, transportant de l'énergie sous forme de rayonnement gravitationnel. La relativité générale permet l'existence d'ondes gravitationnelles car son invariance de Lorentz implique une vitesse de propagation finie pour les interactions gravitationnelles. À l'inverse, les ondes gravitationnelles sont incompatibles avec la théorie newtonienne, qui postule une propagation instantanée des interactions gravitationnelles.
La première détection indirecte des ondes gravitationnelles a eu lieu dans les années 1970, à partir d'observations du système binaire d'étoiles à neutrons en orbite étroite, PSR B1913+16. La décroissance observée au cours de leur période orbitale a été attribuée à l’émission d’ondes gravitationnelles. La prédiction d'Einstein a été directement confirmée le 11 février 2016, lorsque les chercheurs du LIGO ont annoncé la première observation directe d'ondes gravitationnelles, détectées sur Terre le 14 septembre 2015, près d'un siècle après leur postulation théorique.
Argument des trous et théorie d'Entwurf
Au cours du développement de la relativité générale, Einstein a rencontré des difficultés conceptuelles concernant l'invariance de jauge de la théorie. Il a développé un argument qui l’a amené à déduire l’impossibilité d’une théorie des champs généralement relativiste. Par conséquent, il a cessé de rechercher des équations tensorielles entièrement covariantes, poursuivant plutôt des équations invariantes uniquement sous des transformations linéaires générales.
En juin 1913, ces recherches ont abouti à la théorie d'Entwurf (« ébauche »). Fidèle à sa désignation, il représentait une ébauche théorique préliminaire, caractérisée par moins d'élégance et une plus grande complexité que la relativité générale, avec ses équations de mouvement nécessitant des conditions supplémentaires de fixation de jauge. Après plus de deux ans de recherches intensives, Einstein reconnut la faille de l'argument du trou et abandonna par la suite la théorie d'Entwurf en novembre 1915.
Cosmologie physique
En 1917, Einstein a étendu la théorie de la relativité générale pour englober la structure globale du cosmos. Ses découvertes indiquaient que les équations générales du champ prédisaient intrinsèquement un univers dynamique, caractérisé soit par une contraction, soit par une expansion. Compte tenu de l’absence contemporaine de soutien empirique en faveur d’un cosmos dynamique, Einstein a incorporé un nouveau terme, la constante cosmologique, dans les équations de champ pour permettre à la théorie de prévoir un univers statique. Ces équations de champ ajustées projetaient par conséquent un univers statique à courbure fermée, conforme à l'interprétation d'Einstein du principe de Mach au cours de cette période. Cette conceptualisation est ensuite devenue connue sous le nom de monde d'Einstein ou d'univers statique d'Einstein. La publication de cet article est largement reconnue comme un moment charnière dans la genèse de la cosmologie théorique moderne.
À la suite de la découverte de la récession galactique par Edwin Hubble en 1929, Einstein a renoncé à son modèle cosmologique statique et a plutôt proposé deux modèles cosmiques dynamiques : l'univers de Friedmann-Einstein en 1931 et l'univers d'Einstein-de Sitter en 1932. Dans ces deux cadres, Einstein a éliminé la constante cosmologique, affirmant son insuffisance théorique inhérente.
De nombreux récits biographiques d'Einstein affirment qu'il a ensuite caractérisé la constante cosmologique comme sa « plus grande erreur », une affirmation prétendument basée sur une lettre que George Gamow a déclaré avoir reçue d'Einstein. Cependant, l'astrophysicien Mario Livio a exprimé son scepticisme quant à la véracité de cette affirmation.
Fin 2013, un groupe de recherche dirigé par le physicien irlandais Cormac O'Raifeartaigh a découvert des indications selon lesquelles Einstein avait envisagé un modèle cosmologique stationnaire peu de temps après avoir pris connaissance des observations de Hubble concernant la récession galactique. Dans un manuscrit inédit, apparemment composé au début de 1931, Einstein a étudié un modèle d'univers en expansion dans lequel la densité de matière persistait comme constante grâce à la création continue de matière, un mécanisme qu'il a lié à la constante cosmologique. Comme l'explique l'article, il écrit : "Dans ce qui suit, je voudrais attirer l'attention sur une solution à l'équation (1) qui peut expliquer les faits de Hubbel [sic], et dans laquelle la densité est constante dans le temps [...] Si l'on considère un volume physiquement délimité, des particules de matière le quitteront continuellement. Pour que la densité reste constante, de nouvelles particules de matière doivent se former continuellement dans le volume depuis l'espace. "
Par conséquent, il semble qu'Einstein ait conceptualisé un modèle stationnaire de l'univers en expansion plusieurs années avant les travaux de Hoyle, Bondi et Gold. Néanmoins, le modèle stationnaire d'Einstein présentait une déficience fondamentale, conduisant à son abandon rapide.
Pseudotenseur énergie-impulsion
Étant donné que la relativité générale intègre un espace-temps dynamique, l'identification précise de l'énergie et de la quantité de mouvement conservées présente un défi de taille. Alors que le théorème de Noether permet de dériver ces quantités à partir d'un lagrangien présentant une invariance translationnelle, le principe de covariance générale transforme l'invariance translationnelle en une forme de symétrie de jauge. Par conséquent, l'énergie et l'impulsion dérivées en relativité générale à l'aide des prescriptions de Noether ne constituent pas un véritable tenseur.
Einstein affirmait que ce phénomène découlait d'un principe fondamental : le champ gravitationnel peut être localement éliminé grâce à une sélection appropriée de coordonnées. Il a affirmé que le pseudotenseur énergie-impulsion non covariant offrait la représentation la plus précise de la distribution énergie-impulsion dans un champ gravitationnel. Bien que l'application d'entités non covariantes telles que les pseudotenseurs ait suscité des critiques de la part de personnalités comme Erwin Schrödinger, la méthodologie d'Einstein a trouvé un écho parmi les physiciens, notamment Lev Landau et Evgeny Lifshitz.
Trous de ver
En 1935, Einstein a collaboré avec Nathan Rosen pour développer un modèle de trou de ver, fréquemment appelé ponts Einstein-Rosen. Leur objectif était de conceptualiser les particules élémentaires chargées comme solutions aux équations du champ gravitationnel, conformément au programme de recherche présenté dans leur article « Les champs gravitationnels jouent-ils un rôle important dans la constitution des particules élémentaires ? Ces solutions impliquaient de connecter les trous noirs de Schwarzschild pour former un pont entre des régions spatio-temporelles distinctes. Étant donné que ces solutions incorporaient une courbure de l’espace-temps en l’absence de masse physique, Einstein et Rosen ont émis l’hypothèse qu’elles pourraient offrir un cadre fondamental pour une théorie contournant le concept de particules ponctuelles. Néanmoins, des enquêtes ultérieures ont révélé l'instabilité inhérente aux ponts Einstein-Rosen.
Théorie d'Einstein-Cartan
Pour intégrer les particules à point de rotation dans la relativité générale, la connexion affine nécessitait une généralisation pour incorporer une composante antisymétrique, connue sous le nom de torsion. Einstein et Cartan ont mis en œuvre cette modification dans les années 1920.
Équations de mouvement
La relativité générale reconceptualise la force gravitationnelle comme la courbure de l'espace-temps. Par conséquent, une trajectoire courbe, telle qu’une orbite, ne résulte pas d’une force qui dévie un objet d’une trajectoire rectiligne. Au lieu de cela, il représente la chute libre de l'objet à travers un arrière-plan intrinsèquement courbé par la présence d'autres masses. L'aphorisme largement cité de John Archibald Wheeler résume la théorie : « L'espace-temps indique à la matière comment se déplacer ; la matière indique à l'espace-temps comment se courber. » Les équations de champ d'Einstein abordent ce dernier aspect, établissant la relation entre la courbure de l'espace-temps et la distribution de la matière et de l'énergie. À l’inverse, l’équation géodésique décrit la première, affirmant que les objets en chute libre traversent des trajectoires qui sont au maximum droites dans un espace-temps courbe. Einstein considérait cela comme une « hypothèse fondamentale indépendante » nécessitant une postulation parallèlement aux équations de champ pour compléter la théorie. Percevant cela comme une lacune dans la formulation initiale de la relativité générale, il chercha à dériver l'équation géodésique directement des équations de champ. Étant donné la nature non linéaire des équations de la relativité générale, une concentration de champs gravitationnels purs, comme un trou noir, suivrait une trajectoire déterminée de manière inhérente par les équations du champ d'Einstein, plutôt que par une loi supplémentaire. Par conséquent, Einstein a postulé que les équations de champ dicteraient le chemin géodésique d’une solution singulière, comme un trou noir. Alors que les physiciens et les philosophes réitèrent fréquemment l'affirmation selon laquelle l'équation géodésique peut être dérivée en appliquant les équations de champ au mouvement d'une singularité gravitationnelle, cette proposition continue d'être débattue.
Ancienne théorie quantique
Photons et quanta d'énergie
Dans une publication de 1905, Einstein a émis l'hypothèse que la lumière comprend des particules localisées, appelées quanta. Initialement, le concept de quanta de lumière d'Einstein a été largement rejeté par la communauté des physiciens, notamment par des personnalités éminentes telles que Max Planck et Niels Bohr. L'acceptation universelle de cette idée n'a été obtenue qu'en 1919, à la suite des expériences approfondies de Robert Millikan sur l'effet photoélectrique et de la mesure ultérieure de la diffusion Compton.
Einstein a déduit que chaque onde de fréquence f correspond à une collection de photons, chacun possédant une énergie hf, où h représente la constante de Planck. Il a proposé des développements limités en raison de l'incertitude concernant la relation précise entre ces particules et l'onde. Néanmoins, il a proposé que ce concept puisse élucider des résultats expérimentaux spécifiques, en particulier l'effet photoélectrique. Gilbert N. Lewis a inventé le terme photons pour désigner les quanta de lumière en 1926.
Vibrations atomiques quantifiées
En 1907, Einstein a introduit un modèle de matière postulant que chaque atome au sein d'une structure en réseau fonctionne comme un oscillateur harmonique indépendant. Selon le modèle d'Einstein, les atomes individuels oscillent de manière autonome, présentant une séquence d'états quantifiés équidistants pour chaque oscillateur. Tout en reconnaissant le défi de déterminer la fréquence précise des oscillations réelles, Einstein a avancé cette théorie comme une illustration particulièrement lucide de la capacité de la mécanique quantique à résoudre l'anomalie thermique spécifique qui prévaut en mécanique classique. Peter Debye a ensuite affiné ce modèle.
Statistiques Bose-Einstein
En 1924, Einstein a reçu une description d'un modèle statistique du physicien indien Satyendra Nath Bose, qui postulait que la lumière pouvait être conceptualisée comme un gaz composé de particules indiscernables, en utilisant une méthodologie de comptage spécifique. Einstein a observé que le cadre statistique de Bose était applicable non seulement aux particules lumineuses hypothétiques mais également à certaines structures atomiques, et il a ensuite soumis sa traduction du manuscrit de Bose à la revue Journal of Physics. En outre, Einstein est l'auteur de plusieurs articles détaillant ce modèle et ses ramifications, notamment la prédiction du condensat de Bose-Einstein, un état dans lequel certaines particules se manifestent à des températures extrêmement basses. La réalisation expérimentale de ce condensat n'a eu lieu qu'en 1995, lorsqu'Eric Allin Cornell et Carl Wieman l'ont créé avec succès à l'aide d'un appareil d'ultra-refroidissement développé au laboratoire NIST-JILA, situé à l'Université du Colorado à Boulder. Actuellement, les statistiques de Bose-Einstein servent de cadre descriptif pour les comportements collectifs de tout assemblage de bosons. Les brouillons et les esquisses préliminaires liés à ce projet d'Einstein sont conservés dans les archives Einstein, hébergées à la bibliothèque de l'Université de Leiden.
Dualité onde-particule
Malgré sa promotion au rang d'examinateur technique de deuxième classe au bureau des brevets en 1906, Einstein a maintenu son engagement dans des activités universitaires. En 1908, il avait obtenu un poste de Privatdozent à l'Université de Berne. Dans son ouvrage fondateur, "Sur le développement de nos vues sur la nature et la constitution du rayonnement" ("Le développement de nos vues sur la composition et l'essence du rayonnement"), qui traitait de la quantification de la lumière, et dans un article précédent de 1909, Einstein a démontré que les quanta d'énergie de Max Planck possèdent des impulsions distinctes et présentent des caractéristiques proches de particules indépendantes ponctuelles. Cette publication particulière a non seulement introduit le concept du photon, mais a également servi de catalyseur pour le développement du principe de dualité onde-particule en mécanique quantique. Einstein a interprété cette dualité onde-particule inhérente au rayonnement comme une preuve irréfutable étayant sa conviction que la physique nécessitait un cadre théorique nouveau et unifié.
Énergie du point zéro
Entre 1911 et 1913, Planck entreprit une reformulation de sa théorie quantique initiale de 1900, incorporant le concept d'énergie du point zéro dans ce qu'il appela sa « seconde théorie quantique ». Ce concept a rapidement suscité l’intérêt d’Einstein et de son collaborateur Otto Stern. En postulant que l’énergie des molécules diatomiques en rotation incluait l’énergie du point zéro, ils ont ensuite comparé la chaleur spécifique théoriquement dérivée de l’hydrogène gazeux avec des données empiriques. Les prédictions théoriques correspondaient bien aux observations expérimentales. Néanmoins, après la publication de leurs résultats, ils ont rapidement retiré leur approbation, ayant perdu confiance dans la validité de l'hypothèse énergétique du point zéro.
Émission stimulée
En 1917, alors qu'il était intensément engagé dans ses recherches sur la relativité, Einstein publia un article crucial dans Physikalische Zeitschrift. Cette publication introduit le concept d'émission stimulée, processus physique fondamental permettant le fonctionnement des masers et des lasers. L'article démontrait que les propriétés statistiques régissant l'absorption et l'émission de lumière ne pouvaient s'aligner sur la loi de distribution de Planck que si l'émission de lumière dans un mode contenant « n » photons était statistiquement augmentée par rapport à l'émission dans un mode inoccupé. Ce travail s'est avéré profondément influent dans l'évolution ultérieure de la mécanique quantique, car il a représenté la démonstration inaugurale que les statistiques régissant les transitions atomiques adhéraient à des principes simples.
Ondes de matière
Einstein a rencontré puis approuvé les théories de Louis de Broglie, qui ont d'abord rencontré un scepticisme considérable. Dans une publication importante de la même période, Einstein notait que les ondes de Broglie possédaient le pouvoir explicatif des règles de quantification établies par Bohr et Sommerfeld. Cet article particulier a ensuite servi d'inspiration aux recherches de Schrödinger menées en 1926.
Mécanique quantique
Objections d'Einstein à la mécanique quantique
Einstein a contribué de manière significative à l'avancement de la théorie quantique, en commençant par sa publication phare de 1905 sur l'effet photoélectrique. Néanmoins, il a exprimé son mécontentement quant à la trajectoire de la mécanique quantique moderne après 1925, malgré son acceptation généralisée par ses pairs. Il était sceptique quant au caractère aléatoire intrinsèque de la mécanique quantique, avançant plutôt qu'il pourrait s'agir d'une manifestation d'un déterminisme sous-jacent, affirmant de manière célèbre que Dieu « ne joue pas aux dés ». Tout au long de sa vie, il a constamment soutenu que la mécanique quantique restait une théorie incomplète.
Bohr contre Einstein
Les débats Bohr-Einstein comprenaient une série de désaccords publics concernant la mécanique quantique, principalement entre ses cofondateurs, Albert Einstein et Niels Bohr. Ces discussions sont historiquement significatives en raison de leur profond impact sur la philosophie des sciences et ont ensuite influencé diverses interprétations de la mécanique quantique.
Paradoxe d'Einstein–Podolsky–Rosen
Albert Einstein n'a jamais pleinement adopté les principes de la mécanique quantique. Bien qu’il reconnaisse son exactitude prédictive, Einstein a soutenu qu’une description plus fondamentale des phénomènes naturels était réalisable. Il a avancé de nombreux arguments pour soutenir cette perspective au fil du temps, son préféré provenant d'un débat de 1930 avec Bohr. Einstein a proposé une expérience de pensée impliquant deux objets qui interagissent puis se séparent d'une distance considérable. En mécanique quantique, ces deux objets sont décrits par une entité mathématique appelée fonction d’onde. Étant donné la fonction d'onde initiale décrivant les deux objets avant leur interaction, l'équation de Schrödinger détermine leur fonction d'onde après l'interaction. Cependant, en raison du phénomène appelé plus tard intrication quantique, une mesure effectuée sur un objet modifierait instantanément la fonction d’onde de l’autre, quelle que soit leur séparation spatiale. De plus, le type spécifique de mesure choisi pour le premier objet influencerait la fonction d’onde résultante pour le second. Einstein affirmait qu'aucune influence ne pouvait se propager instantanément entre le premier et le deuxième objet. Il a fait valoir que le principe fondamental de la physique, qui distingue une entité d’une autre, serait compromis par de telles influences instantanées. Par conséquent, Einstein a conclu que puisque la véritable « condition physique » du deuxième objet ne pouvait pas être instantanément modifiée par une action sur le premier, la fonction d'onde devait représenter simplement une description incomplète, plutôt que le véritable état physique.
Une itération plus largement reconnue de cet argument est apparue en 1935, quand Einstein, en collaboration avec Boris Podolsky et Nathan Rosen, a publié un article fondateur décrivant ce qui est devenu plus tard connu sous le nom de paradoxe EPR. Cette expérience de pensée postule que deux particules interagissent pour produire une fonction d'onde intriquée. Par conséquent, quelle que soit la séparation spatiale entre ces particules, une mesure précise de la position d'une particule permettrait de prédire parfaitement la position de l'autre particule. De même, une mesure précise de l’impulsion d’une particule donnerait une prédiction tout aussi précise de l’impulsion de l’autre, sans aucune perturbation de cette dernière. Les auteurs affirmaient qu’aucune action sur la première particule ne pourrait influencer instantanément la seconde, car cela nécessiterait un transfert d’informations supraluminiques, phénomène interdit par la théorie de la relativité. Ils ont introduit un principe, appelé par la suite « critère de réalité EPR », qui affirme : « Si, sans perturber en aucune façon un système, nous pouvons prédire avec certitude (c'est-à-dire avec une probabilité égale à l'unité) la valeur d'une quantité physique, alors il existe un élément de réalité correspondant à cette quantité. » Sur la base de ce critère, ils ont déduit que la deuxième particule doit posséder des valeurs définies pour la position et l'impulsion avant même que l'une ou l'autre quantité soit mesurée. Cependant, la mécanique quantique considère ces deux observables comme incompatibles, excluant ainsi l'attribution de valeurs simultanées pour les deux à un système donné. Par conséquent, Einstein, Podolsky et Rosen ont conclu que la théorie quantique offre une description incomplète de la réalité.
En 1964, John Stewart Bell a considérablement avancé l'analyse de l'intrication quantique. Il a postulé que des mesures indépendantes sur deux particules intriquées spatialement séparées, en partant du principe que les résultats sont déterminés par des variables cachées inhérentes à chaque particule, imposeraient une contrainte mathématique spécifique sur la corrélation entre ces résultats de mesure. Cette contrainte est ensuite devenue connue sous le nom d’inégalité de Bell. Bell a en outre démontré que la physique quantique prédit des corrélations qui contreviennent à cette inégalité. Par conséquent, pour que les variables cachées tiennent compte des prédictions de la physique quantique, elles doivent présenter une « non-localité », impliquant une interaction instantanée entre les deux particules, quelle que soit leur séparation spatiale. Bell a soutenu que puisqu'une explication des phénomènes quantiques à variables cachées nécessite la non-localité, le paradoxe d'Einstein-Podolsky-Rosen (EPR) a été "résolu de la manière qu'Einstein aurait le moins aimé".
Malgré cela, et malgré l'évaluation personnelle d'Einstein de l'argumentation de l'article EPR comme étant excessivement complexe, celui-ci est apparu comme l'un des articles les plus influents publiés dans Physical Review. Elle est considérée comme un élément fondamental dans l'évolution de la théorie de l'information quantique.
Théorie des champs unifiés
S'appuyant sur le succès de sa théorie de la relativité générale, Einstein a poursuivi un cadre géométrique plus ambitieux visant à intégrer la gravitation et l'électromagnétisme en tant que manifestations d'une entité sous-jacente singulière. En 1950, il a articulé sa théorie des champs unifiés dans un article du Scientific American intitulé « Sur la théorie généralisée de la gravitation ». Bien que sa tentative de découvrir les lois fondamentales de la nature ait été acclamée, elle n’a pas abouti ; une lacune notable de son modèle était son incapacité à intégrer les forces nucléaires fortes et faibles, qui sont toutes deux restées mal comprises jusqu'à des décennies après sa disparition. Bien que le consensus scientifique dominant suggère désormais que la méthodologie d'Einstein pour unifier la physique était imparfaite, l'objectif primordial d'une théorie du tout continue d'inspirer les générations suivantes de physiciens.
Autres enquêtes
Einstein a entrepris des investigations supplémentaires qui se sont finalement révélées infructueuses et ont ensuite été abandonnées. Ces enquêtes portaient sur des sujets tels que la force, la supraconductivité et divers autres domaines de recherche.
Collaboration avec d'autres scientifiques
Au-delà de ses collaborateurs de longue date tels que Leopold Infeld, Nathan Rosen et Peter Bergmann, Einstein s'est également engagé dans des efforts de collaboration singuliers avec divers scientifiques.
Expérience Einstein–de Haas
En 1908, Owen Willans Richardson a émis l'hypothèse qu'une modification du moment magnétique d'un corps libre induirait sa rotation. Ce phénomène, issu de la conservation du moment cinétique, est suffisamment prononcé pour être détectable dans les substances ferromagnétiques. Einstein et Wander Johannes de Haas ont co-écrit deux articles en 1915, affirmant la première observation expérimentale de cet effet. De telles mesures illustrent que la magnétisation résulte de l’alignement (polarisation) des moments cinétiques des électrons dans le matériau le long de l’axe de magnétisation. De plus, ces mesures permettent de différencier les deux composantes contribuant à l'aimantation : celles liées au spin électronique et celles associées au mouvement orbital. L'expérience d'Einstein-de Haas est la seule entreprise expérimentale conceptualisée, exécutée et publiée personnellement par Albert Einstein.
Un ensemble original complet de l'appareil expérimental d'Einstein-de Haas a été légué par Geertruida de Haas-Lorentz, l'épouse de Haas et la fille de Lorentz, au Musée Ampère de Lyon, en France, en 1961, où il est actuellement exposé. Il avait été égaré dans la collection du musée et a ensuite été redécouvert en 2023.
Einstein en tant qu'inventeur
En 1926, Einstein et son ancien élève Leó Szilárd ont inventé conjointement, puis breveté en 1930, le réfrigérateur Einstein. Ce réfrigérateur à absorption était considéré à l’époque comme révolutionnaire en raison de son absence de composants mobiles et de sa dépendance uniquement à la chaleur comme apport d’énergie. Le 11 novembre 1930, le brevet américain 1 781 541 fut accordé à Einstein et Leó Szilárd pour cet appareil de réfrigération. Bien que leur invention n'ait pas été immédiatement commercialisée, les brevets les plus prometteurs ont été acquis par la société suédoise Electrolux.
Einstein a également conçu une pompe électromagnétique, un appareil de reproduction sonore et divers autres appareils électroménagers.
Héritage
Non scientifique
Au cours de ses voyages, Einstein entretenait une correspondance quotidienne avec sa femme, Elsa, et ses belles-filles adoptives, Margot et Ilse. Ce recueil de lettres fut ensuite légué à l'Université hébraïque de Jérusalem dans le cadre de ses papiers. Margot Einstein a autorisé la diffusion publique de ces lettres personnelles, stipulant que l'accès serait accordé seulement deux décennies après son décès en 1986. Selon Barbara Wolff des archives Albert Einstein de l'Université hébraïque, environ 3 500 pages de correspondance privée, datant de 1912 à 1955, existent dans la collection.
Au cours des quatre dernières années de sa vie, Einstein a activement participé à la fondation de l'Albert Einstein College of Medicine, situé à New York.
Le Mémorial Albert Einstein a été inauguré en 1979, coïncidant avec le centenaire de la naissance d'Einstein, et est situé à l'extérieur du bâtiment de l'Académie nationale des sciences à Washington, D.C. Robert Berks était le sculpteur responsable de sa création. La sculpture représente Einstein tenant un document sur lequel sont inscrites trois de ses équations fondamentales : celles relatives à l'effet photoélectrique, à la relativité générale et à l'équivalence masse-énergie.
En 2015, le droit de publicité d'Einstein a fait l'objet d'un litige devant un tribunal de district fédéral de Californie. Alors que le tribunal avait initialement déterminé que ce droit était devenu caduc, la décision a fait l'objet d'un appel immédiat, ce qui a conduit à l'annulation de la décision dans son intégralité. Les réclamations fondamentales entre les parties impliquées dans le procès susmentionné ont finalement été résolues par un règlement. Par conséquent, ce droit reste exécutoire, l’Université hébraïque de Jérusalem étant son seul représentant autorisé. Corbis, qui a succédé à l'agence Roger Richman, gère les licences relatives au nom d'Einstein et aux images associées au nom de l'université.
Le mont Einstein, situé dans les montagnes Chugach en Alaska, a reçu sa désignation en 1955. Un sommet distinct, également appelé mont Einstein, situé dans la chaîne Paparoa en Nouvelle-Zélande, a été nommé en son honneur en 1970 par le Département de la recherche scientifique et industrielle.
Dans En 1999, le magazine Time a désigné Einstein comme la Personne du siècle.
Reconnaissance scientifique
Une enquête réalisée en 1999 parmi les 100 meilleurs physiciens a identifié Einstein comme le « plus grand physicien de tous les temps » ; cependant, une enquête simultanée auprès de physiciens généralistes a classé Isaac Newton au premier rang, suivi d'Einstein en deuxième position.
Le physicien Lev Landau a développé une échelle logarithmique, allant de 0 à 5, pour évaluer la productivité et le génie des physiciens. Sur cette échelle, Newton a obtenu la note la plus élevée possible, soit 0, suivi d'Einstein avec une note de 0,5. Des personnalités éminentes de la mécanique quantique, dont Paul Dirac, Niels Bohr et Werner Heisenberg, ont reçu une note de 1, tandis que Landau lui-même a reçu une note de 2.
Dans son ouvrage The Scientific 100, l'écrivain scientifique John G. Simmons a placé Einstein au deuxième rang derrière Newton. Cette évaluation qualitative a donné la priorité aux scientifiques en fonction de leur influence cumulée, Simmons affirmant que les contributions d'Einstein « constituent la source de la physique du XXe siècle ».
Le physicien Eugene Wigner a observé que bien que John von Neumann possédait l'intellect le plus rapide et incisif qu'il ait jamais rencontré, l'esprit d'Einstein était manifestement plus profond et innovant, comme l'explique Wigner :
Mais La compréhension d'Einstein était même plus profonde que celle de Jancsi von Neumann. Son esprit était à la fois plus pénétrant et plus original que celui de von Neumann. Et c’est une déclaration très remarquable. Einstein prenait un plaisir extraordinaire à inventer. Deux de ses plus grandes inventions sont les théories de la relativité restreinte et générale ; et malgré tout le génie de Jancsi, il n'a jamais rien produit d'aussi original. Aucun physicien moderne ne l'a fait.
L'Union internationale de physique pure et appliquée a désigné 2005 comme « Année mondiale de la physique », également appelée « Année Einstein », commémorant « l'année miracle » d'Einstein en 1905. Parallèlement, les Nations Unies ont proclamé 2005 « Année internationale de la physique ».
Dans la culture populaire
Après la confirmation empirique de sa théorie de la relativité générale en 1919, Einstein accède rapidement au statut de célébrité scientifique de premier plan. Malgré un manque général de compréhension du public concernant ses contributions scientifiques, il a suscité une large reconnaissance et admiration. Une vignette d'avant la Seconde Guerre mondiale dans l'article "The Talk of the Town" du New Yorker illustrait la renommée omniprésente d'Einstein en Amérique, notant qu'il était fréquemment approché en public par des individus lui demandant des explications sur "cette théorie". Pour gérer ces demandes non sollicitées, il a finalement adopté une stratégie consistant à feindre une erreur d'identité, en répondant par des phrases telles que : "Pardonnez-moi, désolé ! On me prend toujours pour le professeur Einstein."
Einstein a servi de sujet ou d'inspiration à de nombreux romans, films, pièces de théâtre et compositions musicales. Il est souvent décrit comme un professeur distrait, avec son visage expressif et sa coiffure largement imités et exagérés. Frederic Golden du magazine Time a qualifié Einstein de « le rêve d'un caricaturiste devenu réalité ». Ses réalisations intellectuelles et son originalité ont rendu Einstein largement synonyme de génie.
De nombreuses citations populaires lui sont souvent attribuées à tort.
Prix et distinctions
Einstein a reçu de nombreux prix et distinctions, notamment le prix Nobel de physique de 1921, décerné en 1922 « pour ses services rendus à la physique théorique, et en particulier pour sa découverte de la loi de l'effet photoélectrique ». Comme aucune des nominations de 1921 ne répondait aux critères d'Alfred Nobel, le prix de cette année-là fut reporté et remis par la suite à Einstein en 1922.
L'Einsteinium, un élément chimique synthétique, fut nommé en son honneur en 1955, plusieurs mois après sa mort.
Publications
Scientifique
- Populaire
Populaire
Politique
- Einstein, Albert ; et coll. (4 décembre 1948). "Aux rédacteurs du The New York Times". Le New York Times.Einstein, Albert (mai 1949). Sweezy, Paul ; Huberman, Leo (éd.). "Pourquoi le socialisme ?". Revue mensuelle. §34§ (1) : 9–15. est ce que je:10.14452/MR-001-01-1949-05_3.—————— (mai 2009) [mai 1949]. "Pourquoi le socialisme ? (Reprise)" . Revue mensuelle. New York : Monthly Review Foundation.Remarques
Remarques
Références
Œuvres citées
- Œuvres d'Albert Einstein au Projet Gutenberg
- Œuvres d'Albert Einstein sur LibriVox (livres audio du domaine public)
- Collections de documents d'archives
- Collections de documents d'archives
- Lettres, documents et amp; historiques d'Albert Einstein Articles de la Shapell Manuscript Foundation
- Les archives Albert Einstein de l'Université hébraïque de Jérusalem
- Collections numériques
- Coupures de journaux sur Albert Einstein dans les archives de presse du XXe siècle du ZBW
- Albert – Le référentiel numérique de l'IAS, qui contient de nombreux documents et photographies originaux numérisés