Introduction

permettaient d’expliquer la quasi-totalité des phénomènes.

Et, d’une façon générale, les scientifiques annonçaient l’arrêt imminent

du progrès de la science. Ainsi, Maxwell lui-même, spéculait sur la fin

prochaine de la physique.

En 1900, William Thomson, plus connu sous le nom de Lord Kelvin,

qui a introduit la notion de zéro absolu (-273,15° Celsius), considérait

déjà devant la Royal Institution de Londres , que la physique était

quasiment comprise : "La connaissance en physique est semblable à

un grand ciel bleu, à l’horizon duquel subsistent seulement deux

petits nuages d'incompréhension".

James Clerk Maxwell

(1831 -1879)

Lord Kelvin

(1824-1907)

A la fin du XIXe siècle , beaucoup de physiciens pensaient que les lois de

la physique classique, telles qu’elles étaient connues alors:

- la mécanique pour les objets matériels,

-la théorie électromagnétique de James Clerk Maxwell pour les

phénomènes du même nom (notamment l’optique)

-la thermodynamique pour les transferts de chaleur et de mouvement,

Ces deux petits nuages d’incompréhension concernaient:

- le déplacement de la lumière dans un éther luminifère*

- le rayonnement du corps noir*.

Ces deux « nuages » allaient cependant rapidement mener à la

création de deux branches supplémentaires de la physique :la relativité

et la mécanique quantique !

L’éther luminifère en physique pré-relativisteJusqu'à l'avènement de la relativité restreinte, les physiciens élaborèrent des théories

d'un éther luminifère : milieu entourant la Terre, diffusant la lumière considérée

comme une onde.

La difficulté était d'élaborer une théorie cohérente rendant compte de toutes les

observations faites sur la lumière, alors qu'aucune expérience ne permettait de

mettre en évidence les propriétés de l'éther considéré comme fluide.

Expérience de Michelson- Morley (en 1887)

On construit l’appareillage (simplifié sur le dessin), de

telle sorte que les deux miroirs soient à égale distance de

la lame séparatrice.

Alors si la Terre est immobile par rapport à l’éther

luminifère , les trajets de la lumière dans les deux

directions perpendiculaires sont égaux (même distance

parcourue, même durée de trajet).

Si, en revanche, la Terre est en mouvement par rapport à

l’éther, alors les deux trajets ne sont pas faits à la même

vitesse, et le temps nécessaire n’est pas le même dans les

deux directions.

On constata que les deux trajets étaient égaux et donc

que la Terre était fixe par rapport à l’éther.

Cette idée d’éther , devenue peu à peu insoutenable, fut finalement, écartée.

Mais une deuxième difficulté concernait la vitesse observée de la lumière: elle aurait du

augmenter si l’on mesurait celle d’une source vers laquelle la Terre se déplaçait et diminuer,

si la Terre s’éloignait de cette source .Or, d’autres expériences montrèrent qu’il n’en était

rien.

.C’est Einstein, en 1905, qui apporta une solution définitive , dans sa théorie de la

relativité restreinte, en déclarant que la vitesse de la lumière était invariante;

" Peu nous importe que l'éther existe réellement, c'est l'affaire des métaphysiciens ; l'essentiel

pour nous c'est que tout se passe comme s'il existait et que cette hypothèse est commode pour

l'explication des phénomènes. Après tout, avons-nous d'autre raison de croire à l'existence

des objets matériels ? Ce n'est là aussi qu'une hypothèse commode ; seulement elle ne

cessera jamais de l'être, tandis qu'un jour viendra sans doute où l'éther sera rejeté comme

inutile".

Henri Poincaré* ,La Science et l'hypothèse (1902)

Henri Poincaré (1804-1912)

Henri Poincaré , le précurseur de la théorie de la relativité d’Einstein

Henri Poincaré est un grand physicien, et considéré comme le plus

grand mathématicien français.

Travaux les plus importants:

Le "Problème des 3 corps" qui consiste à résoudre les équations de 3

corps agissant gravitationnellement, connaissant leurs masses et leurs

vitesses ainsi que leurs positions initiales; c’est un problème

mathématique fondamental pour l’astronomie , dans le système solaire.

La "Théorie du chaos" : étude du comportement des systèmes

dynamiques très sensibles aux conditions initiales (effet papillon).

Précurseur de la " Théorie de la relativité restreinte" ,en conservant un éther et un temps

absolu ,il ne parvint pas à aboutir à un résultat définitif et satisfaisant. Ce que fit Einstein en

partant de la constance de la vitesse de la lumière.

En 1905, Albert Einstein (1879-1955) , alors âgé de 26 ans,

fait publier, dans les "Annales de la physique", quatre articles

qui vont modifier profondément les connaissances

scientifiques de l’époque.

2: les mouvements des particules en suspension dans un liquide sont provoqués par les

molécules de ce liquide (prouvant ainsi la réalité des atomes et des molécules).

3: la théorie de la relativité restreinte

Einstein fonde sa nouvelle " théorie de la relativité restreinte " sur deux postulats:

- le principe de relativité : les lois de la physique sont les mêmes dans tous les systèmes

qui ne subissent pas d’accélération relative (référentiels galiléens).

- la vitesse de la lumière dans le vide est la même pour tous les observateurs, quelles que

soient leur vitesse et celle de la source émettrice. A cette occasion il fait disparaître la notion d’

"éther luminifère ": "c’est une identité superflue, mieux vaut considérer qu’il n’existe pas".

4: l’équivalence entre la masse et l’énergie :E=mc2

1: l’énergie lumineuse est composée de quantasC’est Planck qui baptisa quantum , pluriel latin quanta , un paquet individuel d ’énergie.

Et alors Einstein est arrivé…..

Albert Einstein en 1905

.

*L’appellation quantique vient du mot latin quantum (combien), car la physique quantique

fait intervenir des quantités élémentaires pour décrire les interactions, entre la matière et la

lumière.

L’énergie est quantifiée. Elle ne varie pas de manière continue. C’est une rupture totale avec

l’idée établie depuis longtemps, que l’énergie était émise ou absorbée en continu, comme

l’eau coulant du robinet.

Elle varie comme les barreaux d’une échelle. Une particule ne peut se trouver entre les

barreaux; elle tombe sur le barreau inférieur!

Pour passer d’un barreau à l’autre, pour sauter d’un niveau d’énergie à un autre, il faut que la

particule reçoive de l’énergie . Mais pour réussir ce saut, il faut que cette énergie soit

exactement égale à la différence d’énergie entre les barreaux. Ni trop ni trop peu!

Ainsi en 1905, apparaissait une nouvelle physique, qui allait révolutionner la façon de décrire

la matière et ses interactions :la physique quantique*.

Avec elle, s‘ouvraient les portes d’un monde qui n’obéit pas aux lois de la physique

classique : l’infiniment petit.Les physiciens de la première moitié du XXe siècle ne tardèrent pas à comprendre, que pour

décrire les atomes, puis les particules, il leur faudrait abandonner quelques-uns des principes

les mieux ancrés de la physique classique.

Quelques décennies d’effervescence créatrice, d’audace conceptuelle,

de tourments et d’intense labeur, suffirent ,à un petit nombre d’entre

eux, pour fonder l’une des plus belles constructions intellectuelles de

tous les temps.

Au terme de ce qui fut une véritable révolution, ils mirent sur pied

cette nouvelle théorie, très efficace pour cerner le monde des

particules (noyaux, atomes, molécules), mais imposant une rupture

franche avec le passé , en nous introduisant dans un univers déroutant,

qui défit notre intuition.

En effet, la théorie quantique ne se démontre pas au sens classique du

terme: elle se justifie par l’ensemble des phénomènes qu’elle permet

d’expliquer .

Et ce, avec une précision inimaginable -certaines constantes peuvent

être calculées avec sept chiffres après la virgule - conformément à la

mesure! Son pouvoir prédictif n’a jamais été mis en défaut jusqu’à

maintenant.

Prologue

La victoire de la physique quantiqueLe congrès Solvay* de 1927

Tous les acteurs, qui débattent depuis plusieurs années, se retrouvent en octobre

1927 à Bruxelles pour le cinquième Congrès Solvay, qui réunit, sur le thème

"Electrons et photons", vingt-neuf participants, dont 17 titulaires, ou futurs lauréats,

du prix Nobel.

"Ce congrès fut l’une des plus remarquables rencontres de cerveaux qui se soient

jamais tenues .Il marqua aussi la fin d’une ère de créativité en physique, seulement

comparable à la révolution scientifique du XVIIe siècle , menée par Galilée et

Newton . " M.Kumar (scientifique et philosophe )

Les congrès SolwayConférences internationales en physique et chimie

-Réunions des plus grands scientifiquesTous les 3 ans en principe

-Congrès de physique: le 1er en 1911, le 27e en 2017

-Congrès de chimie : le 1er en 1922, le 24e en 2016

Le 1er congrès présidé par Lorentz a pour thème :

" La théorie du rayonnement et les quanta"

Ernest Solway (1838-1922);

Grand mécène , fondateur de la Société

belge Solway ; entreprise chimique

devenue un très grand groupe mondial,

24500 employés dans 58 pays.

Les débats vont être intenses et passionnés. C’est

un conflit de générations.

Les partisans de la nouvelle physique,(signalés en

rouge sur la photo de groupe), regroupent Werner

Heisenberg (1901-1976), Paul Dirac (1902-1984),

Wolfgang Pauli (1900-1958) qui ont moins de 30

ans; on parle en Allemagne de la "physique des

gamins", avec leurs mentors Niels Bohr (1885-

1962), quarante-deux ans, Max Born (1882-1970),

quarante-cinq ans.

.

Heisenberg Dirac

Les tenants de la physique classique (en bleu sur la

photo), Louis de Broglie (1892-1987), trente-cinq

ans, et Erwin Schrödinger (1887-1961), quarante

ans, sont soutenus par Albert Einstein (1979-

1955), quarante-huit ans, Planck (1858-1947),

soixante-huit ans, et Hendrik Lorentz (1853-

1928), soixante-treize ans.

Malgré tous leurs efforts, les partisans de la théorie

quantique, qui admirent Einstein et dont certains

sont des amis très proches, n’arrivent pas à le

convaincre. Bohr et Born sont aussi malheureux

pour eux que pour lui, car ils le voient se couper

de la nouvelle physique.

De Broglie

Pauli

Bohr Born

EinsteinSchrödinger

Planck Lorenz

Le dernier converti Paul Ehrenfest (1880-1933) - au dernier rang, troisième

à partir de la gauche sur la photo - est venu à ce congrès désespéré . Il savait qu’il

serait obligé d’informer son vieil ami Einstein qu’il avait pris le parti de la

nouvelle physique.

Spécialiste de la relativité, ami et admirateur d’Einstein, il tente de provoquer un

sursaut de sa part : "tu me fais honte Einstein. Tu critiques la mécanique

quantique de la même façon que tes détracteurs attaquaient la théorie de la

relativité"

Remarque pertinente, les anti-relativistes "croyaient au sens commun", tout

comme Einstein "croit" à son ordre cosmique.Ehrenfest

Le désabusé: Einstein . Peu à peu la majorité des physiciens

accepte la théorie quantique. Einstein qui avait passé la semaine

à tenter de prouver que la mécanique quantique était incohérente

dira plus tard que " cette théorie me rappelle un peu le système

d’illusions d’un paranoïaque excessivement intelligent, concocté

à partir d’éléments de pensées incohérents"

.Il ne s’est jamais résolu à accepter l’interprétation probabiliste

de cette théorie qui contredit sa conception causale de la

physique, et il confie à De Broglie :"Ces problèmes de physique

quantique deviennent trop complexes. Je ne plus me mettre à

étudier des questions aussi difficiles : je suis trop vieux".

Mélange de lassitude et de clairvoyance, il sait que sa période de

grande créativité est passée.

Ehrenfest ,chez lui avec son fils et Einstein

Max Planck (1858-1947)Le quantumCe fut Max Planck , qui découvrit le quantum .En 1900, il fut forcé d’admettre que

l’énergie de la lumière et de toutes les autres formes de rayonnement électromagnétique

ne pouvait être émise, ou absorbée par la matière, que sous forme d’éléments

individuels.

Il baptisa "quantum" ,ce paquet individuel d’énergie.

Le quantum d’énergie était une rupture totale avec l’idée établie depuis longtemps, que

l’énergie était émise ou absorbée en continu.

Par ses travaux en thermodynamique , sur le spectre du corps noir*, et en déterminant la

constante de Planck*, il a ouvert les portes d’un nouveau monde à l’échelle

subatomique:

La physique quantique pouvait naître.

De ses travaux fut conceptualisée l’ère de Planck*, période de l’histoire de l’Univers

où les quatre interactions fondamentales* étaient unifiées.

Enfance et étudesMax Planck est né le 23 avril 1858, au nord de l’Allemagne à Kiel, dans une famille

dévouée à l’Eglise et à l’Etat. Son père était professeur de droit à l’université.

Après avoir hésité entre la science et la musique, il entame en 1874, à Munich, des

études de mathématiques et de physique. Au bout de trois ans, on lui dit que " cela ne

valait plus tellement la peine de faire de la physique, parce qu'il n’y avait plus rien

d’important à découvrir" .Il va alors à Berlin , continuer ses études de physique. Il y est

très déçu, malgré des professeurs prestigieux, Von Helmholtz (1821-1894) et surtout

Gustav Kirchhoff ,mondialement célèbre pour ses lois électrotechniques.

." Je dois avouer qu’en fait leurs cours ne m’ont rien apporté" .

Gustav Kirchhoff

(1824-1887)

Max Planck à 30 ans

Courbes de rayonnement du corps noir,

(à différentes températures et selon l'équation de Planck)

Le rayonnement thermique du corps noir

Nommé professeur à Munich , puis à Kiel, et Berlin,

Planck poursuit ses travaux en thermodynamique .

Cette proposition, révolutionnaire qui affirmait que l’énergie (E) ne pouvait se transmettre (absorption ou

émission) ,que par un nombre entier d’éléments d’énergie, ou quantas, (0, hv ,2hv,3hv…).et que sa

valeur était donc de la forme E=n x hv*, fut jugée contre nature par de nombreux collègues.

Elle marque la date de naissance de la théorie des quanta et de la mécanique quantique.

Planck trouva que le rayonnement émis par un corps noir se comporte comme s'il était constitué de

"paquets" d'énergie dont la valeur serait (loi de Planck) E = hν, où ν (la lettre grecque nu), est la

fréquence du rayonnement et h, la constante connue aujourd'hui sous le nom de constante de Planck.

Il avait alors estimée h à 6,55 × 10–34 Joule.seconde. (valeur actuelle ; h = :6,63 × 10–34 Joule.seconde)

Il détermine en octobre 1900, la loi de répartition

spectrale du rayonnement thermique du corps noir*,

(voir les 3 diapos suivantes) appelée Loi de Planck*

, en introduisant la constante de Planck*, sans en

maîtriser l'interprétation physique.

Cette loi décrit la répartition de l’énergie

électromagnétique rayonnée par un corps noir à une

température donnée, en fonction de la longueur

d'onde.

Un four, uniformément chauffé, constitue un bon modèle de corps noir ..

Chaque paroi du four émet et absorbe du rayonnement. Il y a ainsi échange d'énergie entre les

parois, jusqu'à ce que l'objet atteigne l'équilibre thermique. La répartition de la quantité

d'énergie émise, en fonction de la longueur d’onde, forme le spectre. Celui-ci est la signature

d'un rayonnement purement thermique. On l'appelle spectre du corps noir et il ne dépend que

de la température du four. Quand la température s'élève, le pic de la courbe de rayonnement

du corps noir se déplace vers les courtes longueurs d'onde.

Le corps noir est un objet idéal: une boîte fermée qui ne laisse sortir

aucun rayonnement

Courbes de rayonnement du corps noir à

différentes températures , selon l'équation de

Planck

C’est Kirchhoff , en 1856 qui inventa cet objet

idéal.

Le corps noir désigne un objet qui absorbe

parfaitement toute l'énergie électromagnétique

(toute la lumière quelle que soit sa longueur d'onde)

qu'il reçoit. Cette absorption se traduit par une

agitation thermique qui provoque l'émission d'un

rayonnement thermique, dit rayonnement du corps

noir.

La définition du corps «noir» par un physicien n'est donc pas celle d'un corps absolument pas lumineux, mais celle d'un corps parfaitement absorbant.

Courbes de rayonnement du corps noir,(à différentes températures et selon l'équation de Planck)

Tous les objets, s’ils sont suffisamment chauds, émettent un mélange de chaleur et

de lumière dont l’intensité et la couleur changent avec la température.

Tous les objets échauffés émettent une lumière d’une même couleur à la même

température.

A mesure qu’augmente la température d’un corps noir, la longueur d’onde à

laquelle l’intensité du rayonnement est la plus forte devient de plus en plus courte;

Le rayonnement du corps noir

Le rayonnement du corps noir, ici celui d’un four à poterie, ne permet

pas de distinguer les objets (ci-dessus , à gauche) ; à la même

température, les poteries émettent le même rayonnement que le four .

Pour voir le contenu du four, il faut l’éclairer par une source plus

chaude que lui-même.

Wilheim Wien (1864-1928)

Prix Nobel de physique 1911, pour les lois du rayonnement physique de la chaleur.

Planck avait découvert quelque chose de

remarquable et d’inattendu qui se vérifiait

expérimentalement ,mais il pensait ,comme les autres

physiciens, que l’introduction du quantum, ce paquet

d’énergie, n’était qu’une supposition purement

formelle, sur laquelle il n’avait pas beaucoup

réfléchi.

Tous croyaient qu’elle n’était rien qu’un tour de

passe-passe théorique, un procédé mathématique

permettant d’avancer sur la voie de la solution

correcte .Elle n’avait pas de signification en physique

Planck ,un révolutionnaire malgré lui

Ce qui impressionnait les physiciens et Planck, c’était la précision de sa nouvelle loi du

rayonnement . Personne ne porta attention excessive au quantum , Planck y compris.

Des années après la mort de Planck (1947), son collègue et ancien étudiant ,James Frank

(1882-1964) se souvint d’avoir observé sa lutte désespérée, " pour éviter la théorie des

quanta, pour voir s’il ne pourrait pas au moins réduire son influence dans toute la mesure du

possible" .Pour Franck, il était clair que Planck ,était un révolutionnaire malgré lui, qui était

arrivé finalement à cette conclusion: "Nous allons être obligés de vivre avec la théorie des

quantas . Et croyez-moi, elle se répandra" .

Loi et Constante de PlanckPlanck trouva que le rayonnement émis par un corps noir se comporte comme s'il était constitué de

"paquets" d'énergie dont la valeur serait (loi de Planck) E = hν, où ν (la lettre grecque nu), est la fréquence

du rayonnement et h, la constante connue aujourd'hui sous le nom de constante de Planck.

Il avait alors estimée h à :6,55 × 10–34 Joule.seconde

La valeur actuelle de h est :6,63 × 10–34 Joule.seconde).

Le Temps de Planck= 10-43 seconde

C'est la plus petite mesure de temps à laquelle nous puissions avoir accès.

Au-delà de cette limite, les lois de la physique cessent d'être valides .

Cela correspond à la durée de parcours de la longueur de Planck, par un photon dans le vide.

La Longueur de Planck = 10-33 centimètre.

Cette longueur nous indique la frontière entre notre monde et le domaine quantique ; à des échelles aussi

petites, l'espace devient une sorte de bouillonnement quantique dans lequel des particules virtuelles

peuvent surgir du vide pour se désintégrer aussitôt.

Unités de PlanckSystème d'unités plus commode d'emploi en physique de l'Univers, défini à partir de

constantes universelles , dont:

la constante de Planck (h)

la vitesse de la lumière (c)

la constante gravitationnelle (G)

Dimensions de PlanckLes dimensions de Planck (longueur ,masse , temps , énergie, température et charge électrique) sont

les grandeurs les plus petites concevables de l’Univers.

Ere de PlanckL'ère de Planck est cette période inconnue (de 0 à 10-44 seconde). des premiers instants du Big

Bang

L‘Univers, très petit et très dense, ressemblait à une "mousse quantique" (faute de mieux le qualifier).

Durant cette ère, les quatre interactions fondamentales (électromagnétisme , interaction faible,

interaction forte et gravitation) sont unifiées et s ’appliquent donc en même temps.

La notion d'espace-temps y est difficile à définir. La relativité générale comme la mécanique

quantique ne s'appliquent plus.

L'instant zéro est une singularité où la température comme la densité sont infinies.

Stephen Hawking et James Hartley ont proposé de résoudre cette singularité en considérant que la

notion de temps disparaît durant l'ère de Planck.

En 1900, Max Planck émet la théorie d'une limite pour décrire l'univers, comme un mur.

On l'appelle " mur de Planck " . La période le précédant est l’ " ère de Planck".

Cette ère se situe juste après le Big Bang ,il y a 13,7 milliards d'années.

Après ses travaux sur le rayonnement thermique

Max Planck continua ses recherches en menant des travaux en cinématique et mécanique

relativistes.

Il développa la thermodynamique dans le cadre de la relativité et participa au grand débat sur

l’irréversibilité du temps.

Il eut une très longue confrontation avec le physicien et philosophe autrichien Mach qui

"continuait à refuser dédaigneusement l’atomisme" et qu’il trouvait "incompétent en

thermodynamique"

Il a eu beaucoup d’échanges avec les grands physiciens de l’époque et participa aux congrès

Solway. Mais, bien qu’ à l’origine de la mécanique quantique, il resta un adepte d’une

physique déterministe et il n’accepta pas vraiment, que cette nouvelle mécanique puisse

admettre une forme d’indéterminisme ,comme "le principe d’incertitude"

Il reçut le Prix Nobel en 1918.

Max Planck en 1918

Ernst Mach (1838-1916)

Un grand pédagogue

Enseignant pendant quarante ans, il dirigea ,en particulier, l’institut de physique de

l’université de Berlin où il donna ,cinq jours par semaine, des cours er des

conférences. .Il couvrait tout le programme des cours : mécanique, hydrodynamique

,électrodynamique, optique ,thermodynamique , etc.

Il a été le directeur de thèse de deux lauréats du prix Nobel:

- Max von Laue (1879-1960) en 1903, pour ses travaux sur la diffraction des rayons

X par des cristaux.

- Walther Bothe (1891-1957) en 1914, pour ses travaux sur la physique nucléaire. et

les découvertes qui en ont découlées.

Il mettait un soin particulier à l’enseignement des débutants: "ce bonheur inégalable

de voir la connaissance se répandre sur un sol fertile et y fructifier"

Il publia des livres ,réputés pour leur accessibilité, sur les sujets enseignés, tant de

physique théorique que de vulgarisation,. Ses ouvrages, des modèles de clarté, furent

réédités et traduits dans plusieurs langues.

C’était un conférencier exceptionnel: "C’est le meilleur conférencier que j’ai

entendu de ma vie (le chimiste anglais Partington ) .

Le physicien indien D.M Rose (1885-1975) qualifia cette expérience de

"révélation": "Après avoir assisté aux conférences de Planck, j’ai compris ce que

signifiait la notion de système en physique… "

Max von Laue

Walther Bothe

D.M Bose

Le défenseur de l’indépendance de l’Université

Le défilé des professeurs en 1905 La visite de l’Empereur, en blanc derrière le recteur

Planck, homme rigoureux et de devoir , fut un citoyen de premier plan et un atout pour l’université dont

il était le membre le plus éminent. Il en défendit au mieux, l’indépendance , comme dans les trois

exemples ci-après:

En 1894, un professeur de physique mourût. Pour lui succéder la faculté

recommanda Emil Warburg (1846-1931),qui était juif .Le ministre Friedrich

Althoff hésita entre plusieurs candidats; "dans le seul but, d’éviter la

recommandation de la faculté", s’en irrita Planck."Il n’est pas nécessaire d’être

pro-sémite ,pour trouver hautement contestable une procédure qui tourne le dos

aux considérations de nature objective…en particulier à l’autorité de la faculté

dont les conclusions ont été précédées de délibérations sérieuses"

Suite à l’intervention de Planck ,Warburg fut nommé.Emil Warburg

Nomination à un poste de professeur: soutien d’un candidat juif

L’affaire Arons: liberté des idées politiques

En 1895, Planck s’opposa à l’ordre donné par le ministre

prussien du Culte et de l’Education de punir un maître de

conférences de physique, Léo Arons .La seule faute

d’Arons était d’être membre du Parti Social-Démocrate.

D’après la loi et la coutume, le droit de sanctionner des

maîtres de conférences revenait à l‘Université et non pas au

ministère . Arons ,étant un bon professeur et un savant

compétent , dont les idées politiques n’interféraient en rien,

avec ses cours, l’Université refusa de le punir.

Cette décision déclencha de vifs débats dans la presse . En 1898, le Parlement

prussien vota une loi "dite loi Arons" qui attribuait l’autorité disciplinaire au

ministre du Culte .

Planck et la commission nommée, refusèrent d’exclure Arons , et le

gouvernement se trouva dans l’obligation de le faire lui-même .

Il n’était pas agréable à Planck de s’opposer au gouvernement, mais "quand celui-

ci attaquait sa précieuse république des savants ,il savait choisir son camp"

Léo Arons (1860-1919)

Le soutien des femmes scientifiques de talent :Lise Meitner

Dés 1897, Planck déclarait "qu’il ne fallait pas par principe, dénier le droit aux

femmes de faire des études universitaires" . Il se rangeait ainsi dans le camp libéral,

alors très minoritaire, tout en émettant des réserves: " On n’insistera jamais assez

sur le fait que la nature elle-même a prescrit sa place de mère et d’épouse, qu’on

ne peut ignorer les lois naturelles sans de graves conséquences, qui, dans le cas

présent, feraient sentir leurs effets à la prochaine génération"

Mais le courage de défier la nature gagna peu à peu les

universitaires allemands, et tout particulièrement Planck, "devenu

un fervent supporter des femmes scientifiques de talent"Ainsi dés 1912, il prit comme assistante Lise Meitner(1878-1968),ci-

contre, et s’assura de la garder à l’Université de Berlin .

Elle participa aux soirées musicales organisées par Planck , où elle

venait avec son collègue de travail, Otto Hahn. Avec Hahn, elle

découvrit en 1917, un nouvel élément chimique le proactinium .

En 1913-1914, année où Planck fut recteur de l’Université, il y avait 700 femmes étudiantes à

Berlin, et 3500 pour tout le Reich, soit à peu près 6 % de la population universitaire ( en

France environ 12%).

Guerre 1914-1918 :le patriote aveugléPlanck va évolué , pendant la première guerre mondiale , d’un patriotisme

"justifiant la guerre" à un internationalisme plus modéré.

Liesse à Berlin, le 31 juillet 1914, quand

l’Allemagne décrète la mobilisation

générale et déclare la guerre à la Russie.

Les soldats allemands partent en

chantant sur le front.

L’enthousiasme des premières semaines, joint à la ferme conviction que

l’Allemagne s’était engagée dans une guerre défensive, contre des adversaires sans

scrupule, entraînèrent Planck plus loin qu’il ne le souhaitait et il devait le regretter.

L’Allemagne déclare la guerre à la France en août 1914 et Planck se réjouit du " sursaut

patriotique" .Bien qu’il soit père de deux garçons en âge de servir, et recteur d’une université

vidée par la mobilisation, il se félicite de "la consolidation de la volonté nationale"

L’enthousiasme pour une guerre justifiée

Ainsi, Planck signa en octobre 1914: L’Appel aux Peuples Civilisés du Monde .

Ce texte, soutenu par 93 intellectuels allemands, était particulièrement virulent contre les adversaires ,et il

souleva l’indignation en France et en Grande -Bretagne.

Ce manifeste nie les atrocités commises au début de la guerre par l‘Allemagne (viol de la neutralité de la

Belgique, destruction de Louvain), et sert à justifier la guerre. Il .montre la totale soumission des intellectuels

à l'armée allemande et à son empereur Guillaume II.

Ce texte ne reproduit pas fidèlement la pensée politique de Planck, mais il accepta de le signer par "devoir

patriotique" .D’autres physiciens , Einstein en particulier, ne le signèrent pas et publièrent une déclaration

bien différente.

L’ Appel aux Peuples Civilisés du Monde ,

Les Allemands violent la neutralité de la Belgique en août 1914: les troupes allemandes sur la grande place de Bruxelles

Les promesses aux Belges du commandement allemand et le village de Visé après passage des armées.

Les scientifiques allemands dans la guerre

La plupart des scientifiques allemands participèrent à l’effort de guerre. L’engagement le plus extrême en

faveur de la guerre, fut celui du chimiste Haber (1868-1934), ci-dessus, vieil ami d’Einstein.

Le procédé Haber-Bosch de synthèse de l’ammoniac lui vaudra le prix Nobel en 1918 (remis en 1919

après la guerre). Ce procédé va permettre la mise au point d’explosifs, et éviter ainsi aux allemands de

manquer d’obus dès 1915.

Mais surtout, Haber supervise l’utilisation du chlore (ci-dessus) comme arme de guerre dans la première

attaque chimique réalisée au monde et dirigée contre les troupes françaises à Ypres (Belgique), en avril

1915. Cinq mille soldats périssent , dix mille autres souffrent de brûlures.

Une semaine plus tard la femme de Haber se suicide, avec le pistolet militaire de son mari, par horreur

du rôle joué par son mari.

Mais Haber ne va pas s’arrêter là. Après la guerre, il travaille à l’élaboration de pesticides pouvant servir

d’armes chimiques. L’un de ces produits, le Zyklon B, servira à assassiner des millions de personnes

dans les camps de la mort, y compris des amis ou des lointains parents de Haber, qui est juif. Il meurt

en 1934, peu après avoir été expulsé de l’Allemagne nazie.

Mais, peu à peu, Planck évolua vers une position plus modérée sous l’influence de Lorentz pour qui il

avait, tout comme Einstein, un très grand respect: "cette admirable et transparente harmonie de toute sa

personne qui reflétait fidèlement ses relations avec la science et avec ses frères les hommes" .Lorentz lui

envoya, en particulier, des récits de l’occupation allemande en Belgique qui montraient, selon les propres

termes de Planck , que bien des choses passées "n’étaient pas à l’honneur des Allemands .

Les doutes

.Ces tragédies faillirent détruire Planck. Il écrivit à

Lorentz:" Je pleure mes enfants bien aimés… et il y a des

moments où je viens à douter de la valeur de la vie elle-

même" Einstein, qui le vit à cette époque, écrivit à

Born: "Les malheurs de Planck me brisent le cœur . Je n’ai

pu retenir mes larmes quand je l’ai vu…Il se tenait droit et se

montrait extraordinaire de courage, mais on pouvait le sentir

miné par la douleur"

Erwin Planck lors de son procès en 1944

Enfin son fils Erwin, issu de son second mariage sera exécuté en 1945, à la suite d’une tentative avortée

d’assassinat d’Hitler.

Il ne se remit jamais de ce drame.

Enfin sa maison sera bombardée en 1945 par les alliés, et tous ses documents seront détruits.

Les drames familiaux L’effondrement de l’Allemagne arriva en novembre 1918, alors que Planck était déjà entré dans une

suite de tragédies familiales. Sa première épouse était décédée en lui laissant quatre enfants . Trois

d’entre eux vont mourir pendant la guerre , un fils sur le front ses deux filles après leurs accouchements.

La gloire retrouvée (1915-1933)

Après la défaite, Planck est en première ligne pour reconstruire la

physique allemande.

Malgré les deuils familiaux ,et toutes les difficultés qui suivent

l’armistice de 1918, (manifestations révolutionnaires ,grèves des

transports ,inflation ,famine , etc.) il donne l’exemple, avec une

force morale peu commune: "Cela compte peu en regard du devoir

sacré de préserver la place de la science allemande dans le monde«Manifestation révolutionnaire

Crash bancaire de 1923

Mort de faim dans la rue

L’organisateur de la recherche allemandeSes qualités personnelles, son patriotisme , et l’immense respect qu’il

suscite, tant dans son pays qu’à l’étranger (prix Nobel en 1918), vont

lui permettre de créer une association de secours pour la science

allemande. Celle-ci trouva , malgré la grave crise économique, de

nombreux soutiens, dans tous les milieux, y compris à l’étranger, et

auprès des grands industriels: "la recherche scientifique est et restera

le fondement de notre puissance militaire et économique"

Accusé de favoriser les idées nouvelles ,il répondit que

l’effondrement des belles théories anciennes exigeait une plongée

en eaux troubles:" se dérober à l’étude de ces questions (quanta,

théorie atomique, mécanique quantique ,etc.) ou même les ignorer

complètement, c’est accepter ,soit l’idée de stagner, soit celle de se

laisser distancer par les autres puissances"

Nommé président de la Kaiser-Wilhem- Gesellschaft , il devint une sorte de ministre

plénipotentiaire . maintenant de bonnes relations avec les ministres et les députés,, avec

les dirigeants de la banque ,du commerce et de l’industrie, avec les journalistes, les

diplomates et les personnalités étrangères. Lourde tâche, qu’allégeait le goût de son

épouse pour les relations sociales .

Fritz Haber ,Prix Nobel de Chimie en 1918, comparait le président de cette Société "au

roi d’Angleterre qui compensait la faiblesse de son pouvoir constitutionnel par la force de

sa personnalité".

Une très grande activité

Franck était d’une activité débordante .Jusqu’à sa retraite il continua , en outre, à

donner des cours et trouva toujours le temps de jouer du piano à son domicile

(photo ci-contre) , plusieurs fois par semaine.

Le rythme de ses loisirs était tout aussi implacable : il faisait de l’alpinisme, sans

prendre le temps de s’arrêter pour bavarder et logeait au plus près des montagnes,

dans des refuges alpins, dépourvus de confort et d’intimité.

Fritz Haber

Pendant toute cette période, il participa à de nombreux congrès,

colloques ,remises de prix à l’étranger.,etc.

Réunion de Prix Nobel

Les physiciens berlinois reçoivent l’américain Robert Millikan en

1928. De gauche à droite, Walther Nernst , Albert Einstein, Max

Planck, Robert Millikan (1868-1953) prix Nobel 1923, pour ses

travaux sur la charge de l’électron, et Max Van Laue .

Le nazisme et les compromissions (1933-1945)Le 30 janvier 1933, quand Hitler (avec Hindenburg sur la photo)

devient chancelier du Reich, Planck occupe dans la communauté

scientifique allemande une position clef, avec ses deux postes de

Secrétaire de L’Académie et de Président de la Kaiser-Wilhem-

Gesellchaft (Société dans la suite de l’exposé). Ces deux

institutions, dépendant du Reich pour leur financement, Planck

doit collaborer avec le nouveau régime. Celui-ci attend qu’il

s’identifie à L’Allemagne nouvelle, "lui le patriote irréprochable

de réputation internationale dont l’appartenance raciale est sans

tâche".

Planck ,bien qu’il pense qu’Hitler, s’il veut rester au pouvoir,

sera obligé de modérer les actions politiques du parti nazi,

envisage de démissionner ,mais beaucoup de ses amis lui

demandent de rester. "Il a beaucoup espéré se retirer des affaires

officielles…mais cela n’a pas été possible; maintenant tout le

monde compte sur son aide ".(Marga Planck, sa femme)

Ainsi soutenu ,il se sent bien placé pour négocier des compromis

dans l’intérêt de la science.

Mais cela va l’entraîner à ne pas prendre parti sur la politique des

nazis , à accepter ce régime et à participer activement à diverses

évènements (lors des cérémonies officielles de la Société, Frank

,ici à la tribune, devait faire le salut hitlérien et prononcer, comme

tous les participants le " Heil Hitler"

125e anniversaire de la fondation

de l’Université de Berlin

Planck et les savants juifsPlanck essaya de retenir en Allemagne les savants juifs.

Il eut, en 1933,un entretien avec Hitler, "espérant le convaincre que

l’émigration forcée des juifs allait tuer la science allemande et que les

juifs pouvaient être de bons Allemands" .Hitler lui répondit : "Je n’ai rien

contre les juifs en tant que tels. Mais ce sont tous des communistes, et ce

sont mes ennemis, auxquels je fais la guerre."…."Puis il se mis dans une

telle rage que je ne pus que me taire et me retirer."

.

Mais Einstein ne lui enleva pas son respect puisqu’il écrivit peu après: "Il y a encore à

l’Académie des sciences prussiennes quelques justes…Je nomme en tout premier lieu Planck

.Tous ceux qui le connaissent ne mettent pas une seconde en doute sa pureté d’intention"

Malgré tout, Planck préconisa, pour éviter le pire et sauver la science

allemande ,la discrétion et une certaine collaboration. Ainsi à Heisenberg

et Schrödinger , qui se demandaient s’ils devaient démissionner, il dit

que c’était inutile , et qu’ ils rendraient un meilleur service en restant,

pour guider la jeune génération de la recherche allemande.

Quand Einstein , alors aux Etats -Unis, annonça ,le 30 mars 1933, qu’il

ne retournerait pas dans une Allemagne qui ne jouissait plus " de la

liberté civile, de la tolérance, de l’égalité des citoyens devant la

loi" entraînant une campagne de haine contre lui, Planck lui écrivit

:"Vos initiatives n’apporteront aucune amélioration de la situation déjà

suffisamment difficile où se trouvent vos frères de race et de religion. Au

contraire, ils ne s’en trouveront que plus opprimés"

Planck, en 1933, avec W. Frick, ministreresponsable de la loi interdisant aux juifsl’accès à la fonction publique

Manifestation anti-juive en 1933

Une fin de vie difficile

Planck dans sa bibliothèque,en 1942 ;il a alors 84 ans

La religion et la science

Planck était très croyant et cette foi le soutint durant les

épreuves de sa vie.

A partir du milieu des années 30, Planck le philosophe va

s’intéresser de plus près aux relations entre la science et la

religion: "La religion et la science mènent le même combat

permanent et sans trêve contre le scepticisme et le

dogmatisme, contre l’incroyance et la superstition. Un seul

mot d’ordre pour ce combat qui se déroule depuis la nuit des

temps les plus reculés jusqu’ au futur le plus éloigné: Allons

vers Dieu"

Ainsi , en 1937, sa conférence "Religion et science" sera très

populaire dans toute l’Allemagne et rééditée cinq fois en deux

ans.

Durant la guerre, ses discours prirent une tonalité plus sombre; il savait l’uranium capable

de détruire la planète, et il ne voyait aucune raison de penser que les choses s’arrangeraient.

"Nous ne sommes pas nés avec un droit au bonheur. Nous devons donc considérer tout

cadeau gracieux du destin, toute heure de bonheur passée comme un don gratuit qui nous

oblige"

Avec sa femme, peu avant

sa mort.

Alors qu’en 1942,il jugeait prudent de na pas

mentionner le nom Einstein dans les écrits sur la

relativité, en 1943 dans une causerie au Club des

officiers nazis , il donna les conceptions de la vie

et sans s’occuper le moins du monde de l’endroit

où il se trouvait et de son public. Il fit allusion au

juif Einstein qu’il présenta comme un leader et un

guide dans le monde de la pensée.

"Le petit homme en habit noir , était trop grand

pour qu’il s’en laisse imposer par tous les efforts

de récupération des nazis".

G.Pill , journaliste suédois présent dans la salle.

Mais la maladie ,la destruction par un bombardement de sa maison et, surtout,

l’exécution de son fils, lui enlevèrent le goût de la vie et sa santé s’aggrava avec

de grandes souffrances .Il mourut le 4 octobre 1947, à l’âge de 89 ans.

Conclusion

En introduisant le quantum, ce paquet d’énergie, pour expliquer le rayonnement

thermique du corps noir, "succinctement résumé, ce que j’ait fait peut être décrit

comme un simple geste désespéré " ,il allait devenir un révolutionnaire malgré lui, et

être au départ d’une révolution: la physique quantique.

"Un homme à qui il a été donné de doter le monde d’une grande idée

créatrice". Albert Einstein

" L’œuvre qu’il a accomplie est de celles qui assurent à leur auteur une gloire

immortelle et, si quelque cataclysme ne vient pas anéantir notre civilisation, les

physiciens des siècles à venir parleront toujours de la constante de Planck et ne

cesseront de répéter avec admiration le nom de celui qui a révélé aux hommes

l’existence des quantas" Louis De Broglie