2.1. L'année 1905

L'année 1905 est une année fructueuse pour Einstein, quatre de ses articles étant publiés dans la revue Annalen der Physik :

Le premier article, publié en mars, expose un point de vue révolutionnaire sur la nature corpusculaire de la lumière, par l'étude de l'effet photoélectrique. Einstein l'intitule : Sur un point de vue heuristique concernant la production et la transformation de la lumière. Il y relate ses recherches sur l'origine des émissions de particules, en se basant sur les travaux de Planck qui avait, en 1900, établi une formule d'un rayonnement quantifié, c'est-à-dire discontinu. Planck avait été contraint d'aborder le rayonnement lumineux émis par un corps chaud d'une manière qui le déconcertait : pour mettre en adéquation sa formule et les résultats expérimentaux, il lui avait fallu supposer que le courant de particules se divisait en blocs d'énergie, qu'il appela quanta. Bien qu'il pensât que ces quanta n'avaient pas de véritable existence, sa théorie semblait prometteuse et plusieurs physiciens y travaillèrent. Einstein réinvestit les résultats de Planck pour étudier l'effet photoélectrique, et il conclut en énonçant que la lumière se comportait à la fois comme une onde et à la fois comme un flux de particules. L'effet photoélectrique a donc fourni une confirmation simple de l'hypothèse des quanta de Max Planck. En 1920, les quanta furent appelés les photons.

Deux mois plus tard, en mai, Einstein fait publier un deuxième article sur le mouvement brownien. Il explique ce mouvement par une entorse complète au principe d'entropie tel qu'énoncé à la suite des travaux de Newton sur les forces mécaniques : selon lui, les molécules tireraient leur énergie cinétique de la chaleur. Cet article fournit une preuve théorique (vérifiée expérimentalement par Jean Perrin en 1912) de l'existence des atomes et des molécules. Le mouvement brownien a été expliqué au même moment qu'Einstein par Marian Smoluchowski, et par Louis Bachelier en 1900.

Le troisième article est plus important, car il représente la rupture intuitive d'Einstein avec la physique newtonienne. Dans celui Sur l'électrodynamique des corps en mouvement, le physicien s'attaque au postulat d'un espace et d'un temps absolus, tels que définis par la mécanique de Newton, et à l'existence de l'éther, milieu interstellaire inerte qui devait soutenir la lumière comme l'eau ou l'air soutiennent les ondes sonores dans leurs déplacements. Cet article, publié en juin, amène à deux conclusions : l'éther n'existe pas, et le temps et l'espace sont relatifs. Le nouvel absolu qu'Einstein édifie est détaché de la nature quantitative de ces deux notions que sont l'espace et le temps, mais sont liés par la conservation de leur relation à travers les différents référentiels d'études. Les conséquences de cette vision révolutionnaire de la physique, qui découle de l'idée qu'Einstein avait de la manière dont les lois physiques devaient contraindre l'univers, ont bousculé tant la physique théorique que ses applications pratiques. L'apport exact d'Einstein par rapport à Henri Poincaré et quelques autres physiciens est aujourd'hui assez disputé (voir Controverse sur la paternité de la relativité).

Le dernier article, publié en septembre, donne au titre L'inertie d'un corps dépend-elle de son contenu en énergie ? une réponse célèbre : la formule d'équivalence masse-énergie, E=mc². C'est un résultat de la toute nouvelle relativité restreinte, dont découlent un vaste champ d'études et d'applications : physique nucléaire, mécanique céleste, et armes et centrales nucléaires, par exemple.

2.2. Années de reconnaissance (1910-35)

En 1916, Einstein publie sa théorie dite de la relativité générale. Son ancien condisciple Marcel Grossmann l'aide dans ses travaux en lui apportant ses connaissances en géométrie différentielle : ils publient un article sur les tenseurs de Ricci et de Riemann-Christoffel en 1913. En octobre 1914, Einstein publie un article sur la géométrie différentielle, et en juin 1915, il donne des conférences à l'université Göttingen devant Hilbert et Klein.

Les « équations du champ » sont la clé de voûte de cette théorie. Elles décrivent le comportement du champ de gravitation (la métrique de l'espace-temps) en fonction du contenu énergétique et matériel. La théorie de la relativité ainsi que ses ouvrages de 1905 et 1916 forment la base de la physique moderne.

La relation entre Einstein et la physique quantique est remarquable : d'un côté, certaines de ses théories sont la base de la physique quantique, en particulier son explication de l'effet photoélectrique ; d'un autre côté, il refuse beaucoup d'idées et d'interprétations de la mécanique quantique plus tard. L'opposition entre le groupe d'Einstein et Erwin Schrödinger et celui de Niels Bohr et Werner Heisenberg se situait à la frontière de la physique et de la philosophie.

En 1927, invité au cinquième congrès Solvay, il a de nombreuses conversations avec Niels Bohr à ce sujet. Il dit alors : « Gott würfelt nicht » (« Dieu ne joue pas aux dés ») pour marquer son opposition à l'interprétation probabiliste de la physique quantique, ce à quoi Niels Bohr répondit : « Qui êtes-vous Albert Einstein pour dire à Dieu ce qu'il doit faire ? ». Le paradoxe quantique qu'il précise plus tard avec Podolsky et Rosen à Princeton reste aujourd'hui très important.

2.3. La vérification par l'éclipse

Pour vérifier la relativité générale, une mesure de la déviation des rayons lumineux aux alentours d'une masse, lors d'une éclipse solaire est envisagée. La première expédition est programmée en 1915, mais est rendue impossible par la Première Guerre mondiale. En 1919, Arthur Eddington réalise la fameuse mesure. Il annonce que les résultats sont conformes à la théorie d'Einstein. Il apparaît bien plus tard qu'en raison du temps nuageux, la marge d'erreur était bien supérieure au phénomène à mesurer. Stephen Hawking explique dans Une Brève histoire du temps que ce genre de faux bon résultat est courant quand on sait à quoi s'attendre. Comme entre-temps, d'autres mesures avaient confirmé la déviation de la lumière, le prestige de la relativité générale n'en fut pas ébranlé.

3.1. Einstein et la politique

Les positions politiques prises par Einstein sont marquées par ses opinions pacifistes, qu'il relativise parfois, par exemple en déconseillant l'objection de conscience à un jeune Européen lui ayant écrit pendant les années 1930, « pour la sauvegarde de son pays et de la civilisation ». En 1913, il est cosignataire d'une pétition pour la paix que trois autres savants allemands acceptent de signer. Einstein éprouve une forte antipathie vis à vis des institutions militaires : « Si un homme peut éprouver quelque plaisir à défiler en rang aux sons d'une musique, je méprise cet homme... Il ne mérite pas un cerveau humain puisqu'une moelle épinière le satisfait4. » Einstein est lié à de nombreuses causes pacifistes, car il se montre ouvert aux propositions multiples de soutien qu'il reçoit, et accepte souvent de s'engager pour les causes qu'il juge juste.

Pendant la guerre froide, il s'exprime contre la course aux armements et appelle, par exemple avec Bertrand Russell et Joseph Rotblat, les scientifiques à plus de responsabilités, les gouvernements à un renoncement commun à la prolifération des armes atomiques et à leur utilisation, et les peuples à chercher d'autres moyens d'obtenir la paix (création du Comité d'urgence des scientifiques atomistes en 1946, Manifeste Russell-Einstein en 1954). Il s'est plusieurs fois exprimé sur sa conviction de la nécessité de créer un État mondial.

Le 2 août 1939, il rédige une lettre à Roosevelt qui contribue à enclencher le projet Manhattan5. En 1945, lorsqu'il comprend que les États-Unis vont réaliser la première bombe atomique de l'histoire, il prend l'initiative d'écrire une nouvelle fois à Roosevelt pour le prier de renoncer à cette arme6. Après la guerre, Einstein milite pour un désarmement atomique mondial, jusqu'au seuil de sa mort en 1955, où il confesse à Linus Pauling : « j'ai fait une grande erreur dans ma vie, quand j'ai signé cette lettre [de 1939]. »

Einstein apporte un soutien marqué aux mouvements sionistes. En 1920, il accompagne ainsi le chef de file sioniste Chaim Weizmann aux États-Unis au cours d'une campagne de récolte de fonds. Il se rend également en Palestine mandataire dans le cadre de l'inauguration de l'université hébraïque de Jérusalem à laquelle il lègue plus tard ses archives personnelles. Ses apparitions donnent un prestige politique à la cause sioniste. Suite à une invitation à s'établir à Jérusalem, il écrit dans son carnet de voyage que « le coeur dit oui (...) mais la raison dit non ». Selon Tom Segev, Einstein apprécie son voyage en Palestine et les honneurs qui lui sont faits. Il marque néanmoins sa désapprobation en voyant des Juifs prier devant le mur des lamentations ; Einstein commente qu'il s'agit de personnes collées au passé et faisant abstraction du présent7.

Il a une vision clairvoyante de l'évolution de la situation entre les deux guerres en Allemagne : « Pour l'instant, je suis un savant allemand, mais si je viens à devenir une bête noire, je serai un juif suisse ». Il reçoit des menaces de mort dès 1922. De violentes attaques ont lieu contre sa théorie de la relativité en Allemagne et en Russie. Philipp Lenard, « chef de la physique aryenne ou allemande » attribue à Friedrich Hasenöhrl la formule E=mc² pour en faire une création aryenne8. Einstein démissionne - juste à temps - de l'académie de Prusse en 1933, et il est exclu de celle de Bavière. Cette année-là, Einstein est en voyage à l'étranger, et il choisit de ne pas revenir en Allemagne, où Hitler a pris le pouvoir en janvier. Après un séjour en Belgique, il décline une proposition de la France de l'accueillir comme professeur au Collège de France, et part pour les États-Unis, à Princeton.

Après la Seconde Guerre mondiale, son engagement vis à vis des communautés juives et Israël, est nuancée par ses opinions pacifistes. Il préface le Livre Noir, recueil de témoignages sur l'extermination des juifs en Russie par les nazis pendant la guerre9. Et en décembre 1948, il co-signe une lettre condamnant le massacre de Deir Yassin commis par des combattants israéliens de l'Irgoun et du Lehi pendant la Guerre de Palestine de 194810.

Ben Gourion lui propose en 1952 la présidence de l'État d'Israël, qu'il refuse : « D'abord, si je connais les lois de l'univers, je ne connais presque rien aux êtres humains. De plus, il semble qu'un président d'Israël doit parfois signer des choses qu'il désapprouve, et personne ne peut imaginer que je puisse faire cela. »

Einstein s'est exprimé sur ses convictions socialistes en 1949, en pleine période du maccarthysme, dans un essai intitulé Pourquoi le Socialisme, publié dans la Monthly Review11. Il lui semble que le principe du gouvernement des peuples par eux-mêmes, le fait de travailler pour eux-mêmes, est plus propice à l'épanouissement individuel que celui de l'exploitation du grand nombre par une minorité. Mais il est déçu par ce qu'il peut apprendre de l'Union soviétique, et il considère que les peuples doivent s'engager d'abord dans le pacifisme, afin de mettre en place des conditions favorables à une évolution vers le socialisme. Sa correspondance révèle qu'il voit un rapprochement entre le maccarthysme et les évènements des années 1930 en Allemagne. Il écrit au juge chargé de l'affaire Rosenberg pour demander leur grâce, et il aide de nombreuses personnes qui souhaitent immigrer aux États-Unis. Contacté par William Frauenglass, un professeur d'anglais de lycée suspecté de sympathies communistes, il rédige un texte dénonçant ouvertement le maccarthysme et encourageant les intellectuels à résister à ce qu'il qualifie de « mal ». Le FBI ouvre un dossier sur lui, disponible aujourd'hui sur leur site internet12. Joseph McCarthy lui-même attaque Einstein au Congrès en le traitant « d'ennemi de l'Amérique ». Sa secrétaire, Helen Dukas, est soupçonnée d'espionnage au service de l'URSS. Les médias américains se montrent virulents dans leur traitement de l'affaire, et seules quelques personnalités, comme Bertrand Russell, prennent sa défense. L'affaire est finalement classée en 1954, aucune preuve concluante n'ayant été apporté pour étayer ces accusations.

3.2. Vie sociale

Einstein a rencontré un grand nombre de personnalités majeures de son époque, dans les domaines scientifique, politique et artistique, et il a laissé une correspondance très riche. Il entretient par exemple longtemps une relation amicale avec la reine Élisabeth de Belgique, avec qui il joue du violon. Il s'est toujours étonné de sa célébrité et de ses effets.

Sa première épouse, Mileva Maric est atteinte de coxalgie, qui la rend boiteuse. C'est aussi une jeune femme brillante, élève du Polytechnicum. Elle tombe enceinte alors qu'ils ne sont pas encore mariés, et elle accouche chez ses parents en Serbie d'une fille, Lieserl. Einstein se montra très dur avec sa compagne suivante, Elsa. Ils faisaient chambre à part et il lui arrivait de lui interdire son bureau, se faisant presque servir : « Je traitais ma femme comme une employée, mais une employée que je ne pouvais pas congédier[réf. nécessaire]. »

Il voit peu son fils Hans-Albert qui, à l'âge adulte, travaille en Californie. La santé mentale de son autre fils, Eduard, se détériore brutalement alors qu'il est âgé de vingt ans, et il doit être interné une première fois à Zurich en 1930. Son père lui rend une dernière visite en 1933. D'abord critique envers la psychanalyse, il refuse que son fils Eduard suive un nouveau traitement psychanalytique[réf. nécessaire], mais il finit par accepter l'essentiel des idées de Sigmund Freud. En 1933, il choisit Sigmund Freud pour publier un échange de lettres intitulé Pourquoi la guerre ?

3.3. Einstein et la religion

Einstein écrit plusieurs textes traitant des relations entre science et religion. Dans son article paru en 193013, Einstein distingue trois formes de religion : la première est due à la crainte et à une incompréhension de la causalité des phénomènes naturels, d'où l'invention d'êtres surnaturels. La deuxième est sociale et morale. La troisième qu'Einstein appelle "religiosité cosmique" est une contemplation de la structure de l'univers. Elle est compatible avec la science et n'est associée à aucun dogme, ni croyance. Einstein déclare être religieux, mais seulement dans ce troisième sens qu'il voit dans le mot religion.

Lorsqu'en 1929, le Rabbin Herbert S. Goldstein lui demande "Croyez-vous en Dieu ?", Einstein répond "Je crois au Dieu de Spinoza qui se révèle lui-même dans l'ordre harmonieux de ce qui existe, et non en un Dieu qui se soucie du destin et des actions des êtres humains". Einstein a souvent utilisé le mot Dieu, cependant le sens qu'il donnait à ce mot fait l'objet de diverses interprétations. Une partie du clergé a considéré que les vues d'Einstein étaient compatibles avec la foi. À l'inverse, le Vatican dénonce alors « un authentique athéisme même si il est dissimulé derrière un panthéisme cosmique »14. Si Einstein rejette les croyances traditionnelles, il se distingue personnellement des athées et répète qu'il est « un non-croyant profondément religieux. » Dans une lettre adressée au philosophe Eric Gutkind, Einstein écrit : « Le mot Dieu n'est pour moi rien de plus que l'expression et le produit des faiblesses humaines, la Bible un recueil de légendes, certes honorables mais primitives qui sont néanmoins assez puériles. Aucune interprétation, aussi subtile soit-elle peut selon moi changer cela »15. Einstein répondra d'ailleurs à un journaliste lui demandant s'il croit en Dieu : « Définissez-moi d'abord ce que vous entendez par Dieu et je vous dirai si j'y crois. »16.

Un militant de l'athéisme comme Richard Dawkins considère également que la position d'Einstein était seulement de l'athéisme poétiquement embelli17. Lors de la campagne d'affichage de slogans en faveur de l'athéisme sur les bus de Londres en 2008 (soutenue par Dawkins), une citation d'Einstein fut utilisée. Cela provoqua des protestations, car cette utilisation a tendance à assimiler Einstein à un athée18.

3.4. Einstein et la philosophie

La philosophie n'est pas l'un de ses domaines de prédilection, mais Albert Einstein marque son intérêt pour la vision de l'humanité que propose Friedrich Nietzsche, et certaines idées présentes dans les réflexions de Spinoza. Néanmoins, il apporte une nouvelle vision du monde moderne par ses travaux scientifiques comme par ses ouvrages non scientifiques. Ainsi, dans son ouvrage Comment je vois le monde publié en 1934, un an après son installation aux États-Unis, Albert Einstein présente sa vision de l'humanité, et pose la question de la place de la science vis-à-vis de l'humanité. Ces travaux ont pu avoir une certaine influence sur des philosophes comme Martin Heidegger ou Jean-Paul Sartre.

3.5. Einstein et l'astrologie

Contrairement à la citation qui lui est attachée par de nombreuses publications, en particulier celle de l'astrologue Élizabeth Teissier, Einstein ne croyait pas en l'astrologie.

La citation apocryphe qui lui est attribuée est : « L'astrologie est une science en soi, illuminatrice. J'ai beaucoup appris grâce à elle et je lui dois beaucoup. Les connaissances géophysiques mettent en relief le pouvoir des étoiles et des planètes sur le destin terrestre. À son tour, en un certain sens, l'astrologie le renforce. C'est pourquoi c'est une espèce d'élixir de vie pour l'humanité. »

Ce faux a pour origine le Huters astrologischer Kalender de 1960, publié en 1959. La phrase a donc été forgée environ cinq ans après la mort d'Einstein 19.

Son opinion négative sur l'astrologie est exprimée dans une introduction écrite en 1951 pour l'ouvrage de Carola Baumgardt 20. Einstein rappelle que Kepler avait su accepter l'idée que l'expérience seule pouvait décider de la validité d'une théorie mathématique, aussi belle soit-elle. Il cite alors l'astrologie comme illustration, dans la pensée keplérienne, d'un reste de manière de penser animiste et téléologiquement orientée omniprésente dans les recherches "scientifiques" de l'époque.

3.6. Einstein et le végétarisme

Albert Einstein soutient la cause végétarienne. Il considére le végétarisme comme un idéal sans pourtant le pratiquer lui-même malgré quelques problèmes de conscience21. Ses arguments se basent principalement sur des raisons de santé, mais il croit également à l'effet bénéfique du régime végétarien sur le tempérament des hommes22. Un an avant sa mort, il décide de mettre en pratique ses idées et entame un régime végétarien23.