La Chine

 

L'astronomie, science chinoise antique Une sphère mue par la force hydraulique
La projection Mercator Le torquetum équatorial (astrolabe)
Le système équatorial Les taches solaires
La sphère armillaire La découverte du vent solaire
Algèbre contre géométrie

 

L'astronomie, science chinoise antique

Timbre chinoisLes Babyloniens mis à part, les anciens Chinois semblent avoir été les plus persévérants et les plus précis des observateurs du ciel, avant les Arabes. Si la science "moderne" est née dans l'Europe du XVIIe siècle, bon nombre des inventions et découvertes scientifiques qui font aujourd'hui partie de notre quotidien proviennent en réalité de la Chine antique et médiévale. C'est le cas par exemple de la circulation sanguine, attribuée à William Harvey, de la Première loi de mouvement, "redécouverte" par Isaac Newton, ou de l'imprimerie à caractère mobile, "réinventée" par Johan Gutenberg. Ainsi, les fruits de près de trente siècles de développement technologique et scientifique chinois, transmis de l'Orient à l'Occident sans que l'on sache toujours par quelles voies, ont souvent été minimisés. Après des débuts prometteurs, l'astronomie chinoise finit par stagner, tant pour des raisons politiques que techniques.

Les Chinois observent le ciel depuis des millénaires, notant consciencieusement explosions de supernovae, éruptions solaires, alignements de planètes et passages de comètes entre autres. Même les plus anciennes de ces observations ont une importance scientifique, car elles offrent aux astronomes contemporains de précieuses références. Au cours du Royaume Xia (-2000, -1520), les Chinois utilisent pour leurs observations le système équatorial, centré sur le pôle. Le ciel est divisé en quartiers d'orange ou maisons lunaires (Xiu), contenant les différentes constellations. Cette technique sera adoptée par Tycho Brahe en Europe au XVIe siècle.

Calendrier chinoisIl faut comprendre que l'observation de la voûte céleste était avant tout nécessaire à l'élaboration des calendriers. Les anciennes sociétés agricoles observaient les cieux avec une extrême attention afin de déterminer les meilleures dates pour les semis et les récoltes. La lune et le soleil avaient une immense influence sur la vie des hommes. Les maisons étaient orientées de façon à assurer le confort de leurs habitants été comme hiver, et à exploiter au mieux la lumière et la ventilation naturelles. L'astronomie faisait partie du quotidien : les villes n’étant pas éclairées, il suffisait de lever la tête pour s'abîmer dans la contemplation des étoiles. Cette connaissance intime du ciel s'exprimait dans les adages populaires. Un exemple parmi tant d'autres : pour décrire deux personnes que rien ne destinait à se rencontrer, les poètes des dynasties Tang et Song utilisaient volontiers l'expression « aussi éloignés que Can et Shang » (deux étoiles placées aux extrémités de la voûte étoilée, qui n’étaient jamais visibles en même temps).

Luoshen peinture chinoiseL'astronomie fut ainsi l'un des premiers domaines de recherche scientifique à apparaître dans l'histoire de la bureaucratie chinoise. Le premier observatoire impérial fut établi en 2000 avant notre ère. L’étude des constellations prit tellement d'importance qu'au IIIe siècle avant J.-C., l'observatoire de la cour impériale des Qin n'employait pas moins de 300 personnes. L'astronomie a en Chine toujours été hautement considérée, quelle que soit la dynastie, et chaque époque a produit de brillants scientifiques.

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La projection Mercator (Xe siècle ap. J.-C.)
Gerhard Kremer (1512-94), mathématicien et géographe flamand, qui travailla sous le nom latin de Gerardus Mercator, publia la première carte de son invention, une carte de navigation, en 1568.
La carte de Mercator est en fait une projection cylindrique. En enserrant un globe terrestre contenant un projecteur dans un cylindre creux, on obtient une projection Mercator sur la surface du cylindre. L'Equateur devient une ligne droite partageant la projection et seule la région équatoriale reste à son format propre ; le haut et le bas de la carte sont plus ou moins déformés. Ce type de carte n'a guère d'intérêt pour le voyageur terrestre, mais il intéresse les marins, car les lignes maritimes y apparaissent comme des lignes droites, plus commodes que les courbes que rendraient les autres cartes, à partir d'un même trajet (évidemment rectiligne sur le globe).

Carte céleste MercatorLa projection cylindrique était d'usage en Chine des siècles avant Mercator. Une carte du ciel manuscrite, datant de 940 après J.-C., conservée à la British Library à Londres, représente le globe céleste, développé, mis à plat, selon le système de la projection cylindrique. Les Chinois divisaient le ciel en 28 sections appelées Xiu, structurées en quartiers d'orange. C'étaient les "maisons lunaires ", ou stations de la Lune dans sa course à travers le ciel, avec le pôle pour centre.
Vingt-huit est également le nombre de jours que met la Lune pour effectuer son cycle. Chaque "maison lunaire" est égale à un jour, ce qui montre bien que ce choix de 28 sections n'est pas arbitraire. Sur la carte céleste décrite, les Xiu sont représentés sous la forme de longs rectangles centrés sur l'Equateur et déformé aux pôles.

Peinture chinoiseUn siècle et demi plus tard, en 1094, Su Song publia des cartes en projection " Mercator " dans son livre Nouveau plan de sphère armillaire mécanique et de globe céleste. L'une d'entre elles est partagée en son milieu par la ligne de l'Equateur surmontée de l'arc indiquant l'écliptique. Les rectangles des "maisons lunaires " sont clairement dessinés. La répartition des étoiles est nettement plus compacte aux environs de l'Equateur. Ces deux cartes du ciel en projection " Mercator ", publiées par Su Song, ainsi que deux autres cartes qu'il fit en projection polaire, sont les plus anciennes cartes célestes publiées au monde.

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