Albert Einstein

Introduction

Albert Einstein est la figure scientifique la plus emblématique du vingtième siècle, un personnage dont le nom est devenu synonyme de génie. Ses contributions à la physique ont fondamentalement modifié la compréhension humaine de l'espace, du temps, de la gravité, de l'énergie et de la nature de la lumière. Né dans une famille juive dans le royaume de Wurtemberg, dans le sud de l'Allemagne, Einstein a manifesté dès son jeune âge les signes d'un esprit peu conventionnel qui allait finalement renverser des siècles d'orthodoxie scientifique. Les théories qu'il a développées au cours des premières décennies du vingtième siècle ont constitué le socle de la physique moderne, remodelant des domaines allant de la cosmologie à la mécanique quantique, de l'énergie nucléaire aux télécommunications. Pourtant, Einstein était bien plus qu'une machine à calculer. Il était un humaniste passionné, un pacifiste convaincu, un violoniste dévoué et un militant politique qui a élevé la voix contre le fascisme, le nationalisme et la guerre. Sa vie a traversé deux guerres mondiales, l'exil de sa patrie et l'aube terrifiante de l'ère nucléaire — une ère rendue possible en partie par ses propres équations. Comprendre Einstein, c'est comprendre non seulement la révolution qu'il a déclenchée en science, mais aussi la figure profondément humaine qui a porté cette révolution tout en se débattant avec ses conséquences.

Le travail théorique d'Einstein n'a pas émergé d'expériences de laboratoire, mais d'expériences de pensée — des exercices imaginatifs soigneusement élaborés dans lesquels il se représentait chevauchant un rayon de lumière ou tombant librement dans un ascenseur. Cette méthode d'investigation, profondément philosophique et rigoureusement mathématique, a produit la théorie restreinte de la relativité lors de l'année désormais connue sous le nom d'annus mirabilis, son année miraculeuse, et la théorie générale de la relativité une décennie plus tard. Ces deux théories ont renversé la mécanique newtonienne d'une manière qui a stupéfié le monde scientifique et qui a finalement confirmé que l'univers était plus étrange et plus magnifique que quiconque ne l'avait imaginé. Les trous noirs, la courbure de la lumière par la gravité, l'expansion de l'univers, l'équivalence de la masse et de l'énergie — tout cela a émergé des équations d'Einstein avant que l'un de ces phénomènes ne soit directement observé. Sa prédiction selon laquelle la gravité courbe la lumière a été confirmée lors d'une éclipse solaire en 1919, faisant d'Einstein du jour au lendemain une célébrité d'un genre que la science n'avait jamais connu auparavant.

Sa vie personnelle était complexe et parfois douloureuse. Son premier mariage avec Mileva Maric, elle-même physicienne, lui a donné des enfants mais s'est terminé par un divorce. Son second mariage, avec sa cousine Elsa, lui a apporté de la stabilité mais non un partenariat intellectuel. Il a entretenu une relation difficile avec son fils Eduard, qui souffrait de schizophrénie, et a été largement brouillé avec son fils aîné Hans Albert pendant de nombreuses années. La célébrité d'Einstein lui a valu non seulement l'admiration, mais aussi le harcèlement — de la part de nationalistes antisémites en Allemagne, d'autorités politiques méfiantes à l'égard de son pacifisme, et finalement d'agences gouvernementales américaines à l'époque du maccarthysme. Il a traversé ces tempêtes avec un mélange caractéristique d'humour, de détachement et d'un véritable courage moral.

Cette biographie retrace l'arc complet de la vie d'Einstein, depuis son enfance dans la ville allemande d'Ulm, ses années de formation en Suisse, sa décennie d'obscurité à l'office des brevets de Berne où il a produit ses plus grands travaux théoriques, son accession à la renommée internationale, sa fuite de l'Allemagne nazie, jusqu'à ses dernières décennies à l'Institute for Advanced Study de Princeton. Elle examine non seulement le contenu scientifique de ses découvertes, mais aussi la personnalité, les habitudes et la philosophie d'un homme qui a transformé la façon dont l'humanité perçoit le cosmos.

Enfance en Allemagne

Albert Einstein est né le quatorze mars 1879 à Ulm, dans le royaume de Wurtemberg, dans l'Empire allemand. Son père, Hermann Einstein, était vendeur de lits en plumes qui devint ensuite un entrepreneur en électrochimie. Sa mère, Pauline Koch, était la fille d'un prospère marchand de grains. Les deux parents étaient des Juifs ashkénazes, laïques dans leur vision du monde mais profondément conscients de leur identité dans une société qui, malgré l'émancipation formelle, considérait encore les Juifs avec suspicion et hostilité dans de nombreux milieux.

La famille Einstein s'installa à Munich lorsqu'Albert avait un an, après qu'Hermann se fut associé avec son frère Jakob, qui avait été formé comme ingénieur. Les deux frères fondèrent une entreprise qui installait des infrastructures électriques — l'éclairage au gaz et les systèmes téléphoniques — à Munich, puis en Italie. Le jeune Albert a grandi dans le confort relatif d'un foyer juif de classe moyenne à Munich, baigné dans l'atmosphère intellectuelle que ses parents, en particulier sa mère dotée d'un talent musical, cultivaient.

Le développement précoce d'Einstein était inhabituel d'une manière qui est devenue légendaire, bien que les légendes soient parfois exagérées. Il a tardé à parler — on rapporte qu'il n'utilisait pas de phrases complètes avant l'âge de trois ou quatre ans — et ce retard a causé quelque anxiété à ses parents. Son père craignait une déficience intellectuelle. Plus tard dans sa vie, Einstein lui-même se souvenait d'avoir été différent des autres enfants, plus introverti, moins sociable, enclin à de longues périodes de réflexion solitaire. Il était fasciné par les objets mécaniques et pouvait passer des heures absorbé dans des puzzles ou des jeux de construction.

Un épisode crucial s'est produit lorsqu'Albert avait cinq ans et que son père lui a offert une boussole de poche en cadeau pendant une période de maladie. Le garçon était fasciné par la contrainte invisible et inexplicable de l'aiguille de la boussole à toujours pointer vers le nord. Quelque chose, sentait-il, agissait à distance, à travers un espace apparemment vide, pour guider l'aiguille. Cette expérience d'un ordre caché sous-jacent aux phénomènes visibles est restée centrale dans l'imagination scientifique d'Einstein tout au long de sa vie. Il voulait, avant tout, comprendre ce qui se cachait sous la surface des choses.

Sa formation scolaire a commencé dans une école primaire catholique de Munich, où il était l'un des rares élèves juifs. Il s'est bien comporté académiquement dans la plupart des matières et a montré une aptitude particulière pour les mathématiques. Il a également pris des leçons de violon, sur l'insistance de sa mère, et bien qu'il ait d'abord résisté, il est finalement devenu un musicien amateur accompli. La musique, en particulier les sonates et concertos pour violon de Mozart et Bach, est devenue une passion de toute une vie. Il a dit plus tard que la musique et la physique étaient toutes deux des expressions du même ordre sous-jacent — que lorsqu'il se heurtait à un obstacle dans sa réflexion, il jouait du violon jusqu'à ce que son esprit s'éclaircisse et que la solution se révèle.

Lorsqu'Albert avait environ neuf ou dix ans, un jeune étudiant en médecine nommé Max Talmud a commencé à prendre régulièrement le repas du vendredi soir chez les Einstein. C'était une tradition juive d'inviter des étudiants pour le repas du sabbat, et Talmud est devenu une sorte de mentor intellectuel pour le garçon précoce. Il apportait à Albert des livres de vulgarisation scientifique, notamment une série de textes illustrés sur les sciences naturelles qui ont ouvert le monde de la physique et de la biologie à l'esprit avide du jeune Einstein. Talmud a également présenté Einstein à la Critique de la raison pure de Kant, un texte philosophique difficile que l'enfant de douze ans a travaillé avec une intense concentration. Ces tutoriels informels ont façonné la formation intellectuelle précoce d'Einstein de manière plus puissante que sa scolarité formelle.

À l'âge de douze ans, Einstein s'est enseigné l'algèbre et la géométrie euclidienne à partir de manuels en l'espace d'un seul été, travaillant les démonstrations avec une telle rigueur que Talmud manquait de problèmes à lui soumettre. Il a ensuite travaillé sur un manuel de calcul intégral. Au moment où il est entré au Luitpold Gymnasium de Munich pour ses études secondaires, il était déjà mathématiquement bien en avance sur ses pairs. Le gymnasium, qui mettait l'accent sur le latin, le grec et la mémorisation par répétition plutôt que sur la recherche scientifique et la pensée indépendante, lui convenait mal. Il trouvait le style pédagogique oppressif et l'accent mis sur l'obéissance et la conformité contraire à sa nature. Sa relation avec certains enseignants était difficile, et il existe des témoignages — bien que certains soient contestés par Einstein lui-même — selon lesquels un enseignant lui aurait dit qu'il n'arriverait jamais à rien.

Cette période a coïncidé avec une grave crise des affaires pour la famille Einstein. L'entreprise électrique d'Hermann et de Jakob n'avait pas réussi à décrocher un contrat important pour alimenter Munich en électricité, et au milieu des années 1890, la famille a décidé de s'installer en Italie, d'abord à Milan, puis à Pavie, où de nouvelles opportunités commerciales s'offraient à elle. Albert, qui avait alors quinze ans, a été laissé à Munich pour terminer ses études. Il était malheureux. Il a réussi à obtenir un certificat médical diagnostiquant un épuisement nerveux et l'a utilisé pour quitter le gymnasium sans terminer son diplôme, rejoignant sa famille en Italie.

Cette décision a eu des conséquences. Sans le certificat du gymnasium, Einstein ne pouvait pas accéder directement à une université suisse. Il a tenté d'être admis à l'École polytechnique fédérale suisse de Zurich — l'Eidgenössische Technische Hochschule, ou ETH — en passant l'examen d'entrée à l'âge de quinze ans, un an plus jeune que la plupart des candidats. Il a brillamment réussi les sections de mathématiques et de sciences mais a échoué aux parties de langue française et de botanique. Sur les conseils du recteur de l'ETH, il a passé un an dans une école cantonale à Aarau, en Suisse, pour terminer ses études secondaires. Cette année à Aarau s'est révélée transformatrice. La pédagogie progressive de l'école, qui privilégiait la pensée visuelle et la recherche autonome plutôt que l'exercice et la répétition, convenait parfaitement à Einstein. Il l'a qualifiée plus tard de meilleure école qu'il ait jamais fréquentée.

Études et premières difficultés

Einstein est entré à l'ETH de Zurich à l'automne de l'année de ses dix-sept ans, s'inscrivant au programme de formation des enseignants en mathématiques et en physique. L'ETH n'était pas une université au sens traditionnel allemand du terme, mais une grande école technique de haute réputation qui formait des ingénieurs, des scientifiques et des enseignants. Son corps enseignant comprenait plusieurs scientifiques distingués, et ses installations de laboratoire étaient parmi les meilleures d'Europe.

Le jeune Einstein s'est révélé être un étudiant difficile à certains égards. Il trouvait certains cours ennuyeux et séchait souvent les cours, se fiant aux notes méticuleuses de son ami Marcel Grossmann pour se préparer aux examens. Il avait l'habitude de suivre son propre chemin intellectuellement, poursuivant des lignes de pensée qui l'intéressaient, qu'elles s'inscrivent ou non dans le programme d'études. Ses professeurs le trouvaient brillant mais têtu. Heinrich Weber, le professeur de physique, lui aurait dit : « Vous êtes un garçon intelligent, Einstein, un garçon très intelligent. Mais vous avez un grand défaut : vous ne vous laissez pas dire quoi que ce soit. »

Cette indépendance n'était pas de la simple arrogance. Einstein suivait le fil d'une profonde énigme qui l'obsédait depuis l'âge de seize ans, lorsqu'il avait imaginé ce que ce serait de poursuivre un rayon de lumière et de voyager à ses côtés à la même vitesse. L'électrodynamique classique, telle que formulée par James Clerk Maxwell, prédisait que la lumière était une onde électromagnétique se propageant dans un milieu appelé l'éther à une vitesse fixe. Si l'on pouvait voyager aux côtés de la lumière à cette vitesse, que verrait-on ? L'onde devrait apparaître figée. Mais les équations de Maxwell semblaient interdire une onde électromagnétique figée. Quelque chose clochait soit dans la mécanique, soit dans l'électrodynamique — ou dans les deux. Cette expérience de pensée conduirait finalement, après des années d'efforts, à la théorie restreinte de la relativité.

À Zurich, il a rencontré Mileva Maric, une étudiante en physique serbe qui était l'une des très rares femmes admises dans le programme de physique de l'ETH. Ils sont devenus de proches amis, puis des partenaires romantiques. Mileva était intelligente, travailleuse et profondément engagée dans la physique. Leur relation était intense et intellectuellement stimulante. Ils se sont correspondu abondamment pendant les vacances, leurs lettres étant remplies de discussions scientifiques et de tendresse personnelle. Les lettres d'Einstein à Mileva révèlent un jeune homme chaleureux, parfois enjoué, parfois profondément sérieux, qui discutait de ses idées scientifiques avec elle d'égal à égal.

Aux examens finaux, Einstein et Mileva ont tous deux passé l'examen de qualification d'enseignant. Einstein a réussi avec des notes respectables mais non exceptionnelles. Mileva, qui était également tombée enceinte d'Einstein, a échoué à l'examen. Elle a échoué de nouveau l'année suivante et n'a jamais obtenu son diplôme. Leur enfant — une fille — est apparemment née avant leur mariage et soit est décédée en bas âge, soit a été donnée en adoption. Le dossier historique est peu clair, et le sort de cet enfant est resté une source de controverse académique. Cet épisode a été une tragédie que Mileva a portée le reste de sa vie.

Après l'obtention de son diplôme, Einstein s'est retrouvé dans une situation profondément frustrante. Il voulait un poste académique — une assistanat dans une université qui lui permettrait de poursuivre ses recherches tout en gagnant sa vie. Il a postulé à plusieurs reprises auprès des professeurs de l'ETH, auprès d'autres universités et auprès de toute institution susceptible de lui offrir même un poste subalterne. Toutes les candidatures ont été rejetées. Les raisons ne sont pas entièrement claires. Certains historiens suggèrent que sa réputation d'étudiant difficile et têtu a joué contre lui. D'autres évoquent un antisémitisme latent dans le processus de recrutement académique. Quelle qu'en soit la cause, Einstein a passé plus d'un an après l'obtention de son diplôme dans un état de chômage précaire, donnant des cours particuliers et acceptant des postes temporaires tout en poursuivant ses lectures et réflexions scientifiques.

La situation a été résolue grâce à l'intervention du père de Marcel Grossmann, qui a recommandé Einstein à Friedrich Haller, le directeur de l'Office fédéral suisse des brevets à Berne. À l'été 1902, Einstein a été nommé expert technique de troisième classe à l'office des brevets. Ce poste lui offrait un salaire modeste mais suffisant et lui assurait un emploi stable ainsi qu'une liberté intellectuelle pendant ses heures de loisir.

Mariage et début de vie de famille

Avant de prendre ses fonctions à l'office des brevets, la vie personnelle d'Einstein a connu des changements importants. Son père Hermann est décédé à Milan en octobre 1902, une mort qui a profondément affecté Einstein. Hermann avait vécu assez longtemps pour voir son fils atteindre l'âge adulte, mais pas pour voir ses triomphes. Ce décès a levé l'un des obstacles — Hermann désapprouvait Mileva comme future belle-fille — qui avait retardé le mariage d'Einstein. En janvier 1903, Albert et Mileva se sont mariés lors d'une petite cérémonie civile à Berne.

Leur vie domestique était modeste. Ils vivaient dans de petits appartements loués, recevaient des amis à dîner simplement et poursuivaient leurs intérêts intellectuels pendant leur temps libre. Leur premier fils, Hans Albert, est né en mai 1904. Einstein était attaché à l'enfant et s'impliquait dans les soins aux enfants d'une manière inhabituelle pour un homme de son époque et de son milieu. Un deuxième fils, Eduard, est né en 1910. Eduard s'est révélé être un enfant sensible, doué musicalement, qui a développé par la suite une schizophrénie, causant un chagrin durable à ses parents.

Le mariage, malgré sa chaleur dans les premières années, était soumis à des tensions de plusieurs sources. Mileva avait abandonné ses propres ambitions scientifiques après avoir échoué à ses examens et était désormais principalement occupée par les tâches ménagères et les soins aux enfants. L'absorption croissante d'Einstein dans son travail faisait de lui un mari et un père souvent absent. Sa renommée grandissante apportait des exigences sociales que Mileva trouvait difficiles. Un débat académique en cours porte sur la mesure dans laquelle Mileva a contribué au travail scientifique d'Einstein. Certains chercheurs ont soutenu, en se fondant sur des lettres et des preuves circonstancielles, qu'elle était une collaboratrice intellectuelle importante. La plupart des historiens concluent que si Mileva servait de caisse de résonance et apportait un soutien émotionnel, les percées théoriques d'Einstein lui étaient substantiellement propres. Le débat, cependant, reflète une véritable incertitude sur une relation dans laquelle les idées scientifiques et l'intimité personnelle étaient étroitement liées.

Les années à l'office des brevets

L'Office fédéral suisse des brevets à Berne s'est révélé être un environnement inopinément fructueux pour le développement scientifique d'Einstein. Son travail d'examinateur de brevets l'obligeait à évaluer des demandes techniques, à comprendre des dispositifs mécaniques et électriques, et à réfléchir attentivement aux liens entre les principes physiques et leur mise en œuvre technologique. Cet engagement pratique avec la technologie complétait ses inclinations théoriques et aiguisait sa capacité à identifier la structure essentielle des problèmes.

La journée de travail d'Einstein se déroulait généralement de huit heures du matin à six heures du soir, avec une heure pour le déjeuner. Il est devenu habile à accomplir efficacement ses tâches officielles, laissant de l'espace mental pour sa propre réflexion. Il gardait du papier dans le tiroir de son bureau et le cachait rapidement chaque fois qu'un supérieur s'approchait — travaillant sur la physique dans les marges de ses responsabilités officielles. Il se souvient plus tard que l'office des brevets était « ce cloître séculier où j'ai couvé mes plus belles idées ».

Durant ces années, Einstein a également participé à la vie intellectuelle à Berne au-delà de l'office des brevets. Il a formé un petit groupe de discussion avec deux amis — Maurice Solovine et Conrad Habicht — qu'ils ont plaisamment baptisé l'Académie de l'Olympe. Les trois se retrouvaient régulièrement pour lire et discuter de philosophie, de sciences et de littérature. Ils ont travaillé sur la Mécanique de Mach, le Traité de la nature humaine de Hume, la Logique de Mill et les œuvres complètes de Poincaré. Ces lectures philosophiques, en particulier la critique de l'espace et du temps absolus newtoniens par Mach et le scepticisme de Hume sur la causalité, ont directement influencé l'approche d'Einstein sur les fondements de la physique.

Il travaillait également intensément sur les problèmes qui le préoccupaient depuis ses années à l'ETH. Il cherchait à comprendre les fondements de la thermodynamique, la nature du mouvement brownien — les oscillations erratiques de petites particules en suspension dans un fluide — et, avant tout, la relation entre la mécanique et l'électrodynamique. Ces problèmes étaient parmi les plus profonds et les plus contestés de la physique au tournant du siècle, et Einstein les travaillait en isolation des grands centres de recherche, sans accès à une bibliothèque ou à un laboratoire, sans collègues avec qui discuter de ses idées, armé seulement de son propre esprit extraordinaire et des livres et revues qu'il pouvait se procurer.

L'année miraculeuse

L'année 1905 est connue dans l'histoire de la physique comme l'annus mirabilis d'Einstein — son année miraculeuse. En l'espace de quelques mois, tout en travaillant à temps plein à l'office des brevets et en prenant soin de son fils en bas âge Hans Albert, Einstein a produit quatre articles qui, ensemble, ont transformé les fondements de la physique. Chaque article abordait un problème différent, et chacun était un chef-d'œuvre de raisonnement scientifique.

Le premier article, soumis en mars, proposait une explication révolutionnaire de l'effet photoélectrique — l'observation selon laquelle la lumière frappant une surface métallique peut éjecter des électrons, mais seulement si la lumière dépasse une certaine fréquence, quelle que soit l'intensité. La théorie classique des ondes ne pouvait pas expliquer cette dépendance au seuil. Einstein a proposé que la lumière, malgré ses propriétés ondulatoires, pouvait également se comporter comme si elle était composée de paquets d'énergie discrets — des quanta — chacun ayant une énergie proportionnelle à la fréquence de la lumière. Cette idée s'appuyait sur l'hypothèse quantique de Planck mais allait bien plus loin, suggérant que la quantification était une caractéristique fondamentale du rayonnement, et non un simple artifice mathématique. Cet article, pour lequel Einstein allait finalement recevoir le prix Nobel, a posé les bases de la mécanique quantique et établi la double nature de la lumière en tant qu'onde et particule.

Le deuxième article, soumis en mai, fournissait une explication théorique du mouvement brownien — le mouvement aléatoire de particules microscopiques en suspension dans un liquide, décrit pour la première fois par le botaniste Robert Brown en 1827. Einstein a montré que ce mouvement résultait d'innombrables petites collisions avec les molécules du fluide environnant, et il a dérivé une formule mathématique décrivant les propriétés statistiques du mouvement. Cet article a fourni des preuves indirectes solides de l'existence des atomes et des molécules, encore contestée par certains physiciens à l'époque, et il a établi un lien direct entre la thermodynamique et la théorie atomique.

Les troisième et quatrième articles, soumis respectivement en juin et en septembre, constituaient ensemble la théorie restreinte de la relativité et sa conséquence la plus célèbre. L'article de juin présentait la théorie elle-même — une refonte systématique des fondements de la mécanique pour la rendre cohérente avec les équations de l'électromagnétisme de Maxwell. L'intuition centrale était que la vitesse de la lumière est la même pour tous les observateurs, quelle que soit leur vitesse — un principe qui, combiné au principe de relativité (selon lequel les lois de la physique sont les mêmes dans tous les référentiels inertiels), exigeait une révision complète des concepts newtoniens d'espace et de temps absolus. Dans le cadre de la relativité restreinte, le temps s'écoule à des rythmes différents pour des observateurs en mouvement relatif, les longueurs se contractent dans la direction du mouvement, et la simultanéité est relative plutôt qu'absolue. Ces prédictions semblaient bizarres et contre-intuitives, mais elles découlaient avec une nécessité logique implacable de deux simples postulats.

L'article de septembre a tiré de la théorie restreinte une conséquence brève mais profonde : l'équivalence de la masse et de l'énergie. L'énergie, a montré Einstein, possède une masse, et la masse est une forme d'énergie stockée. La relation entre elles était exprimée dans une équation d'une simplicité stupéfiante : l'énergie est égale à la masse multipliée par le carré de la vitesse de la lumière. Cette équation, écrite dans sa forme la plus célèbre E est égal à mc carré, exprimait le fait que même une infime quantité de masse contient une quantité énorme d'énergie — une conséquence qui allait finalement, des décennies plus tard, mener à la fois à l'énergie nucléaire et aux armes nucléaires.

Ces quatre articles ont été soumis à la prestigieuse revue Annalen der Physik en l'espace de quelques mois. Einstein avait vingt-six ans, travaillait dans l'obscurité dans un office des brevets, sans affiliation académique ni accès aux grandes institutions de recherche. Les articles ont été publiés, puis il y a eu le silence. La reconnaissance est venue lentement. Le physicien Max Planck, qui était le rédacteur en chef des Annalen der Physik, a saisi l'importance de l'article sur la relativité presque immédiatement et a commencé à correspondre avec Einstein. L'approbation de Planck a été cruciale pour attirer l'attention de la communauté physique plus large sur les travaux d'Einstein.

L'histoire de la production de ces quatre articles en une seule année fascine depuis lors les historiens des sciences. Einstein a décrit plus tard les mois de 1905 comme une période d'extraordinaire productivité mentale, au cours de laquelle des idées qui avaient germé pendant des années semblaient soudainement se cristalliser en une forme claire et communicable. Il travaillait à temps plein à l'office des brevets, consacrant ses soirées et ses week-ends à la physique, dormant, de son propre aveu, très peu. L'intensité créatrice de ces mois ne s'est plus jamais tout à fait reproduite dans le reste de sa carrière, même si le développement ultérieur de la relativité générale était à bien des égards un accomplissement intellectuel encore plus exigeant. L'année miraculeuse représente une sorte d'explosion créatrice que la plupart des scientifiques ne connaissent jamais même une seule fois au cours de leur vie, et qu'Einstein a vécue avec une exhaustivité et une portée inégalées dans l'histoire de la science.

Théorie restreinte de la relativité

La théorie restreinte de la relativité, présentée dans l'article de juin 1905 intitulé « Sur l'électrodynamique des corps en mouvement », a résolu une profonde tension qui existait en physique depuis la formulation de l'électrodynamique par Maxwell dans les années 1860. Les équations de Maxwell prédisaient que les ondes électromagnétiques — y compris la lumière — se propagent à une vitesse fixe, d'environ trois cent mille kilomètres par seconde. Mais cela soulevait une question fondamentale : fixe par rapport à quoi ? La mécanique newtonienne supposait un espace absolu, un fond fixe par rapport auquel tout mouvement pouvait être mesuré. Les physiciens avaient émis l'hypothèse de l'existence d'un milieu appelé l'éther luminifère, remplissant tout l'espace, par rapport auquel la lumière se propageait à sa vitesse caractéristique.

Le problème était qu'aucune expérience ne pouvait détecter l'éther. L'expérience de Michelson-Morley de 1887, qui tentait de mesurer le mouvement de la Terre à travers l'éther en comparant la vitesse de la lumière dans différentes directions, n'a trouvé aucune différence. Diverses tentatives pour expliquer ce résultat nul — en proposant que les objets se contractent lorsqu'ils se déplacent dans l'éther, ou que l'éther est entraîné par la Terre — étaient insatisfaisantes et ad hoc.

L'approche d'Einstein consistait à repartir à zéro. Plutôt que de tenter de corriger