La Grèce

 

Théogonie
Une sphère de feu au centre de l'univers	L'alphabet
Un espace infini, un univers fini	La Philosophie de la Nature
Le premier système héliocentrique	Le cadran solaire
Les mathématiques	Les instruments astronomiques

 

Le premier système héliocentrique

À la suite des conquêtes d'Alexandre le Grand, la civilisation grecque pénètre le sud du Bassin méditerranéen, et en particulier Alexandrie, où l'astronomie connaît pendant 4 siècles un développement spectaculaire. Au début du IIIe siècle av. J.-C., Aristarque de Samos propose le premier système héliocentrique, dans lequel le Soleil est immobile au centre de la sphère des étoiles et la Terre animée d'un double mouvement de rotation propre en un jour et de translation autour du Soleil en un an ; il situe aussi la Terre à une très grande distance de la sphère des étoiles. Mais son modèle héliocentrique sera vivement combattu et rapidement oublié, parce qu'il s'oppose à la vision d'Aristote, la plupart des philosophes grecs considérant la Terre comme une sphère immobile, autour de laquelle doivent tourner les astres. Ce modèle géocentrique demeurera en vigueur pendant environ 2 000 ans.

La théorie des sphères homocentriques est de plus en plus contredite par les nouvelles observations. Pour expliquer la non-uniformité du mouvement apparent du Soleil, on suppose que l'écliptique est excentré par rapport à la Terre ; les mouvements des planètes font intervenir deux cercles : le premier, appelé déférent, est situé dans le plan de l'écliptique et centré sur la Terre, elle-même au centre du monde. Un point décrit ce déférent en une durée égale à la durée de révolution de la planète par rapport aux étoiles. Ce point est le centre d'un second cercle, l'épicycle, qui porte la planète et effectue un tour complet pendant que Soleil, Terre et planète sont ramenés dans la même position relative.

Au IIe siècle avant notre ère, Hipparque porte ce modèle à un très haut degré de précision, grâce à la qualité de ses observations. On le considère généralement comme le plus grand astronome de l'Antiquité et le fondateur de l'astrométrie. Ses travaux ont été nombreux : il a mesuré avec précision la période de révolution de la Lune et l'inclinaison de l'orbite lunaire sur l'écliptique, la distance de la Lune, réalisé un catalogue de plus de 1000 étoiles, classées en 6 grandeurs selon leur éclat, découvert la précession des équinoxes... Il a également élaboré un traité complet de trigonométrie, plane et sphérique. Il introduit en Grèce la division du cercle en 360°, chacun divisible en 60' de 60", donne une valeur à l'année tropique de 365j 5h 55mn 12s (actuel = 365j 5h 48mn 46s) et 365j 6h 10 mn pour l'année sidérale (actuel= 365j 6h 9mn 9,74s). Il abandonne les sphères homocentriques d'Eudoxe pour un système plus ingénieux de cercles excentriques et d'épicycles. Pour expliquer les irrégularités du mouvement apparent des planètes, il suppose que chacun de ces corps parcourt uniformément un cercle, l'épicycle, dont le centre se déplace lui-même sur un cercle plus grand, le déférent, ayant la Terre pour centre. Tous ses travaux nous sont parvenus grâce à Ptolémée, qui, au IIe siècle de notre ère, les rassembla avec ses propres travaux dans sa « Syntaxe mathématique », arrivée jusqu'à nous dans sa traduction arabe, l'« Almageste ». Cet ouvrage renferme la description de la somme des connaissances astronomiques des Grecs et de leurs instruments, et celle du système géocentrique qui fera autorité jusqu'à Copernic.

L'Almageste est le fruit de cinq siècles de recherches effectuées à l'Académie d'Alexandrie, foyer de la civilisation hellénistique. Avant l'apparition de cette œuvre considérable, pendant le premier siècle de cette période, étaient déjà parus de nombreux écrits, de valeur scientifique tout à fait comparable, dans les domaines des mathématiques, de l'astronomie et de la physique. Pour remonter encore plus loin dans la tradition scientifique hellénistique, on peut citer l'Académie d'Athènes, créée par Platon, voire l'école de Milet et celle de Pythagore, qui ont existé du VIe au VIIe siècle avant notre ère. Il ne faut pas non plus oublier que l'origine de la science hellénistique remonte à la nuit des temps : les papyrus de l'ancienne Égypte et les milliers de tablettes d'argile de l'empire de Babylone, durant le règne d'Hammourabi, datent des XVIe et XIXe siècles avant Jésus-Christ. Et ces écrits, conservés jusqu'à nos jours, font état de questions mathématiques déjà aussi complexes que celles contenues dans les Neuf Chapitres sur l'art mathématique.

Les mathématiques

Les Hellènes, arrivés en Grèce à partir du début du Ier millénaire av. J.-C., s'inspirent des civilisations égyptiennes, mésopotamiennes (sumérienne, babylonienne...), indienne, ... et héritent en partie de celles-ci pour créer une civilisation originale qui servira de fondement à la civilisation occidentale.

Jamais ils ne parvinrent à l'unité, ni quand fleurirent les hégémonies d'Athènes, Thèbes, Sparte ni même quand les grandes puissances des quatre points cardinaux, Mèdes et Perses, Macédoniens, Carthaginois ou Romains les menacèrent de destruction. Les cités ou roitelets se détestaient aussi vaillamment que les philosophes. Or en moins de quatre siècles, de Thalès de Milet à Euclide d'Alexandrie et qu'ils le veuillent ou non, les penseurs grecs, rivaux de villes et d'écoles, d'économie et de religion, acharnés à se contredire, fils de la terre contre amis des formes ou penseurs du mouvant contre éternitaires, ont, ensemble, construit, de façon foudroyante et inattendue, un Empire invisible et unique dont la grandeur sans décadence perdure jusqu'à nous. Cette réussite s'appelle les mathématiques. Il n'y a pas de démonstration avant les Grecs, avant la démonstration apagogique, avant la géométrie, avant l'irrationnel. Il n'y a que du compte.

Le terme géométrie provient du grec gê (la Terre) et metron (mesure). L'objectif originel des Anciens était de rechercher des solutions à leurs problèmes d'arpentage et de construction (au sens architectural) mais aussi de comprendre les lois régissant notre monde (astronomie, du grec nomos : loi).

Pour ce faire, ils développent l'arithmétique (du grec arithmêtikê, mot à mot : qui est en rapport avec le nombre : arithmos ), le calcul fractionnaire (tout particulièrement l'étude des proportions). Ils utilisent un système de numération décimal additionnel codé au moyen de leur alphabet (lettres minuscules accentuées). Pour leurs comptes, ils utilisent des abaques (du grec abax = tablette) : tablettes à rainures où glissent des jetons, ancêtres des bouliers chinois.

"Les savants, Calliclès, affirment que le ciel et la Terre, les dieux et les hommes sont liés ensemble par l'amitié, le respect de l'ordre, la modération et la justice et pour cette raison ils appellent l'Univers l'ordre des choses, camarade, non le désordre ni le dérèglement. Tu n'y fais pas attention, je crois, malgré toute ta science, et tu oublies que l'égalité géométrique règne, toute-puissante parmi les dieux comme parmi les hommes. Tu penses qu'il faut s'efforcer de l'emporter sur tous les autres : parce que tu négliges la géométrie."  (Platon, Gorgias.)

Les paradoxes de Zénon : Paru d'un point pour accéder à un autre, le voyageur ou le mobile doit passer d'abord par le milieu du segment qui les sépare, ensuite par le milieu du segment qui reste, et ainsi infiniment. Donc il n'arrive jamais au but.

L'alphabet

Les Hellènes essaient d'abord une écriture syllabique inspirée des systèmes crétois et mycénien ; mais c'est l'alphabet phénicien, mieux adapté à leur langue, qu'ils adoptent en définitive, vraisemblablement vers 800 av. J.-C. Cet emprunt se double d'une innovation révolutionnaire : les voyelles. L'alphabet phénicien, dépourvu de signes pour les noter, comportait en revanche des signes/consonnes inutiles au grec. Au lieu d'inventer d'autres lettres, les Grecs les utilisèrent avec une nouvelle valeur phonétique : la consonne phénicienne aleph devint par exemple la voyelle grecque alpha, gardant sa forme de base et son nom phéniciens. Dans l’histoire de l’écriture, l’alphabet représente une véritable révolution, car c’est un système totalement et uniquement phonétique (un signe = un son).

Les Mésopotamiens, comme les Égyptiens, utilisaient eux aussi des signes phonétiques, mais en appoint de leur système idéographique et ils ajoutaient encore d’autres signes complémentaires pour préciser la signification. En outre, chez les Égyptiens, un signe pouvait noter des combinaisons de plusieurs consonnes.

Le système alphabétique, avec sa trentaine de signes abstraits, codifiés, permet théoriquement de noter n’importe quelle langue. Sa maîtrise requiert un apprentissage facile et rapide, qui n’a aucune commune mesure, par exemple, avec celui de l’écriture chinoise et de ses 50 000 signes. On peut y voir le début d’un processus de démocratisation et un facteur de dynamisme social, en effet « on ne trouve pas dans les sociétés utilisant l’écriture alphabétique l’équivalent des scribes égyptiens ou des mandarins chinois, avec les pesanteurs et l’inertie que ces groupes ont souvent perpétuées. »

Au IVe s. av. J.-C., diverses formes d'écritures s'étaient répandues à travers le monde grec ; elles s'unifièrent autour de l'alphabet classique de 24 signes choisi par Athènes ; il permettait désormais de fixer n'importe quelle langue avec un ensemble réduit de signes. Grâce aux conquêtes d'Alexandre le Grand, le grec essaima à travers le monde. Ce fut l'écriture de l'Empire byzantin.

Au IXe s. ap. J.-C., les textes antiques sont recopiés dans une minuscule grecque plus cursive. C'est grâce à ce relais, auquel s'ajoutent des traductions arabes, que les textes scientifiques et philosophiques de l'Antiquité nous sont parvenus. L'alphabet grec, toujours en usage aujourd'hui, est l'ancêtre de l'alphabet latin, des alphabets copte, glagolitique, cyrillique et peut-être aussi de l'écriture runique. Des lettres grecques sont à la base de nombreux symboles mathématiques et scientifiques.
La classification de Bayer est une des plus anciennes encore utilisée de nos jours en astronomie. Elle utilise les lettres grecques en conjonction avec le génitif (ou son abréviation) de la constellation pour en lister les étoiles brillantes comme suit : la plus brillante est Alpha, la deuxième plus brillante Beta, la troisième Gamma et ainsi de suite. Ce qui fait que Sirius est aussi connue sous le nom de Alpha Canis Majoris (abr : Alf CMa) car elle est la plus brillante (donc Alpha) de la constellation du Grand Chien, dont le nom latin est "Canis Major". La plupart des étoiles ainsi désignées ont conservé cette nomenclature jusqu'à aujourd'hui même si dans certains cas, des "Alpha" et/ou des "Beta" sont plus faibles que d'autres étoiles de la constellation.

 

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