1. Chambre d’appel
Rencontre d’E. Klein avec Einstein
Einstein, figure emblématique à travers l’espace et le temps

2. Riding in the rain
Départ pour la Suisse puis road-trip en vélo
Réflexion poétique sur la pluie

3. A nous la liberté !
Déboires d’Einstein à l’école en Allemagne
Départ pour Milan et train de vie italien
Les incroyables questions d’un adolescent
Abandon de la nationalité allemande

4. Aarau et la vie en rose
L’école d’Aarau et son mode d’enseignement
Points communs entre Einstein et Grothendieck
Très bons résultats scolaires d’Einstein, épanoui dans l’école d’Aarau
Excursions alpestres avec Jost Winteler, chez qui Einstein logeait
Premier amour d’Einstein et passion pour le violon
La recherche en physique comme libération intellectuelle
Admission au Polytechnicum de Zurich haut la main
L’écho actuel de Comment je vois le monde

5. Deux heures à Mettmenstetten, éternité comprise
Vélo jusqu’à Mettmenstetten
Le passé, réel ou irréel ?
Inquiétant diagnostic médical et mystère du mot « temps »
Temps « t » newtonien et temps vécu : et si Newton n’avait pas appelé temps le temps ?
L’éther luminifère : contradiction entre la mécanique newtonienne et l’électromagnétisme de Maxwell
La mise à mort de l’éther par Einstein en 1905

6. « L’impertinence, mon ange gardien »
Arrivée à Zurich en vélo et café où Einstein discutait avec ses amis du Polytechnicum
Description de Zurich et naissance du mouvement dada
Enseignement dispensé au Polytechnicum
Rencontres avec Michele Besso ainsi que Mileva Maric, qu’il aime d’un amour ardent
Tensions entre Einstein et ses professeurs à l’enseignement rigide
Difficulté d’Einstein à trouver un poste
Demande de nationalité suisse
Obtention d’un poste d’ingénieur de troisième classe au Bureau fédéral de la propriété intellectuelle de Berne

7. Berne ou le parti pris des choses
Berne et son charme intemporel
Les physiciens et l’ascension des montagnes
Les débuts d’Einstein à l’Office des brevets
Les expériences et inventions d’Einstein, pas uniquement théoricien

8. Jeux olympiens
Mort du père d’Einstein, mariage avec Mileva et emménagement du couple
Les réunions au café et le bouillonnement intellectuel de l’ « Académie Olympia », entre physique (en part. Poincaré) et philosophie (en part. Kant, Hume, Mill, Mach)
Naissance du premier fils d’Einstein, Hans Albert
1905, l’annus mirabilis de la physique

9. Les quanta se mettent en lumière
Réflexion sur la lumière et effet photoélectrique (expérience de Lenard)
Le problème du corps noir et la solution proposée par Max Planck : les quanta
L’émergence de l’idée de lumière de nature corpusculaire, explication de l’effet photoélectrique
La lumière, onde ou corpuscule ?
Le prix Nobel attribué à Einstein pour l’effet photoélectrique (1922)

10. L’atome fait ses preuves
L’étrangeté du mouvement brownien
L’article d’Einstein sur le mouvement brownien (1905) et découverte de l’atome par Jean Perrin (1906)

11. La relativité ou la promotion de l’invariance
La difficulté de synchroniser des horloges
Le coup de génie d’Einstein et la mort de l’éther luminifère
L’article du 30 juin 1905, De l’électrodynamique des corps en mouvement
Une discussion atemporelle entre Galilée et Einstein !
La relativité, une doctrine de l’absolu
La « vitesse d’écoulement du temps », une absurdité
Les contresens sur la théorie de la relativité

12. E=mc², mais encore…
L’erreur de penser qu’E=mc² est à l’origine de la bombe atomique
L’article de septembre 1905, L’inertie d’un corps dépend-elle de son mouvement ?, et la genèse de E=mc²
La vitesse de la lumière comme constante universelle de la physique
La véritable origine de la bombe atomique : la découverte de la fission de l’uranium en 1938 (Lise Meitner, Otto Hahn)
La lettre d’Einstein-Szilard-Wigner au président Roosevelt
Hiroshima et Nagasaki

13. Une reconnaissance tardive
Les encouragements de Planck et de Minkowski
Professorat à Zurich et refus de se plier aux conventions
Première conférence en présence de Planck, Born et Sommerfeld, ainsi que Lise Meitner

14. Prague ou l’esprit d’ascenseur
La notion d’événement
Arrivée d’Einstein à Prague en 1911
Le succès des cours d’Einstein à Prague
« L’idée la plus heureuse » d’Einstein, à l’origine de la relativité générale : l’équivalence entre accélération et gravitation
Expériences de pensée de relativité générale et déviation de la lumière par un champ de gravité
L’intellect peut-il saisir la réalité grâce aux expériences de pensée ?
Proposition d’Einstein pour tester par l’expérience son expérience de pensée
Vie sociale d’Einstein à Prague
Rencontre avec Paul Ehrenfest : d’une amitié immédiate à une destinée tragique

15. Hôtel métropole, patrie des esprits frères
Octobre 1911 : organisation du premier Congrès Solvay à Bruxelles
Thèmes débattus : les quanta, les rayonnements liés à la radioactivité
L’ambiance du Congrès, relations d’Einstein avec Planck et Marie Curie

16. L’invisible drap et la boule de pétanque
Intuition d’un espace-temps courbe ; aide de Marcel Grossmann
Première ébauche d’une nouvelle théorie de la gravitation en 1913
Poste à l’université de Berlin
Divorce avec Mileva et second mariage avec Elsa Einstein
Eléments de relativité générale et idée d’onde gravitationnelle
La vérification des prédictions d’Einstein par Eddington ; consécration d’Einstein dans le monde
La détection des ondes gravitationnelles en 2016

17. L’exil avant l’exil
Départ pour l’Amérique pour une série de conférences
Volonté d’unification des interactions fondamentales
Einstein récalcitrant face à la mécanique quantique
Rencontre avec Edwin Hubble ; l’expansion de l’univers et préfiguration de l’idée de Big Bang
Exil en Amérique en 1932, avant l’arrivée d’Hitler au pouvoir
Hostilité outre-Atlantique des nazis à l’égard d’Einstein
Einstein rompt définitivement ses liens avec l’Allemagne

18. Un refuge sur la mer du Nord : le Coq-sur-mer
Balade dans Coq-sur-mer
Vie d’Einstein au Coq ; rencontres avec l’abbé Lemaître, avec la reine Elisabeth
Les menaces pèsent sur Einstein
Position d’Einstein vis-à-vis du service militaire
Installation définitive aux Etats-Unis à partir de 1933

19. The no land’s man
Einstein dans le pays de l’imagination
La physique comme acte poétique
Einstein et l’amour de la musique

Introduction
Etat des connaissances sur l’atome début XXe, particules connues ; Einstein, Perrin (preuve expérimentale), Rutherford, Becquerel, Curie
Naissance de la physique quantique, les congrès Solvay (en note)
Présentation des physiciens éponymes, génies trop (et mal) connus ou trop oubliés

1. George Gamow, joyeux passe-frontières
Vulgarisateur hors pair ; romans populaires pleins d’imagination pour comprendre la physique
Naissance, enfance, eucharistie soumise à l’expérience, études.
Première idée de singularité de l’univers ; passion pour les récentes découvertes.
Application de l’équation de Schrödinger au noyau atomique et explication de la radioactivité bêta
Découverte de l’effet tunnel
Chez Bohr, à Copenhague ; modèle atomique de la goutte liquide
Premier accélérateur de particules à Cambridge (avec Cockroft et Walton), preuve de E=mc2
Retour en Russie, mariage, procès à son laboratoire (de même que Landau)
Congrès Solvay
Etats-Unis : travaux mêlant physique des particules et astrophysique (neutrinos et supernovae), romans pour le grand public
Participation au projet Manhattan dirigé par Oppenheimer
Publication du papier alpha bêta gamma sur l’origine des éléments chimiques, prémisses de la théorie du big bang, hypothèse de Lemaître
Conditions physiques de l’univers primordial dans les accélérateurs de particules
Rayonnement cosmologique
Intérêt pour la génétique, modèle mathématique du code génétique (décompte des acides aminés)
Fin de vie

2. Albert Einstein, un jeune homme à cheval sur les horaires
Difficultés à la sortie du Polytechnicum de Zurich, rencontre avec Mileva Maric
Place au bureau des brevets de Berne
Unification de l’heure en Allemagne
Mort de son père, mariage avec Mileva
Discussions avec ses amis sur les idées de Mach, Poincaré, Kant, Hume…
Article de 1905 : relativité restreinte ; problème contextuel de la synchronisation des horloges, concept de simultanéité, fin du temps absolu
Inventions techniques et brevets d’Einstein : voltmètre, profil d’aile d’avion, réfrigérateur
Rappels de mécanique classique (Galilée), électromagnétisme et remise en cause de l’éther luminifère
Relativité restreinte : simultanéité et synchronisation, invariance de la vitesse de la lumière, temps propre, mouvement, référentiels équivalents
E=mc2, énergie de masse, vitesse de la lumière constante universelle
Illustrations : ampoule, fission nucléaire (uranium 235), fusion nucléaire (Soleil), inertie, collisionneurs de particules

3. Paul Dirac ou la beauté silencieuse du monde
Taciturne, laconique ; anecdotes : interview d’un journaliste, échange avec Bohr, avec un ministre à Cambridge, avec Pauli dans un train (en note)
Père tyrannique, peut-être à l’origine de ce minimalisme
Naissance, enfance, études, poste à Cambridge, suicide de son père
Rencontre à Cambridge avec Bohr, et Heisenberg qui présente son modèle mathématique de l’atome (mécanique des matrices)
Le Beau et le Vrai : beauté des invariances
Article pointant les différences entre mécaniques classique et quantique ; Max Born impressionné
Anecdotes : avec Pauli (rencontre), avec Gamow
Mariage avec Margit Wigner
Rencontre avec Oppenheimer, Ehrenfest ; passivité dans le débat Bohr – Einstein
Découverte de la version relativiste de l’équation de Schrödinger
Résolution de cette équation : apparition du spin et d’énergies négatives ; réactions mitigées
Prédiction du positron et par suite de l’antimatière, mer de Dirac ; découverte expérimentale accidentelle du positron (Anderson)
Prédictions et découvertes d’autres particules d’antimatière
En note : nous, humains, radioactifs
Prix Nobel, partagé avec Schrödinger
Mort en Floride

4. Les fantômes de Majorana
Signalement après sa disparition, lettre et télégramme à Carelli ; recherches vaines, mystère persistant
Impossibilité pour Majorana d’avoir imaginé la fission de l’uranium
Naissance, études brillantes
Présentation de Fermi et de ses ambitions
Test d’entrée de Segré à l’Institut et admission de Majorana
Présentation de l’Institut et des cours de Fermi ; surnoms des membres
Génie de Majorana, premier article et doctorat
Personnalité de Majorana, sombre et misanthrope ; vision de la physique
Articles majeurs : spin flip, théorie relativiste des particules
Quantification du spin, article sur l’équation décrivant toutes les particules quel que soit leur spin
Expérience des Joliot-Curie, interprétation de Majorana (découverte du neutron) inspirée par Rutherford, vérification expérimentale (Chadwick)
Nouvelle conception de l’atome, nouvelle vision de la cohésion des noyaux
Rencontre avec Heisenberg
Lettre teintée d’antisémitisme à Segré ; lecture de Schopenhauer
Isolement, lecture de Pirandello et Shakespeare
Poste de physique théorique à Naples
Mer de Dirac et énergies négatives face au modèle et aux particules de Majorana
Débat sur le neutrino, double désintégration bêta
Préparation des cours et déception
Interprétation de la passion de Majorana pour Pirandello

5. Les variations cachées de Wolfgang Pauli
Apparence physique ; bouillonnement intellectuel, postérité
Effet Pauli (anecdote)
Naissance, influence de Mach, brillantes études, premiers travaux (salués par Einstein)
Rencontre avec Sommerfeld et Heisenberg à Munich
Doctorat sur la molécule d’hydrogène ionisée
Assistant de Born à Göttingen
Séjour à l’Institut de Bohr à Copenhague
Etude de l’effet Zeeman anormal ; introduction d’un quatrième nombre quantique, principe d’exclusion
Interprétation du spin (Uhlenbeck, Goudsmit)
Caractère méprisant et cassant de Pauli ; anecdote avec Weisskopf
Pauli impressionnant en cours (anecdote)
Années à Hambourg : rencontre avec Otto Stern, mort de sa mère, mariage (fiasco), dépression, divorce
Relation avec Carl Jung, correspondance
Radioactivité bêta, hypothèse d’une nouvelle particule sauvant la conservation de l’énergie baptisée neutrino par Fermi
Critique de Pauli envers Bohr au congrès Solvay
Découverte du neutrino (Reines, Cowan)
Présentation du neutrino, toujours mystérieux
Rencontre, voyage et mariage durable
Découverte de nouvelles particules prédites par Pauli et Weisskopf : méson pi, pion
Fuite du nazisme, demande (refusée) de participer au projet Manhattan mené par Oppenheimer
Anecdote : salut nazi involontaire
Formalisation de l’invariance CPT traduisant le principe de causalité
Prix Nobel
Relation entre Pauli et Einstein, entre respect et désaccords
Point de vue de Pauli sur la physique quantique ; notion de complémentarité (Bohr)
Etudes de Pauli en parallèle : rôle de l’inconscient dans la création scientifique (physis et psyché), alchimie, intérêt pour Képler et l’idée d’intuition, rôle de l’observateur
Mort et anecdote de la chambre 137 à l’hôpital
Anecdote de la rencontre de Pauli avec Dieu

6. Paul Ehrenfest, l’oncle Socrate
Citation d’Einstein après la mort d’Ehrenfest
Naissance, excellent élève, malheurs familiaux
Passion pour la physique, cours de Boltzmann (son directeur de thèse), rencontres prestigieuses à Göttingen
Mariage avec Tatiana ; suicide de Boltzmann traumatisant
Départ pour la Russie, premiers articles sur l’origine de l’irréversibilité des phénomènes
Chaire en Hollande : qualités de pédagogue, surnom, organisation de colloques
Ambiance chez les Ehrenfest, credo sur la naissance des idées
Rencontre décisive avec Einstein, début d’une grande amitié ; duos Einstein (violon) – Ehrenfest (piano)
Leçon d’Einstein à l’université d’Ehrenfest sur l’éther et la relativité
Complexe d’Ehrenfest, trop peu créateur à ses yeux : période de déprime
Contributions d’Ehrenfest à la physique : étude du corps noir, mécanique céleste, théorème d’Ehrenfest
Travaux de Bose sur les gaz de photons (pour démontrer la loi de Planck)
Article d’Einstein commenté par Ehrenfest ; condensat de Bose – Einstein
Débat Bohr – Einstein aux congrès Solvay : défense du réalisme par Einstein, thèse de Bohr (interprétation de Copenhague) ; Ehrenfest du côté d’Einstein
Dépression, lettre d’Einstein réconfortante
Lettre d’Ehrenfest à ses amis puis suicide

7. Erwin Schrödinger, l’homme des superpositions
Grande attirance pour les femmes
Naissance, Vienne florissante, brillantes études
Influence de Boltzmann, Mach et ses groupes de sensations
Passionné de philosophie, premières amours et chagrins
Assistant de physique expérimentale à l’université de Vienne
Articles sur le mouvement brownien, étude sur la relativité générale
Schopenhauer : une révélation ; rédaction de cahiers de philosophie
Volonté d’unification des connaissances
Mariages et voyages ; chaire au Polytechnicum de Zurich
Etude de la thèse de de Broglie, équation de Schrödinger
Modèle de l’atome de Bohr, d’Heisenberg (matrices), de Schrödinger ; discussions houleuses, congrès Solvay
Vecteur d’état, principe de superposition ; chat de Schrödinger
Théorie de la décohérence