Sciences - Santé Entretien

Il y a juste cent ans, se déroulait à Bruxelles le premier et prestigieux Conseil de physique Solvay, un moment clé dans l’émergence d’une physique neuve qui a bouleversé notre compréhension de l’univers.

Pour fêter l’événement, Bruxelles sera transformée en capitale mondiale de la physique (lire ci-contre). Nous publierons dans les prochains jours plusieurs articles autour de cet important événement. Mais, d’abord, retraçons la genèse passionnante de ces Conseils avec Franklin Lambert, professeur émérite de la VUB et ex-directeur adjoint des Instituts. Il consacra de patientes recherches à leur histoire.

Il revient d’abord sur le "mythe" qui fait d’Ernest Solvay (1838-1922) l’initiateur de ces Conseils rassemblant les meilleurs scientifiques du monde. C’est en réalité l’activisme d’un chimiste allemand, Walther Nernst, qui joua un rôle décisif. Celui-ci voulait, en 1910, réunir les meilleurs scientifiques pour discuter de chimie moléculaire et cinétique. Il n’était pas (encore) question de parler de la théorie du rayonnement ni de celle des quanta. Nernst voulait appuyer ses propres recherches sur la théorie de la chaleur et espérait en être récompensé par le prix Nobel. Ses idées changent quand il découvre, en 1909, les travaux d’Albert Einstein sur la chaleur spécifique. Einstein les avait réalisés en 1907 et se basait sur la théorie quantique de Planck. Une vraie révolution. La nature devenait discontinue et agissait par sauts, par "quanta". Nernst est d’autant plus enthousiaste que les travaux d’Einstein confirment les siens. Einstein n’était encore alors qu’un modeste professeur associé de l’Université de Zurich, et n’était pas encore célèbre malgré l’importance énorme de ses travaux de 1905 et malgré son travail de 1907 (premier travail sur la théorie quantique qui pouvait être vérifié). Pour Einstein, recevoir Nernst à Zurich était un grand honneur.

Walther Nernst modifia son idée d’organiser ce qu’il appelait alors "un concile scientifique" (comme les conciles du Vatican). Il ne veut pas l’organiser à Berlin pour ne pas effaroucher les scientifiques français et anglais (on est à la veille de la guerre 1914-1918). Un très entreprenant chimiste belge, ami d’Ernest Solvay, Robert Goldschmidt, lui propose alors de le faire à Bruxelles, en terrain "neutre". Bruxelles était en pleine gloire, l’Expo universelle de 1910 fut un succès. On y vit de grands scientifiques comme Marie Curie et Jean Perrin. Goldschmidt avait mis au point un dirigeable, un zeppelin belge, le "Belgica", qui servit d’image pour l’Expo universelle et qui avait été financé par Solvay.

La rencontre entre Nernst et Solvay, via Goldschmidt, fut décisive. Solvay, très riche industriel, avait déjà fondé un institut de physiologie (1892), un institut de sociologie (1901), une école de commerce (1904) et rêvait de créer des Instituts de physique et de chimie et de fonder une cité des sciences. Lui-même, en autodidacte, avait développé une théorie de "la gravito-matérialitique" que Planck trouvera intéressante. Nernst prépare tout et envoie à Solvay une liste des meilleurs scientifiques que Solvay doit inviter. L’initiative, faut-il le souligner, est purement privée. Finalement, ils seront 24 à se réunir du 30 octobre au 3 novembre 1911, à l’hôtel Métropole. Ils iront un jour dans la grande salle du parc Léopold; sans doute leur avait-on promis une visite royale, mais qui ne vint pas. Une célébrissime photo montre les participants. Tous des hommes, sauf Marie Curie. Neuf d’entre eux ont eu ou auront le prix Nobel. On reconnaît Nernst, Solvay, Poincaré, Marie Curie, Lorentz, Robert Goldschmidt, Planck, de Broglie, Rutherford, Kamerlingh Onnes, Einstein et Langevin. Curieusement, ce n’est pas Nernst qui préside les travaux mais bien Lorentz (qui deviendra le premier président de l’Institut Solvay de Physique). Nernst a finalement préféré qu’on désigne le Hollandais Hendrik Lorentz comme président, plus "neutre" qu’un Allemand.

Ce Conseil de 1911 sera capital. Il assied définitivement la théorie des quanta. De manière significative, le terme "quanta" -qui n’existait avant ce Conseil qu’en allemand- entre dans le vocabulaire français et anglais. Henri Poincaré, qui a découvert la théorie à Bruxelles, l’impose en France. Même s’il est encore au bord de la table sur la photo, Einstein est déjà le vrai centre du Conseil. Dans une autre photo célèbre du Conseil de 1927, il apparaît alors à sa vraie place, au centre. Le principe d’un Conseil d’une trentaine de savants au maximum, de très haut niveau, qui se retrouvent ensemble pendant quelques jours, a montré son efficacité et sa capacité à susciter d’importants transferts de connaissances qui font avancer la science.

Ernest Solvay, non seulement continua ces Conseils qui se réunissent tous les trois ans, mais plaça aussi Lorentz à la tête d’un nouvel Institut de Physique qu’il dote d’un million de francs. La somme sert aussi à donner des bourses de voyages et des bourses à des jeunes chercheurs. On sait peu qu’en 1911, Solvay finançait ainsi des recherches de physique à Moscou ! Malheureusement, la guerre et la dépréciation de l’argent ont dû ramener ces ambitions, mais aujourd’hui encore, l’Institut de Physique unifié avec celui de chimie ("les Instituts") sont actifs, dirigés longtemps par Ilya Prigogine et, aujourd’hui, par Marc Henneaux. Ils bénéficient toujours de l’appui de la famille Solvay mais aussi d’autres sponsors comme les Communautés et la Loterie Nationale.

Il est intéressant de voir qu’au début du XXe siècle, on croyait que la physique avait atteint sa plénitude et qu’il n’y avait plus rien à découvrir. Or, c’est à ce moment que Planck introduit la notion des quanta d’énergie et qu’Einstein fait de même avec la relativité. Et le premier Conseil Solvay prend acte de cette "explosion" de la physique. Un parallèle est possible avec aujourd’hui. A la fin du XXe siècle, on a pu croire à nouveau que la physique était au bout du chemin, et que tout s’expliquait avec le modèle standard et l’unification des forces (hors gravité). Mais les découvertes de la matière noire, de l’énergie noire, de l’expansion accélérée de l’univers et, maintenant, de possibles neutrinos plus rapides que la lumière, montrent qu’on se trouve à nouveau devant une "explosion" de la physique et la nécessité de réfléchir à une théorie plus globale.

Ce premier Conseil donna lieu à un épisode bien peu glorieux. Quand Marie Curie quitta le Conseil le 3 novembre, elle ne savait pas que, dès le lendemain, une campagne de presse haineuse en France et en Belgique se déchaînerait contre elle. En cause, la présidence simultanée à Bruxelles de Marie Curie et du scientifique Paul Langevin avec lequel elle a une liaison. Langevin était marié (séparé). Elle était veuve (son mari Pierre Curie était mort en 1906). On l’accusa de dévergonder "un bon mari". Comme elle était de plus, d’origine polonaise, on se déchaîna contre "l’étrangère". En 1910, elle avait déjà subi l’affront de ne pas être reçue à l’Académie française des Sciences alors qu’elle avait déjà reçu le prix Nobel de physique. Le 7 novembre, trois jours après le début des attaques, elle apprend qu’elle reçoit un second prix Nobel, de chimie cette fois. Mais un éminent scientifique du Nobel lui fait savoir que ce serait mieux qu’elle ne vienne pas chercher son prix à Stockholm, ce qu’elle refusa la tête haute, en disant que son prix était pour ses recherches et non pas pour sa vie privée. Et elle ira bien chercher son prix. Il est lamentable de voir que la presse n’a, en général, que peu parlé des travaux du Conseil, mais beaucoup de la vie privée de Marie Curie.

Celle-ci viendra à tous les Conseils Solvay (sept Conseils de suite) jusqu’à sa mort. On la voit encore sur la photo du Conseil de 1927. Elle fut la seule femme jusqu’au Conseil de 1933 où elle était accompagnée de sa fille, Irène Joliot-Curie, et de Lise Meitner.

Dès le début, la famille royale s’est intéressée aux débats des Conseils. Il y a des lettres claires en ce sens du roi Albert. Mais il n’y eut pas de réception à Laeken pour les congressistes avant 1929. C’est alors que la reine Elisabeth entama une amitié forte avec Einstein avec qui elle jouait du violon et avec qui elle échangeait des lettres que certains interprètent comme des preuves qu’il y eut entre eux plus qu’une amitié. Ils étaient, il est vrai, tous deux Allemands du sud et dotés de personnalités hors du commun.

Bien entendu, les deux guerres vont considérablement perturber ces conseils. Planck et Nernst signèrent un manifeste militariste pro-allemand. Certains scientifiques qui avaient pourtant bénéficié de bourses Solvay signèrent un soutien à l’Allemagne alors que celle-ci avait perpétré des massacres en Belgique ! Il y eut donc, au lendemain de la guerre, un boycott des scientifiques allemands. Lorentz et Solvay œuvrèrent patiemment à réconcilier les gens et, en 1927, tout le monde est à Bruxelles pour un important Conseil où Bohr et Einstein s’affrontèrent de manière célèbre (on y reviendra). Mais le Conseil de 1933 fut tout aussi prestigieux et important, assurant une large diffusion des dernières recherches. Le Conseil de 1939 eut pu être capital : on devait y parler énergie nucléaire avec les meilleurs scientifiques allemands et américains (ceux qu’on retrouvera dans le programme allemand d’une bombe et dans le projet américain Manhattan). Mais ce Conseil fut annulé par la guerre

Au lendemain de la Seconde Guerre mondiale, les Conseils reprirent. Pointons celui exceptionnel de 1958, en parallèle avec l’Expo 58. Le Belge Georges Lemaître y fit un exposé sur l’atome primitif en présence de Fred Hoyle, principal détracteur de sa théorie, qui avait inventé le terme de "big bang" pour s’en moquer. Au même Conseil, Robert Oppenheimer s’opposa à John Wheeler sur la possibilité qu’une étoile s’effondre jusqu’à créer une singularité dont la gravité serait si forte que la lumière ne pourrait s’en échapper ("trou noir"). Mais les deux hommes n’avaient pas que cela comme pomme de discorde. Ils s’étaient affrontés aussi sur la nécessité de construire une bombe H.