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Ces
REGARDS SUR L’ASTRONOMIE GRECQUE
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319:
S oui Nam. |
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Une précision pour commencer : cette brève présentation
de l'astronomie grecque sera avant tout une présentation de
textes, et de textes conservés (nous sommes des philologues) ;
elle embrassera essentiellement la période comprise entre Platon et Ptolémée, soit les six siècles de la période hellénistique
et romaine; mais elle laissera volontairement en dehors les
œuvres de Platon et d’Aristote d'un côté, de Ptolémée de
l’autre.
Que nul ne s'étonne de ce choix : Platon et Aristote sont
des philosophes qui ont utilisé la recherche astronomique de
leur temps pour l’inclure dans leur méditation philosophique,
en en donnant une interprétation strictement personnelle, largement diffusée par la suite ; Ptolémée est un astronome qui
a marqué la fin d'une époque, le seul astronome dont les
œuvres soient conservées presque in extenso. Le Timée de
Platon, le traité Du ciel, la Physique ou Les Météorologiques (1)
d’Aristote sont facilement accessibles dans des éditions courantes ; ils ont fait l'objet de volumineux commentaires, et ce
depuis la plus haute Antiquité. La Syntaxe mathématique
(connue également sous son nom arabe de l’Almageste) de
Ptolémée (2), si elle n’a pas fait l'objet d'éditions récentes en
France (un projet d'édition est en préparation à Paris), est
elle aussi bien connue et abondamment commentée; mais,
outre qu'elle s'adresse surtout aux spécialistes, elle représente
une phase finale de développement.
(1) Cf. Platon, Timée, ed. A. Rivaud, Paris, C.U.F. 1925. Aristote, Du
Ciel, ed. P. Moraux, Paris, C.U.F. 1965; Physique, ed. Carteron (2 vol.),
Paris, C.U.F. 1931; Météorologiques, trad. J. Tricot, Paris, Vrin, 1941.
(2) Cf. Ptolémée, Opera omnia, ed. Heiberg, Leipzig, 1398-1903; traduction allemande et commentaire par Manitius, Leipzig, 1912-1913
(réimpr. avec corrections et remarques par O. Neugebauer, 1963); texte
et traduction française par l'abbé Halma, Paris, 1816.
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Bekijk in PDF(opent in een nieuw venster)Entre l'œuvre monumentale des philosophes du 1v* siècle
avant J.-C. et celle, non moins magistrale, de l’astronome du
11° siècle après J.-C., il existe une série de textes, manuels scolaires, traités (ou poèmes) de vulgarisation, relativement mal
connus et qui éclairent de façon plus utile peut-être pour les
philologues que nous sommes la longue route suivie par les
astronomes grecs, nous montrant leurs principales préoccupations, leur tatonnements, les raisons de certains choix. Ce
sont ces textes, délaissés trop souvent comme mineurs, qui
seront au centre de nos débats.
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si ambigus, je commencerai mon tour d’horizon vers 433 à
Athènes.
On était à la veille de la guerre du Péloponnèse, trois ou
quatre ans avant la mort de Périclès, disciple du philosophe
Anaxagore (et l'on sait que Socrate, dans le Phèdre, 270a, attribuait la qualité particulière de l’éloquence de Périclès à 1'habitude, inculquée par son maître, de méditer sur les mystères
de la cosmologie); on en était donc à l’apogee du siècle de
Périclès. Les astronomes Méton et Euctémon proposaient le
cycle de 19 ans qui porte leur nom et qui devait entrer en
vigueur en 432 avant J.-C. le jour du solstice d’été (soit le
16 juillet). L'introduction de ce cycle devait, aux yeux de ses
inventeurs, permettre de mieux harmoniser les mois lunaires
I. POINTS DE REPERE CHRONOLOGIQUES
de 29 jours et demi, qui étaient les mois civils à Athènes, avec
les années solaires, de 365 jours un quart, dont l'adoption était
nécessaire pour régler les travaux des champs : l’intercalation
D’abord un bref rappel historique, en passant volontairement sous silence ce qui, dans l'étude des corps célestes, revient à la physique ou à la philosophie. Si l'on en croit Aristote (3) en effet, il y a dans les sciences qui s'occupent du
ciel une partie commune à l'astronomie et à la physique, celle
qui étudie l'essence des corps célestes, leur nature de corps
mobile ou immobile, etc., et une partie qui relève de la seule
astronomie, où l'on étudie les mouvements, les vitesses, les
dimensions, les révolutions périodiques, en analysant les apparences sans porter de jugement sur l'essence, ou si l'on préfère
sur la réalité physique. Les apparences (en grec, les Phénomènes), tel est le seul objet de la recherche pour les astronomes
grecs.
1) c. 433 avant J.-C. Laissant donc de côté les physiciens
ioniens, Thalès de Milet (c. 624-547 avant J.-C.) et ses disciples
Anaximandre et Anaximène, négligeant aussi Pythagore (c. 572492 avant J.-C.) et son école sur lesquels les témoignages sont
à date fixe de mois supplémentaires devait rattraper l'écart
de 11 jours un quart entre les douze mois lunaires et les douze
mois solaires. Le cycle de 19 ans était destiné à remplacer
les cycles de 4 ans (olympiades) ou de 8 ans (octaétérides),
voire de 16 ans, alors en usage (4).
Méton et Euctémon étaient par ailleurs les auteurs de
calendriers agricoles (ou parapegmes) dont il reste des bribes
dans le calendrier annexé à l'Introduction aux Phénomènes de
Géminos. On doit également à Euctémon d’avoir montré l'inégalité des saisons en indiquant le nombre de jours qu'il faut
au soleil pour aller d'un équinoxe à un solstice ou d'un solstice
à un équinoxe. Les recherches et les propositions des astronomes étaient suffisamment connues du grand public pour
qu'Aristophane n'ait pas hésité à se moquer d'eux dans ses
comédies : dans les Nuées, représentées en 423, il accuse ceux
qui, refusant de se fier à la lune, « passent les jours sans exactitude aucune, mettant tout sens dessus dessous » ; dans les
Oiseaux, représentés en 414, il met directement en scène Méton, « l’arpenteur du ciel » (5).
(3) Cf. Aristote, Physique, II, 193b : « L’astronomie est autre chose
que la physique; ou peut-être est-elle partie de la physique. Il serait
absurde en effet qu'il appartint au physicien de connaître l'essence du
soleil et' de la lune et non aucun de leurs attributs essentiels, d'autant
qu'en fait les physiciens parlent de la figure de la lune et du soleil, se
(4) Pour les cycles, cf. Géminos, Introduction aux Phénomènes, chap.
VIII. Bonne mise au point dans T. Heath, Aristarchus of Samos, Oxford,
1913, p. 284 sq.
(5) Dans les Nuées, v. 626 sq., le chœur conclut qu'il faut régler
demandant si le monde et la terre sont sphériques ou non... ». Ce passage est excellemment commenté par Géminos que cite Simplicius (cf.
d’après la lune son emploi du temps quotidien, Dans les Oiseaux, v. 997
fragment I in Géminos, Introduction aux Phénomènes, ed. G. Aujac,
Paris, C.U.F. 1975).
sq., Méton arrive sur scène pour « mesurer l'air et le diviser en parcelles » ; il brandit un compas et une règle courbe.
Pagina 3
Bekijk in PDF(opent in een nieuw venster)2) Eudoxe de Cnide (c. 408-355 avant J.-C. ou c. 391-338)./
Le second jalon important a nom Eudoxe de Cnide. Auteur
d'un traité intitulé Les Phénomènes, d'un autre intitulé Le
Miroir, d'un traité Sur les Vitesses et d'un Octaétéride, Eudoxe
terrestres par référence à la sphère locale, témoigne du haut
degré de technicité auquel était parvenue l'astronomie à
semble répondre par avance à la définition aristotélicienne de
l'astronome, observateur des apparences et calculateur des
mouvements; on lui doit aussi un traité de géographie, un
Tour de la terre (6).
Né à Cnide en Carie, Eudoxe fut l'élève du géomètre Archytas de Tarente, puis, à Athènes, le disciple de Platon: il
passa quelque temps en Egypte pour y étudier l'astronomie
(il y fit des observations en usant de l'observatoire d'Héliopolis) (7), s'installa ensuite à Cyzique sur les bords de l’Hellespont où il fonda une école qu'il transféra par la suite à
Athènes avant de se fixer définitivement à Cnide sa patrie ; il
y prit une part active à l'administration de la ville tout en
continuant ses travaux astronomiques (il s'était fait construire
un observatoire). Toute son œuvre est perdue, mais le contenu
en est partiellement connu grâce à ses utilisateurs.
Eudoxe de Cnide aurait été le premier, dit Cicéron (8), à
représenter les constellations sur une sphère solide, image
de la sphère étoilée. Son ouvrage Les Phénomènes en était une
sorte de description. On doit également à Eudoxe l'observation
que l'étoile Canope (% Carina de la constellation Argo), à
peine visible sur l'horizon en Carie, culmine à un quart de
signe de zodiaque (7° et demi) au-dessus de l'horizon en Egypte.
Mais Eudoxe est surtout connu pour sa théorie des sphères
homocentriques destinée à rendre compte, à l’aide d'une combinaison de mouvements circulaires réguliers, du mouvement
apparemment irrégulier des planètes : il exposait son hypothèse dans le traité nepl taxav Sur les Vitesses (9).
L'œuvre d’Eudoxe, avec la description du ciel étoilé et la
construction de la sphère, avec l'analyse et la mécanisation
du mouvement des planètes, avec la définition des latitudes
(6) Cf. Die Fragmente des Eudoxos von Knidos, ed. F. Lasserre, Berlin, 1966.
(7) Cf. Strabon, Géographie, XVII, 1, 29-30.
(8) Cicéron, De Republica, I, 14, 22.
(9) Sur la théorie des sphères homotentriques, cf. en dernier lieu
Erkka Maula, Studies in Eudoxus' Homocentric spheres, Helsinki, 1974.
Un des commentaires de Simplicius consacré à cette théorie sera annexé
a l'édition des deux traités d’Autolycos de Pitane, à paraître dans la
39
l'époque de Platon.
3) c. 330 avant J.C. Le troisième jalon important se situe
vers 330 avant J.-C. L'expédition d'Alexandre le Grand, disciple
d’Aristote, avait commencé trois ans auparavant; Alexandrie
d'Egypte venait d’être fondée. Pythéas le Massaliote (10), parti
de Gadès (= Cadix), allait explorer les contrées nordiques pour
vérifier que, du côté du cercle polaire, le soleil ne se couchait
guère ou pas du tout le jour du solstice d'été. Callippe de
Cyzique (c. 370-300 avant J.-C.), continuateur d’Eudoxe dont
il perfectionnait le système des sphères homocentriques, ameliorait aussi le cycle de Méton; l'ère callippique de 76 ans
(quatre fois le cycle de 19 ans), cellelà même qu'utilisera
Ptolémée, débutait en 330/29. Callisthène, neveu d’Aristote et
compagnon d'Alexandre, recueillait à la demande de son oncle
les observations astronomiques consignées depuis fort longtemps à Babylone et les expédiait en Grèce (11). L'activité scientifique en général et astronomique en particulier était donc
grande, peut-être d’ailleurs grâce à l'impulsion d'Aristote.
Pythéas de Marseille, Callippe de Cyzique étaient des astronomes. Au premier l'on doit d’avoir repéré avec plus d'exactitude la place du pôle céleste dans le ciel, d’avoir établi des
corrélations entre la hauteur du soleil au-dessus de l’horizon
au solstice d'hiver et la latitude, d’avoir placé Gadès-Cadix
sur le même parallèle que Cnide, en se servant de l'observation
sur Canope ; son ouvrage L’océan (perdu), traitant de géographie mathématique, a été utilisé par Poseidonios dans son
propre traité sur L’océan (perdu) et aussi par Géminos et Strabon dans des œuvres conservées (12).
De Callippe, on sait qu'il attribuait au mouvement apparent des planètes plus de complexité qu’Eudoxe, et qu'il essayait d’en rendre compte plus complètement que son prédécesseur. On lui doit aussi une mesure plus précise que celle
d’Euctémon sur la longueur des saisons. De son œuvre écrite,
rien ne subsiste.
Pourtant la date de 330 est importante, dans le projet qui
(10) Cf. Pytheas von Massalia, Fragmenta, ed. H.J. Mette, Berlin, 1952.
(11) C£. sur ce point, et sur le système des sphères homocentriques,
Simplicius, Commentaire au De Caelo, p. 491 sq. Heiberg.
(12) Cf. par exemple, G. Aujac, « Les traités Sur l'Océan et les zones
terrestres », Revue des études anciennes, LXXIV, 1972, p. 74-85.
Pagina 4
Bekijk in PDF(opent in een nieuw venster)nous occupe, parce que c'est à ce moment-là que l'on situe
L’hypothése héliocentrique d'Aristarque n'est connue que
par une brève allusion d’Archimède dans l'Arénaire ; il est probable qu'elle est restée à l'état d'ébauche, sans jamais être
40
en général la composition du premier ouvrage scientifique qui
nous soit resté des Grecs : La sphère en mouvement d’Autolycos
de Pitane. A partir de cette date, en effet, nous sommes moins
démunis pour cerner les objectifs et les méthodes des astronomes grecs, ainsi que l’enseignement élémentaire qui était
couramment dispensé dans les écoles.
|
La sphère en mouvement d’Autolycos de Pitane, ainsi que
l'autre traité du même auteur, Les levers et couchers héliaques (13), font partie d’un recueil de textes scientifiques que
l’on connait, depuis Pappus, sous le nom de Petite Astronomie
(pour l’opposer à la Grande Astronomie, l’Almageste, de CI. Ptolemee). Dans ce recueil, La sphère en mouvement est immédiatement suivie de l'Optique et des Phénomènes d’Euclide (14)
qui n'ont pas dû lui être de beaucoup postérieurs puisque l’on
situe en général la rédaction des Eléments vers 300 avant J.-C.
Les deux traités d’Autolycos et les Phénomènes d’Euclide
sont des manuels élémentaires de géométrie sphérique : ils
supposent l'existence d’un corps de théorèmes analogue à celui
contenu dans les Sphériques (15) de Théodose de Bithynie
mise en œuvre dans un système complet et cohérent. D’Aristarque, il subsiste un court traité de géométrie sphérique,
inclus dans le recueil précédemment cité et qui s'intitule Dimensions et distances du soleil et de la lune (16); les hypothéses retenues sont des plus classiques : que le soleil recoit
sa lumière du soleil, que la terre joue le rôle de point et de
centre par rapport à la sphère céleste (et à celle de la lune, ce
qui est moins classique), etc.; elles ne font aucune place a
l’hypothèse héliocentrique.
Aratos, de Soles en Cilicie, était un poète et, si l'on en
croit les mauvaises langues, il était loin d’étre un spécialiste en
astronomie. Néanmoins la mise en vers qu'il fit des Phénomènes d’Euxode de Cnide, à la demande d’Antigone Gonatas,
roi de Macédoine, allait avoir un impact considérable sur les
générations à venir. Cette œuvre, conservée dans le texte grec
et éditée naguère par Monsieur J. Martin (17) qui en prépare
une édition nouvelle, devint très vite populaire et fut plusieurs
(1* siècle avant J.-C.) qui, dans le recueil en question, précèfois traduite en latin : c'était une sorte de bréviaire astronodent le traité d’Autolycos. De la géométrie de la sphère, on
passe ainsi à la géométrie de la sphère tournant autour d’un
axe, puis on l’applique aux apparences célestes, aux Phénomènes. On aurait tort de négliger des témoignages si précieux,
les premiers témoignages directs de la recherche astronomique
chez les Grecs.
mique à l'usage des gens cultivés.
4) c. 270 avant J.-C. A la prochaine étape, aux entours de
270, voisinent deux personnages on ne peut plus différents,
qui furent d’exacts contemporains : l’astronome Aristarque
de Samos (c. 310-230), promoteur de l'hypothèse héliocentrique
(« le Copernic de l'Antiquité », comme l'appelle T. Heath), et
le poète Aratos de Soles (c. 315-240) qui fut l’un des meilleurs
propagandistes en matière d'astronomie.
(13) Les traités d’Autolycos de Pitane ont été édités par Fr. Hultsch,
Leipzig, 1885, puis par J. Mogenet (texte seul), Louvain, 1950. Une édition
avec traduction frangaise est en préparation pour la C.U.F.
(14) L'Optique, éditée par JL. Heiberg, Leipzig, 1895, a été traduite en
francais’par P. Ver Eecke, Paris, 19383 les Phénomènes, édités par
H. Menge, Leipzig, 1916, ont été traduits en francais par P. Chiron (mémoire de Maîtrise, Rennes, 1975; exemplaire dactylographié).
(15) Les Sphériques de Théodose, éditées par JL. Heiberg, Berlin,
1927, ont été traduites en francais par P. Ver Eecke, Paris, 1926.
Ajoutons que, vers le même temps (c. 280 avant J.-C.), le
chaldéen Bérose, prêtre de Bel, fonda dans l'île de Cos, face
à Milet, une école astronomique réputée qui mit à la disposition des Grecs la longue expérience des Babyloniens.
5) Seconde moitié du III siècle. L'étape suivante, vers la
seconde moitié du Im° siècle, se caractérise par une intense
activité scientifique : c'est l'époque d’Archimede (287-212),
d'Eratosthène (c. 275-193), d'Apollonios de Pergé (c. 262-190),
des astronomes Conon de Samos, qui nomma la chevelure de
Bérénice, et Dosithée, correspondant d’Archiméde.
Il ne reste pourtant aucun document écrit, du moins sur
le plan astronomique, de cette brillante période : le traité de
la Sphéropée, composé peut-être par Archimède (18) pour
illustrer la construction de ses célèbres planétaires, est perdu,
(16) Cf. T. Heath, Aristarchus of Samos, The Ancient Copernicus,
Oxford, 1913.
(17) Arati Phaenomena, ed. J. Martin, Florence, 1956.
(18) Il en est question dans un extrait de Géminos cité par Proclus,
In Euclidem, ed. Friedlein, Leipzig, 1873, p. 38 sq. Cf. aussi fragment II
in Géminos, Introduction aux Phénomènes, ed. G. Aujac, Paris, 1975.
Pagina 5
Bekijk in PDF(opent in een nieuw venster)alors que tant de son œuvre est conservé. D’Apollonios de
Pergé, à qui l'on fait crédit d’avoir démontré l'équivalence des
hypothèses des excentriques et des épicycles pour rendre
compte du mouvement apparemment irrégulier des planètes,
il ne subsiste que son important traité de géométrie consacré
aux Coniques (19). Quant à Eratosthène, célèbre pour sa mesure de la circonférence terrestre, son œuvre est perdue en
totalité (on ne peut raisonnablement lui accorder la paternité
de Catastérismes qui circulent sous son nom dans les manuscrits).
la précession des équinoxes, ce mouvement qui fait se déplacer
42
6) Hipparque (fl. 150 avant J.-C.). La fin de l’époque hellénistique voit apparaître celui que l’on considère souvent
comme le plus grand astronome de l'Antiquité, Hipparque, né
à Nicée vers 190 et qui observa, surtout à Rhodes, entre 161
et 126. De lui, il reste une seule œuvre, un Commentaire aux
Phénomènes d’Eudoxe et d’Aratos (20) : à la critique de ses
prédécesseurs, Hipparque ajoute un tableau des levers et couchers simultanés de toutes les constellations qui se lèvent et
se couchent à la latitude de 36°, celle de Rhodes.
Hipparque avait dressé un catalogue de 850 étoiles que
Ptolémée utilisera dans sa Syntaxe mathématique en convertissant les coordonnées équatoriales d’Hipparque en coordonnées écliptiques et en corrigeant les déclinaisons de 2° 40’
pour tenir compte de la précession des équinoxes entre l'époque d’Hipparque et la sienne, Il est difficile d'évaluer exactement l’activité scientifique d’Hipparque, en l'absence de documents suffisants ; mais l'on sait qu'il avait mesuré les saisons
et fixé la longueur de l’année tropique avec plus de précision
que ses prédécesseurs; il avait tenté lui aussi d'évaluer les
dimensions et distances du soleil et de la lune; pour rendre
compte du mouvement apparemment irrégulier des planètes,
il optait pour l'hypothèse des excentriques et des épicycles,
séparément ou en combinaison
; il avait composé un Traité
critique contre la Géographie d’Eratosthene ; etc.
Mais son plus grand titre de gloire reste d'avoir découvert
(19) Les Coniques, éditées par JL. Heiberg, Leipzig, 1893, ont été traduites en francais par P. Ver Eecke, Bruges, 1923.
(20)’Ce Commentaire, édité par C.
Manitius, Leipzig, 1893 (avec trad.
allemande) a été traduit en français par M.J. Mazarguil et J.C. Patin
(mémoire de Maîtrise, Toulouse, 1976, exemplaire dactylographié), Cf.
aussi D.R. Dicks, The geographical fragments of Hipparchus, Londres,
1960.
4
très lentement les points d'intersection de l’ecliptique et de
l'équateur au cours des temps et modifie la position des pôles
célestes.
7) L'ère des vulgarisateurs. Après Hipparque et les fantastiques progrès réalisés de son temps, c'est, avec l'entrée
dans la période que l’on qualifie de romaine, l'ère des vulgarisateurs. L'un de ces vulgarisateurs, Poseidonios d’Apamee
(c. 135-50 avant J.-C.), qui enseigna une grande partie de sa
vie à Rhodes dont il fut nommé prytane, fut un philosophe
éminent, d'esprit curieux, qui avait sur ses contemporains un
ascendant considérable : Cicéron, Pompée allèrent suivre ses
leçons. Comme Archimède, il avait fabriqué un planétaire
perfectionné qui faisait l'admiration des témoins; à l’imitation de Pythéas, il avait composé un traité de géographie
mathématique, L'océan, et, pour rivaliser avec Eratosthéne, il
avait tenté d'évaluer la circonférence terrestre par référence
à l'étoile Canope. De son œuvre écrite, totalement perdue, on
peut connaître partiellement le contenu par ses utilisateurs.
Peut-être légèrement antérieur à Poseidonios, Théodose de
Bithynie (c. 150-70), beaucoup moins célèbre de son temps,
eut la chance que partie de son œuvre ait été conservée dans
le recueil déjà cité, la Petite Astronomie. Ses Sphériques en
trois livres ont dû remplacer, à un moment de la tradition,
les manuels traitant de géométrie de la sphère antérieurs à
Autolycos et à Euclide. On possède également de Théodose
un traité sur Les lieux géographiques, où la géométrie de la
sphère sert à indiquer les particularités caractérisant ‘certaines latitudes terrestres, et un traité en deux livres sur Les
jours et les nuits (21), fondé lui aussi sur la géométrie de la
sphère.
Citons encore d'autres manuels de vulgarisation : 1'Introduction aux Phénomènes, de Géminos de Rhodes (fl c. 70
avant J.-C.), traité élémentaire d'astronomie et de géographie
mathématique (22) ; l'Etude du mouvement circulaire de Cléomede (fl. c. 100 après J.-C.), fondé sur l'enseignement de
(21) Les lieux géographiques et Les jours et les nuits ont été édités
par R. Fecht à Berlin en 1927. Les lieux géographiques ont été traduits
en français par N. Guetny (mémoire de Maîtrise, Rennes, 1974, exemplaire dactylographié).
(22) Géminos, Elementa Astronomiae, ed. et trad. C. Manitius, Leipzig, 1898. Introduction aux Phénomènes, ed. et trad. G. Aujac, Paris, 1975.
Pagina 6
Bekijk in PDF(opent in een nieuw venster)Poseidonios et où la physique, au sens aristotélicien, prend
bien souvent le pas sur l'astronomie (23); un exposé des
a) La sphere céleste : C’est d’abord que le ciel étoilé peut
être assimilé à une sphère qui, portant les constellations à sa
surface, tournerait d'un mouvement uniforme d'est en ouest
44
Notions utiles à la lecture de Platon, de Théon de Smyrne
(début du Ir siècle après J.-C.), de couleur assez nettement
philosophique (le titre même le suggère), et dans lequel l'astronomie figure en bonne placé (24).
Après Ptolémée, dont les œuvres conservées sont aussi importantes que variées (on y trouve notamment une Géographie, un traité sur les Hypothèses des planètes, un calendrier,
et divers traités d’astrologie), l’enseignement de l'astronomie
semble avoir supplanté la recherche originale; tombé aux
mains des philosophes néoplatoniciens ou néopythagoriciens,
il s’epuise dans des commentaires aussi érudits qu'abondants
de l'œuvre de Platon, d’Aristote ou de Ptolémée. Les traités
présentés comme originaux ne sont le plus souvent que des
compilations dans lesquelles il est difficile de trouver de la
cohérence, à défaut d'originalité. Citons péle-méle Théon
d'Alexandrie, Proclus, Jean Philopon, Simplicius, etc. Mais
l’œuvre de tous ces commentateurs est précieuse pour les renseignements d'ordre historique qui y restent souvent ensevelis
faute d’une édition (avec traduction) accessible.
45
autour d'un axe passant par le centre de la terre, confondu
en chaque lieu d'observation avec ce lieu d'observation. Les
extrémités de cet axe sont les pôles célestes; dans un pays
comme la Grèce, et partout ailleurs qu'à l'équateur terrestre,
un seul pôle est visible, l'autre reste toujours caché. :
A chaque lieu d'observation, sur terre, correspond sur la
sphère céleste un grand cercle qui reste immobile et sépare
(horizon en grec) la partie visible de la partie invisible. La
hauteur du pôle au-dessus de cet horizon est fonction de la
place sur terre du lieu d'observation; elle est égale à la latitude du lieu. Tout ceci repose sur la constatation, érigée en
théorème par Euclide (25), que la terre qui joue le rôle de
centre n'est qu'un point par rapport aux espaces célestes.
II. QUELQUES NOTIONS D'ASTRONOMIE ELEMENTAIRE |
Après cette rapide (et incomplète) revue des auteurs qui
ont fait avancer la science et de ceux qui ont permis qu'elle
parvienne jusqu’à nous, il convient de dégager à grands traits
les quelques notions qui faisaient partie intégrante de l'enseignement astronomique donné à tout citoyen un peu cultivé,
durant cette période hellénistique et romaine. Ces notions
vous sont déjà familières.
Fig. 1.
La hauteur du pôle au-dessus de l'horizon est égale à la latitude
b) Les planètes : A côté des étoiles que l’on peut orga(23) Cléomède, De motu circulari, ed. H. Ziegler, Leipzig, 1891; traduction française par C. Le Maux et M. Le Baudec (mémoire de Maîtrise,
Rennes,’ 1974, exemplaire dactylographié).
(24) Théon de Smyrne, Expositio rerum mathematicarum ad legendum Platonem utilium, rec. H. Hiller, Leipzig, 1878; ed. et trad. par
E. Dupuis, Paris, 1892. La partie consacrée à l'astronomie a été traduite
en francais par Mme Régus (mémoire de Maitrise, Toulouse, 1976, exemplaire dactylographié).
niser en constellations parce qu'elles gardent toujours la
même position relative et que l’on appelle pour cette raison
étoiles fixes (Griaveis), il existe sept autres corps célestes qui
semblent errer au hasard dans le ciel; en fait l'observation
montre que leur mouvement apparemment irrégulier ne les
(25) Cf. Phénomènes, Proposition I.
Pagina 7
Bekijk in PDF(opent in een nieuw venster)fait jamais sortir d’une bande de 12° de large (26), située de
part et d’autre d’un grand cercle oblique de la sphére des
fixes qui fait avec l'équateur un angle de 24° environ (ou
4/60 de cercle). D'où l'intérét de repérer le plus exactement
possible les constellations contenues dans cette bande : ce
sont les douze signes du zodiaque (27).
De ces sept planètes, deux, tant par leur proximité de la
terre que par leur éclat, exercent une influence considérable
sur la vie des hommes : ce sont le soleil et la lune. Ce sont
aussi celles dont le mouvement apparent est le moins irrégulier en première approximation. Il convient donc de les
inclure dans un enseignement élémentaire. Les cinq autres,
situées à des distances diverses de la terre et qui paraissent
se livrer à des évolutions compliquées, peuvent être facilement
négligées (dans un enseignement élémentaire) sauf à admettre qu'elles décrivent, en sens inverse du ciel étoilé, des cercles
plus ou moins inclinés à l'intérieur du zodiaque, dans le temps
qu'il faut à chacune pour accomplir sa révolution zodiacale (28). Aller plus avant dans l'étude de leur mouvement
relève du seul spécialiste.
c) Le soleil et la lune : Le mouvement du soleil paraît
simple par contraste. Au mouvement quotidien qui le fait,
avec le ciel étoilé et les autres planètes, tourner d’est en ouest
en un jour, il faut ajouter son mouvement propre qui lui fait
décrire en un an, d'ouest en est, à vitesse uniforme, le cercle
médian des signes, celui que nous appelons écliptique. Ce
cercle est tangent à deux cercles égaux et parallèles, les tropiques. Quand le soleil est aux points tropiques (points de
tangence), c'est le solstice d'été ou d’hiver : l'écart est maximum entre la durée du jour et de la nuit. Quand le soleil est
aux points équinoxiaux, points d'intersection de l'écliptique
(26) On attribue aujourd'hui une largeur de 16° au zodiaque parce
que des planètes supplémentaires ont été découvertes. Les Grecs mettaient le soleil et la lune au nombre des astres errants ou planètes. Quant
à l’obliquité de l'écliptique, mesurée par le côté d'un pentédécagone
par Oenopidès de Chio (seconde moitié du v* siècle), elle fut évaluée
L'ASTRONOMIE GRECQUE —
47
avec l'équateur, c'est l'équinoxe de printemps ou d'automne :
le jour est égal à la nuit. L’inégalité des saisons astronomiques
peut s'expliquer le plus simplement du monde en admettant
que le soleil, dans son mouvement propre, décrit à vitesse
uniforme un cercle excentrique, beaucoup plus bas que la
sphère des fixes : c'est l'illusion de nos sens qui nous fait
croire que le soleil traverse
les signes du zodiaque et parcourt
des arcs égaux en des temps inégaux (29).
Quant à la lune, qui est encore plus proche de la terre, sa
lumière est empruntée au soleil ; comme elle décrit son cercle
propre dans le zodiaque en moins d'un mois tandis que le
soleil décrit son cercle propre en un an, la succession des
conjonctions, des oppositions et des syzygies provoque sous
nos yeux la succession des phases de la lune. Les éclipses de
soleil et de lune, dont on peut prévoir les retours, confirment
cette théorie (30).
Tels sont à peu près les rudiments d'astronomie qu'on
enseignait dans les écoles, en s'aidant de ces intruments éminemment pédagogiques que sont une sphére céleste (sphére
solide) ou une sphère armillaire (sphère à anneaux). Strabon,
au premier siècle avant J.-C., un simple géographe, traite de
foncièrement inculte l'homme qui «n'a jamais observé une
sphère, avec des cercles, les uns parallèles, d’autres perpendiculaires aux premiers, d’autres obliques, qui ne connaît pas
la position des tropiques, de l'équateur et du zodiaque... et
qui, dans le ciel, n'a même pas appris à reconnaître la Grande
Ourse » (Géographie, I, 1, 21); il lui conseille d’aller s'en
instruire avant de lire fût-ce un manuel de géographie.
III. LES GRANDS AXES DE LA RECHERCHE
Une fois acquises ces notions communes, dans quelle direction s'est exercée la recherche en matière astronomique au
cours de la période considérée, à en juger par les documents
qui ont été conservés ?
par Eratosthéne avec plus de précision, l'écart entre tropiques étant
fixé à 11/83 de cercle; mais on continua à user le plus souvent du nombre rond de 24°.
7
(27) On distingue les signes — douzièmes du zodiaque, qui ont une
longueur de 30° chacun et les signes — constellations dont les dimensions ne sont pas les mémes pour tous. Cf. Géminos, op. cit., I, 1.
(28) Cf. Géminos, op. cit., I, 22-30.
(29) Cf. Géminos, op. cit., I, 31-39. Pour les définitions des divers cercles de la sphère, cf. Géminos, chap. V.
(30) Les phases de la lune, la théorie des éclipses font partie de
l’enseignement très élémentaire. Cf. Géminos, chap. VIII et XI.
Pagina 8
Bekijk in PDF(opent in een nieuw venster)a) Géométrisation : La première constatation qui s'impose,
c'est que les Grecs, dès qu'ils ont eu assimilé le ciel étoilé à
une sphère (et d’aucuns font remonter cela à Thalès) ont
cherché à traiter par la géométrie les problèmes que posaient
les apparences célestes. La Sphérique ou géométrie de la
sphère a été le premier nom donné à l'astronomie.
Cette géométrisation est, au niveau des spécialistes, conçue
comme une simplification, justifiée d'ailleurs par les apparences. Les astronomes ne portent pas de jugement sur la
distance des étoiles, qui peuvent être plus ou moins éloignées
de la terre, mais « du fait que la vue ne porte que sur une
distance donnée, la différence de hauteur des étoiles reste
imperceptible » (Géminos, I, 23); ce seront les philosophes
qui discuteront pour savoir si les étoiles sont portées par des
cercles qui tournent ou si ce sont elles qui tournent le long
des cercles parallèles, D'où la fréquence du terme Phénomènes
(signifiant à peu près les faits observés) dans les textes proprement astronomiques (31).
i
Une fois les hypothèses posées, la géométrie permet de
généraliser, et de démontrer ce qui échappe à l'observation :
l'existence d'un pôle sud par exemple, ou encore d'une sphère
locale pour laquelle les pôles sont dans l'horizon (32) et où
l'on voit toutes les étoiles du ciel. Dans le domaine de la spéculation géométrique, les Grecs sont vite passés maîtres, poussant le raisonnement jusqu'à ses conséquences extrêmes et
précisant à l’occasion : « Nous n'avons aucune information
concrète sur ce point, mais étant donné le système sphérique
d'ensemble, la logique mathématique veut que...» (33)
Aussi n'est-il pas étonnant, partant de là, qu'ils aient voulu
se ménager une expérimentation possible, au moins sur un
modèle réduit, d'autant plus facile à fabriquer qu'il était constitué d'une sphère qu'on pouvait « faire au tour» (34). La
sphère céleste solide, à laquelle on pouvait donner diverses
inclinaisons sur le plan horizontal et que l'on pouvait faire
tourner sur son axe, permettait d’expérimenter la sphère lo-
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(31) A noter que les traités d’Eudoxe, d’Euclide, d’Aratos, de Géminos s’intitulent Phénomènes tandis que celui d’Aristote a pour titre
Le Ciel, abordé du point de vue physique.
(32) Ceci se passe à l'équateur, quand la sphère est « droite» (cf.
Théodose, Lieux géographiques, 5 et 6).
(33) Cf. Géminos, XVI, 19.
(34) Cf. G. Aujac, « Sphérique et Sphéropée en Gréce ancienne »,
Historia Mathematica, 3, 1976, p. 441-447.
.
Fig. 2 : SPHERE ARMILLAIRE
(Extraite de la Cosmographie de Gemma Frisius, Anvers, 1584.)
SEPTENTRIO
Pagina 9
Bekijk in PDF(opent in een nieuw venster)cale pour telle ou telle latitude. La sphére armillaire, plus
complexe, avec la terre au centre et les cercles fondamentaux
de la sphére céleste, équateur, tropiques, zodiaque, permettait
d'aller plus avant, de mesurer par exemple le rapport des
sections du tropique coupé par l'horizon pour une latitude
donnée et d’en déduire la longueur des jours solsticiaux pour
cette latitude, etc. Un plus haut degré de technicité était réclamé pour la confection des planétaires comme ceux d’Archimède et de Poseidonios.
Aratos, Hipparque). C’est lui aussi qui établissait les données
astronomiques à inscrire sur les parapegmes, pour que les
agriculteurs puissent régler les travaux des champs en fonction de la saison; lui qui indiquait la date de certains phénomènes célestes tels que les levers héliaques d'étoiles, aisément
repérables par tous. Et si Sosigène, un Grec d'Alexandrie, a
pu à la demande de Jules César proposer un système de calendrier qui, à quelques corrections près, est encore en vigueur
de nos jours, c'est parce qu'il a pu bénéficier de l'expérience
acquise au cours de tant de siècles de patientes et minutieuses
Bref, les Grecs ont pris très vite l’habitude, semble-t-il, de
raisonner en fonction d'un modèle réduit dont ils se sont
appliqués à lui faire reproduire aussi exactement que possible
les apparences. Sphérique et sphéropée, géométrie et mécanique, furent les premiers ressorts de l'astronomie grecque,
beaucoup plus sans doute que l'observation elle-même qui réclame beaucoup de temps et aussi un personnel spécialisé.
.b) La mesure du temps : En usant de la géométrie, de la
mécanique ou de l'observation, le grand objectif de l'astronome était de déterminer les vitesses de rotation, puisque les
mouvements célestes étaient par hypothèse circulaires et uniformes. C'était aussi, en corollaire, de fixer l'unité de temps,
et de chercher après quels intervalles une ou deux ou trois
ou toutes les planètes reviendraient à une même position par
rapport à la sphère des fixes, qui, elle non plus, depuis la découverte d’Hipparque, n'avait pas un mouvement aussi immuable qu'on le croyait jusqu'alors. Même à travers les textes
des vulgarisateurs, on sent affleurer cette préoccupation majeure de distinguer les diverses durées : révolution sidérale,
nychthémère (révolution sidérale augmentée du temps qu'il
faut au soleil pour parcourir un degré d’ecliptique sur son
cercle propre), mois lunaire ou révolution synodique, révolution zodiacale des planètes, durée des diverses saisons, année
tropique, etc.
Rythmer le temps pour la vie des hommes était une des
tâches les plus importantes de l’astronome. C'est lui qui traçait ou faisait tracer sur les places publiques les analemmes
des gnomons capables d'indiquer les divisions du jour (en
heures temporaires) et la place dw jour dans la saison. C'est
lui qui perfectionnait la carte du ciel, dressait les tableaux
des levers et couchers simultanés d'étoiles pour chaque latitude (cf. Strabon, I, 1, 21), ou des passages simultanés au méridien, qui devaient permettre de repérer l'heure la nuit (cf.
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51
recherches.
c) La mesure de la terre : Ainsi, chez les Grecs comme
jusqu'à une époque assez récente, une des missions principales
de l'astronome était la mesure du temps. Une autre mission
de l'astronome (et cela aussi a été vrai jusqu'à un passé relativement proche) était la mesure de la terre.
C’est par des procédés astronomiques et en utilisant les
instruments des astronomes qu’Eratosthene a fourni la premiére mesure scientifique de la circonférence terrestre. Procédant par une série d’approximations, il attribue a la circonférence terrestre une valeur de 252 000 stades, ce qui met à
700 stades un degré de méridien terrestre. Cette valeur de la
circonférence terrestre, adoptée par Hipparque, a fait autorité,
et à juste titre, pendant toute l'Antiquité jusqu’à Ptolémée
non compris. Elle permettait de chiffer en stades des différences de latitude mesurées par moyens gnomoniques: elle
permettait également d'indiquer la distance de tel ou tel lieu
de la terre à un équateur terrestre dont on connaissait l’existence mais où l'on n'était jamais allé.
Hipparque l'astronome (35) avait dressé le tableau complet
des phénomènes célestes pour chaque latitude terrestre, de
degré en degré (ou de 700 stades en 700 stades), depuis l'équateur jusqu'au pôle; il indiquait pour chaque latitude la longueur du plus long jour, les étoiles qui ne se couchaient pas,
celles qui se trouvaient au zénith à leur culmination supérieure, etc. Ptolémée de même inclut dans la Syntaxe mathématique (II, 6) un tableau des parallèles depuis l'équateur
jusqu'au pôle en « supposant de l'un à l'autre une augmentation d'un quart d'heure dans la longueur du plus long jour »,
puis d'une demi-heure, etc.; pour chacun de ces parallèles,
(35) Cf. Strabon, Géographie, II, 5, 34 sq.
Pagina 10
Bekijk in PDF(opent in een nieuw venster)53
inégalement éloignés, il indique les rapports de l'ombre au
gnomon les jours des solstices et des équinoxes.
L'enseignement de l’astronomie la plus élémentaire s’achevait donc par l'enseignement de la géographie mathématique.
La logique géométrique, l’experimentation sur modèle réduit,
démontraient l'existence de phénomènes que l'on n'avait jamais encore pu constater mais dont on ne pouvait guère
douter. C'est ainsi que, durant toute la période hellénistique
et romaine, l’on a été parfaitement sùr que, à l'équateur terrestre, tous les jours étaient égaux aux nuits, toutes les étoiles
décrivant un demi-cercle au-dessus de l'horizon; que, à la
latitude 66°, sur le cercle que nous appelons polaire, le soleil
W
u,
LYLE,
Au pôle À = 90°. On ne voit que
la moitié du ciel.
à l’un de ses solstices ne se couchait pas tandis qu'à l'autre
solstice, il ne se levait pas; qu’au pôle, il n'y a plus qu'un
seul jour et qu'une seule nuit durant six mois chacun. De
même il était courant de considérer que, sur terre, l'hémisphère sud avait des caractéristiques inverses mais symétriques de l'hémisphère nord, qu'il contenait une zone tempérée
Pôle céleste
pr
habitable, et que rien n’empéchait qu'y vivent des hommes
qui seraient opposés par les pieds (antipodes) à ceux de I’hé-
WITT
misphère nord.
Toutes ces considérations faisaient partie de l'enseignement élémentaire le plus banal; on les trouve dans tous les
4
Ld
A l'équateur À = 0. Toutes les
étoiles se lèvent et se couchent.
Pôle céleste
Tropique
d'été
VA
OPULEAIREUNT
manuels de vulgarisation, comme ceux de Géminos ou de
Cléomède, voire dans des traités de géométrie sphérique,
comme Les lieux géographiques de Théodose de Bithynie. On
en trouve aussi l'écho dans nombre de textes littéraires, de
prose ou de poésie.
Telle est donc la place qu'occupait, et le rôle que jouait,
l'astronomie chez les anciens Grecs, une place privilégiée, au
cœur même de leurs préoccupations de tous les jours, un rôle
a
Au cercle polaire, À =' 66°. Le jour
le plus long dure 24 heures.
Fig. 3. La sphère céleste à diverses latitudes
exceptionnel comme promoteur de progrès. C'est que, jusqu'à
Hipparque au moins, et sans doute jusqu'à la mise en vigueur
du calendrier julien, la connaissance du ciel était indispensable aux hommes ; l'astronomie était à la portée de tous parce
que tous en avaient un urgent besoin ; pour se situer dans le
temps comme dans l'espace, il fallait être capable de reconnaître d'emblée dans le ciel bien des phénomènes que nous
Pagina 11
Bekijk in PDF(opent in een nieuw venster)taLdi'veaoln,sintsdtruoéocngneetrsoamfnméiatmeêedim’lfdoaeibasrsaldiaertés,veibdrle,ioe;tnaiteuélrcfnaoeiulréeptssapinatlu'vuraisanvviroaefnlanositarsvpteldqoceurst'lcaeiludsvajieolamiuonstrieardnte'ipdshoarunsdi,eustipedcanéreie-.-rl
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