Une sphère mue par la force hydraulique
Mais
Zhang Heng n'était pas satisfait. Vers l'an 132, il construisit une
sphère mue par la force hydraulique : une roue à aubes emplissait
une clepsydre (horloge à eau) et y maintenait une pression constante.
La sphère tournait lentement et régulièrement. En voici
la description officielle:
" Beaucoup discourent sur les Cieux ; peu maîtrisent les principes
du Yin et du Yang comme Zhang Heng... Zang Heng fit une sphère armillaire
et la dressa dans une chambre close. Elle était mue par la force de
l'eau. On donna l'ordre de fermer les portes. Des observateurs, délégués
auprès du veilleur de la plate-forme de l'observatoire, dirent que
la sphère de Zhang Heng montrait telle et telle étoile à
l'horizon, une autre exactement à sa culmination ou encore cette autre
se couchant. Tout fut trouvé en exacte correspondance avec le phénomène
réel, comme les deux moitiés d'une marque de taille. "
Un autre passage des annales officielles poursuit :
" Sous le règne de l'Empereur Shun Di (ou Xiao Shun), Zhang Heng
construisit une sphère de calcul comportant : les cercles intérieurs
et extérieurs, les pôle Sud et Nord, l'écliptique et l'Equateur,
les étoiles visibles et invisibles, les 2 Xiu, la marche du Soleil,
de la Lune et des cinq planètes. L'instrument était mu par l'eau
d'une clepsydre et placé dans une chambre close. Les passages aux levers
et couchers des corps célestes indiqués dans la chambre correspondaient
aux mouvements réels du ciel. " Cet instrument à eau s'avéra
un excellent outil de calcul démontrant le mouvement des corps célestes.
On prétend que Zhang Heng construisit un autre instrument hydraulique,
destiné cette fois à l'observation directe des étoiles
; la description de ce dernier instrument ne nous est pas parvenue.
Le torquetum, ou astrolabe, inventé
par les Arabes, marqua un progrès sur la sphère armillaire.
Dans cet instrument, les bagues n'étaient pas réunies en une
simple sphère, mais montées à différents endroits
d'un jeu de glissières et d'arcs coulissants, ce qui était plus
commode et évitait les contraintes de la sphère rigide.
La version écliptique de l'astrolabe fut transmise des Arabes aux Chinois.
L'astronome Guo Shoujing a conçu un grand astrolabe équatorial
en 1270, appelé "instrument simplifié" parce qu'il
est purement équatorial et que les composantes écliptiques arabes
n'y figurent pas. A l'origine, il fut construit pour être utilisé
à Linfen dans le Shanxi, mais il fut déplacé à
Nankin sous la dynastie Ming (1368 à 1644). Ce déplacement,
de 3,75" de latitude, le rendit inutilisable. Mais nul ne semble s'en
être aperçu : la science chinoise avait déjà régressé.
A sa latitude d'origine, l'étoile Polaire devait apparaître exactement
au point requis pour l'usage de cet instrument équatorial.
Needham
écrit de cette lourde machine "qu'elle constitue le modèle
de tous les télescopes équatoriaux", et de l'œuvre
de Guo lui-même il affirme : "Bien qu'elle doive beaucoup à
l'influence arabe, Guo l'adapta au caractère typiquement chinois des
coordonnées équatoriales. Ce faisant, il anticipa largement
sur la construction des télescopes modernes."
Needham estime que ce savoir chinois a dû atteindre Tycho Brahé
au Danemark, trois siècles après, en passant par les Arabes.
L'intermédiaire entre Tycho Brahé et les Arabes aurait été
Gemma Frisius en 1534. Et c'est grâce à lui et à Johannes
Kepler que la nouvelle astronomie européenne serait devenue équatoriale
à la manière chinoise. M.C. Johnson résume comme suit
le chemin parcouru depuis Guo Shoujing au XIIIe siècle : "En fin
de compte, nous n'avons plus progressé pour l'essentiel dans la construction
de ces systèmes ". II s'agit d'une importante contribution des
Chinois à la science moderne.
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