Albert Einstein est né le 14 mars 1879 à Ulm, Wurtemberg, en Allemagne, dans une famille juive peu pratiquante. Son père, Hermann Einstein, était patron d’une usine électrochimique. Sa mère, Pauline Koch, était musicienne. La famille vivait également avec l’oncle d’Albert, un ingénieur. C’est son oncle, et non son père, qui donnera le goût au jeune Albert des mathématiques. A 5 ans, son père lui offre un cadeau qui le marquera toute sa vie : une boussole. Tout gamin qu’il est, il est très impressionné par le mystère qui fait rester immobile l’aiguille, toujours pointée vers la même direction, alors qu’il tourne l’objet dans tous les sens… Il prend conscience de l’action à distance. A 6 ans, poussé par ses parents, il prend des cours de violon. Au début, il manifeste assez peu d’intérêt pour cette musique, jusqu’au jour où il découvre les sonates de Mozart. Il gardera cette passion pour le violon jusqu’à la fin de sa vie.
Il entre au même âge à l’école élémentaire de sa paroisse. Einstein n’est pas un modèle de réussite scolaire… Très fort en mathématiques, il est mauvais dans les autres matières, notamment en langues vivantes. S’il apprend les mathématiques par goût pour ceux-ci, il se force tant bien que mal à apprendre les autres matières par obligation pour réussir à l’examen. Einstein souffre même d’un retard de langage, il avait mis très longtemps à apprendre à parler et est encore la cible de difficultés d’élocutions, qui le gêneront jusqu’à l’âge de 9 ans.
A 10 ans, il quitte son école primaire pour le Luitpold gymnasium de Munich. Einstein vit alors assez mal la rudesse de la discipline qui y est appliquée. Ces gymnases (entendre lycée) allemands sont d’une sévérité militaire en cette fin de XIXème siècle. Einstein dira : «Les professeurs m’ont fait à l’école primaire l’effet de serpents, et au gymnase de lieutenants ». A treize ans, il lit la « petite bible » de la géométrie. Cet ouvrage le marque profondément, il lui inculque la rigueur du raisonnement logique et lui fait abandonner toute croyance religieuse dogmatique.
Ses études au gymnase terminées, il quitte l’Allemagne pour entrer, après avoir au préalable rejoint ses parents en Italie, à l’Ecole polytechnique fédérale suisse de Zurich… Mais échoue à l’examen d’entrée ! Il paie là ses lacunes dans les matières qu’il juge inintéressantes, telles les langues, les sciences naturelles… Il fait néanmoins sensation sur ses connaissances en mathématiques, et le directeur de polytechnique lui propose d’obtenir le diplôme dans une autre école suisse, située à Aarau. Il est donc accepté à l’école à sa deuxième tentative.
A la fin de ses études, Einstein se met à la recherche d’un emploi, non sans difficulté. Ne trouvant pas dans son domaine, il se rabat sur un emploi d’agent de brevet, examinant les inventions apportées. Il s’installe à Berne et épouse une camarade d’études (au Polytechicum), Mileva Maritch. En fait, il l’épouse peu après la mort de son père, car celui-ci était hostile à ce mariage. Ils auront ensemble deux fils, Hans-Albert (1904) et Eduard (1910). Liersel, leur fille née avant leur mariage, a été abandonnée, car cela aurait pu, selon les critères de l’époque, l’obliger à quitter l’office des brevets.
En ce début de XIXème siècle, la physique traverse une grave crise. Les deux théories expliquant les phénomènes physiques se contredisent et sont incompatibles. D’un côté, la mécanique, basée sur la relativité de Galilée qui dit : rien n’est immobile, tout dépend du référentiel dans lequel on se place. A l’opposé, la théorie de l’électromagnétisme de Maxwell établie dans les années 1850, décrivant la lumière comme une onde évoluant dans l’éther. L’éther (explication du vide avant la découverte du rayonnement fossile, vestige du big bang), théoriquement parfaitement immobile, ne sera jamais décrit physiquement. C’est cette immobilité qui est en complète contradiction avec le principe de relativité.
De plus, une autre contradiction vient semer le trouble dans une science déjà ébranlée : la matière est constituée d’atomes, elle est donc discontinue. Or d’après Maxwell la lumière est continue. Comment quelque chose de discontinu peut-il engendrer un phénomène continu ? Aucun physicien de l’époque ne peut répondre à cette question et la physique est dans l’impasse.
En 1905, Einstein publie le résultat de ses recherches dans Annalen der Physik : quatre articles qui se révèleront révolutionnaires. Le premier expose une nouvelle théorie de la nature corpusculaire de la lumière (étude de l’effet photoélectrique). Elle est donc constituée de grains ou « photons », elle est donc ni continue ni discontinue, mais les deux à la fois! Le deuxième article est ce qu’on connaît sous le nom de la relativité restreinte, théorie basée sur les travaux de Hertz, Poincaré et Lorentz. Pour Einstein, l’éther n’a pas lieu d’être, la seule donnée permettant de décrire la lumière est sa vitesse c, constante quelle que soit la vitesse de l’observateur. Il unifie donc les théories de la matière et de la lumière.
(A suivre)
Il entre au même âge à l’école élémentaire de sa paroisse. Einstein n’est pas un modèle de réussite scolaire… Très fort en mathématiques, il est mauvais dans les autres matières, notamment en langues vivantes. S’il apprend les mathématiques par goût pour ceux-ci, il se force tant bien que mal à apprendre les autres matières par obligation pour réussir à l’examen. Einstein souffre même d’un retard de langage, il avait mis très longtemps à apprendre à parler et est encore la cible de difficultés d’élocutions, qui le gêneront jusqu’à l’âge de 9 ans.
A 10 ans, il quitte son école primaire pour le Luitpold gymnasium de Munich. Einstein vit alors assez mal la rudesse de la discipline qui y est appliquée. Ces gymnases (entendre lycée) allemands sont d’une sévérité militaire en cette fin de XIXème siècle. Einstein dira : «Les professeurs m’ont fait à l’école primaire l’effet de serpents, et au gymnase de lieutenants ». A treize ans, il lit la « petite bible » de la géométrie. Cet ouvrage le marque profondément, il lui inculque la rigueur du raisonnement logique et lui fait abandonner toute croyance religieuse dogmatique.
Ses études au gymnase terminées, il quitte l’Allemagne pour entrer, après avoir au préalable rejoint ses parents en Italie, à l’Ecole polytechnique fédérale suisse de Zurich… Mais échoue à l’examen d’entrée ! Il paie là ses lacunes dans les matières qu’il juge inintéressantes, telles les langues, les sciences naturelles… Il fait néanmoins sensation sur ses connaissances en mathématiques, et le directeur de polytechnique lui propose d’obtenir le diplôme dans une autre école suisse, située à Aarau. Il est donc accepté à l’école à sa deuxième tentative.
A la fin de ses études, Einstein se met à la recherche d’un emploi, non sans difficulté. Ne trouvant pas dans son domaine, il se rabat sur un emploi d’agent de brevet, examinant les inventions apportées. Il s’installe à Berne et épouse une camarade d’études (au Polytechicum), Mileva Maritch. En fait, il l’épouse peu après la mort de son père, car celui-ci était hostile à ce mariage. Ils auront ensemble deux fils, Hans-Albert (1904) et Eduard (1910). Liersel, leur fille née avant leur mariage, a été abandonnée, car cela aurait pu, selon les critères de l’époque, l’obliger à quitter l’office des brevets.
En ce début de XIXème siècle, la physique traverse une grave crise. Les deux théories expliquant les phénomènes physiques se contredisent et sont incompatibles. D’un côté, la mécanique, basée sur la relativité de Galilée qui dit : rien n’est immobile, tout dépend du référentiel dans lequel on se place. A l’opposé, la théorie de l’électromagnétisme de Maxwell établie dans les années 1850, décrivant la lumière comme une onde évoluant dans l’éther. L’éther (explication du vide avant la découverte du rayonnement fossile, vestige du big bang), théoriquement parfaitement immobile, ne sera jamais décrit physiquement. C’est cette immobilité qui est en complète contradiction avec le principe de relativité.
De plus, une autre contradiction vient semer le trouble dans une science déjà ébranlée : la matière est constituée d’atomes, elle est donc discontinue. Or d’après Maxwell la lumière est continue. Comment quelque chose de discontinu peut-il engendrer un phénomène continu ? Aucun physicien de l’époque ne peut répondre à cette question et la physique est dans l’impasse.
En 1905, Einstein publie le résultat de ses recherches dans Annalen der Physik : quatre articles qui se révèleront révolutionnaires. Le premier expose une nouvelle théorie de la nature corpusculaire de la lumière (étude de l’effet photoélectrique). Elle est donc constituée de grains ou « photons », elle est donc ni continue ni discontinue, mais les deux à la fois! Le deuxième article est ce qu’on connaît sous le nom de la relativité restreinte, théorie basée sur les travaux de Hertz, Poincaré et Lorentz. Pour Einstein, l’éther n’a pas lieu d’être, la seule donnée permettant de décrire la lumière est sa vitesse c, constante quelle que soit la vitesse de l’observateur. Il unifie donc les théories de la matière et de la lumière.
(A suivre)
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