Claude Ptolémée, 168 - 90 av. J-C.
Ptolémée aura révolutionné la vision qu'ont eu les hommes du monde pendant pas moins de 1 500 ans ! Cet astronome grec a établi un système ordonné de notre Univers, alors réduit au système solaire, basé sur le géocentrisme, en créant le concept d'épicycles. Son oeuvre majeure, l'Almageste, a été traduit dans toutes les langues et est le socle de base de notre astronomie moderne. Une science devenue enfin rationnelle, basée sur l'observation et non sur les croyances, la magie, l'astrologie, le surnaturel ...
Contexte scientifique antique
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Dans la vieille Antiquité, les astronomes croyaient qu’on pouvait lire la destinée des hommes dans les astres, l’observation du ciel était d’ailleurs réservée aux prêtres, qui étaient alors considérés comme des fonctionnaires chargé d’annoncer après examen du ciel les évènements intéressant l’état. Il fallut attendre le VIème siècle avant J.C. et l’apport des savants grecs, dont faisait partie Ptolémée, pour que s’instaure enfin une rationalité scientifique, basée sur des observations précises et rigoureuses, écartant magie, astrologie et surnaturel dans l’interprétation des phénomènes célestes … |
Une vie mal connue
Référence parmi les astronomes de l’antiquité, on ne connaît que très peu d’éléments sur la vie de Ptolémée, Claudius Ptolemaeus, tant l’œuvre a supplanté l’homme. On ne peut affirmer avec certitude la date et le lieu de sa naissance. On pense qu’il est peut-être né dans les années 90 après Jésus Christ dans la ville grecque de Ptolémaïs d’Hermias dans la province de Thébaïde en haute Egypte (qui appartenait à l’époque à la Grèce). Il semble qu’il ai résidé pendant un long moment à Canope, à l‘embouchure ouest du Nil, mais d’autres pensent qu’il a vécu toute sa vie à Alexandrie … Des témoignages attestent qu’il y aurait fait des observations astronomiques en 139. Son origine est aussi mal connue, certains font le parallèle entre son nom et la dynastie des Ptolémée, famille royale égyptienne, affirmant qu’il aurait voulu se faire un nom à travers ses recherches scientifiques. D’autres, en se basant sur son nom « Claude » pense qu’il aurait plutôt eu une origine romaine.
Une oeuvre scientifique très étendue
Ptolémée suit les traces d’Hipparque (dont il est l’exécuteur testamentaire) à l’école d’Alexandrie, grande ville reliant l’Orient à l’Occident, véritable usine à savants … Son œuvre s’étend sur des sujets comme l’astronomie, les mathématiques, la géographie, l’optique et même la musique.
Ptolémée écrit aussi d’autres œuvres dans des domaines variés, mathématiques, géographie (il cartographie le monde antique avec une grande précision pour l’époque), optique (réfraction de la lumière par l’air, le verre et l’eau), mais également astrologie, il invente également des instruments tels que l’astrolabe, instrument qui permet d’obtenir une représentation plane simplifiée du ciel pour une latitude donnée, à une date quelconque. Il fabrique enfin des planisphères et des globes célestes.
Le géocentrisme
La conception du monde et de l’univers est pour Ptolémée basée sur le géocentrisme. Avant la naissance de Copernic et sa théorie héliocentrique du monde (la Terre tournant autour du Soleil), l’astronome était persuadé que la Terre, créée par Dieu pour les hommes, était le centre fixe et immobile du monde … C’est ce qu’on appelle le géocentrisme. Pourtant, avant Ptolémée déjà, Aristarque (-310 / -230) avait supposé que la Terre tournait sur elle-même et autour du Soleil, mais ses idées furent considérées comme impures et donc rejetées.
Un système basé sur la perfection du cercle
Ptolémée partait du principe que le cercle était le fondement de l’univers car il était une figure parfaite et divine. L’univers est alors une série de sphères s’imbriquant les unes dans les autres (telles des poupées russes), une sphère extérieure contenant les étoiles et une série de sphères à l’intérieur contenant les planètes, le Soleil et en fin la Terre au centre. Toutes ces sphères se meuvent à une vitesse constante.
Epicycles et déférents : pansements du système géocentrique
Toutes les planètes tournent autour d’un centre situé dans la sphère, lui-même tournant autour d’un cercle imaginaire appelé « déférent ». Le déférent a été inventé car le système de Ptolémée n’expliquait pas toujours les mouvements de la Lune et des planètes. En fait, l’orbite d’une planète n’est pas un cercle parfait, mais une ellipse de forme ovale. Le déférent servait à compenser ce mouvement non régulier.
En conséquence, même la Terre qui était sensée être fixe et immobile au centre du monde devint légèrement en décalage par rapport au « nouveau » centre du monde représenté par le centre de ce déférent sur lequel devait évoluer notre planète. C’est le point « équant ».
Ptolémée se mit alors à déduire par calculs les tailles des épicycles des planètes et des déférents, avec plus ou moins d’approximations … Calculs qui ne permirent jamais d’expliquer les mouvements des planètes et d’appuyer la théorie géocentrique du monde.
C’est Kepler qui, après Copernic et sa théorie héliocentrique, découvrit par déduction (voir par intuition) que les planètes évoluaient sur des ellipses et non sur des cercles tournant eux même sur d’autres cercles. Cette découverte lui permit de calculer avec précision le mouvement des planètes.
L'Almageste : l'oeuvre majeure de Ptolémée
Son œuvre majeure, qu’il avait au préalable nommée « composition ou syntaxe mathématique » mais qui fut retraduite par les traducteurs arabes, est l’Almageste (Al en arabe suivi d’un superlatif grec signifiant « le plus grand »). Ce livre expose une théorie ptoléméenne de l’organisation du monde, ouvrage maintes fois recopié et traduit en arabe, en latin, en grec (…) et diffusé à travers tout le bassin méditerranéen, dont l’immense influence durera 1 500 ans.
Cet immense traité est constitué de treize livres réparti selon de thèmes bien disctincts..
Science et philosophie dans le monde selon Ptolémée
Les deux premiers sont consacrés à la dimension philosophique et scientifique des théories ptoléméennes, Ptolémée y expose une conception mathématique de l’univers, ainsi que les bases de la trigonométrie.
Le mouvement du Soleil
Dans le livre suivant, Ptolémée s’affaire à déterminer le mouvement du Soleil. Il tranche entre deux choix, un mouvement excentrique (trajectoire dont le centre ne coïncide pas avec celui de la Terre) et un mouvement épicycloïdal (la trajectoire du soleil prenant en compte le déférent). Il opta pour le mouvement excentrique.
Le mouvement de la Lune
C’est la Lune qui est traitée dans les livres 4, 5, 6 et 7. Pour mesurer son mouvement, il a été obligé d’adopter un système d’épicycles dont le déférent est excentrique. Ce modèle n’est pas adapté aux quadratures (1er et dernier quartier de la Lune) mais il décrit tout de même correctement les éclipses.
Catalogue stellaire
Les huitième et neuvième livres cataloguent et référencent les étoiles : 1022 corps célestes de la Voie Lactée organisés en 48 constellations. Mesurées avec précision (à 1/6° près), leur magnitude est divisée en six classes. Ce catalogue date de 137 ap. J.C.
Caractéristiques physiques et orbitales des planètes
Les livres suivant traitent des planètes, leurs dimensions, leur mouvement rétrograde pour certaines qui posent problème à l’astronome, les arcs, leur orbite planétaire …
Il conclue son ouvrage sur les problèmes de levers et couchers héliaques des planètes (lever avant le Soleil ou coucher après le Soleil).
Ptolémée tombé en désuétude
Autrefois considéré comme le plus grand astronome de l’antiquité, Ptolémée vit sa réputation se dégrader au XVIIème et XVIIIème siècle, après étude minutieuse de l’Almageste. En effet, Kepler découvrit le premier combien il était difficile de concilier les résultats de Ptolémée avec les observations modernes … Ne souhaitant pas porter atteinte au « mythe Ptolémée », il supposa qu’il était arrivé de grandes perturbations dans le ciel depuis cette époque. Mais les autres astronomes comme Halley, Lemonnier, Lalande ou Delambre accusèrent Ptolémée d’avoir falsifié les observations de son prédécesseur Hipparque, voire même de se les être appropriées, et d’avoir dissimulé les observations qui ne concordaient pas avec ses théories … A tort ou à raison, Ptolémée est alors descendu de son statut de plus grand astronome de l’antiquité au profit d’Hipparque.
En réalité, il a été démontré que l’Almageste était truffé d’anomalies et d’incohérences mathématiques et astronomiques auxquelles Ptolémée ne prêtait aucune attention ou qu’il a dissimulé volontairement.
Ptolémée pensait que si l’on croyait assez fort en quelque chose, on pouvait en ignorant le reste en démontrer l’existence. Croyance qui fait un peu froid dans le dos, et qui laisse sceptique …
Décadence de la science grecque
On peut dire que le système de Ptolémée incarne tout à fait les qualités et les défauts de la pensée scientifique de la Grèce antique.
D’un côté, les grecs ont créé la théorie scientifique en tentant d’expliquer la nature des choses autre que par la mythologie, c’est-à-dire fondée sur des observations précises et rigoureuses, l’astronomie est donc devenue une science mathématique. Ils ont donné à la science le visage que nous lui connaissons aujourd’hui.
D’un autre côté, la mythologie étant encore trop ancrée dans la culture, la science s’effondre dans des querelles mystiques des adeptes, ceci ajouté au rejet du monde chrétien qui était hostile à ce savoir païen. Les idées scientifiques du savoir grec sombrent dans la confusion la plus totale, engendrant une décadence de la science grecque toute entière … Rome, qui domina alors le monde, ne s’intéressa pas aux mathématiques dans un contexte scientifique, autre que militaire.
Heureusement, les manuscrits des savants grecs seront conservés et recopiés par des moines dès le VIème siècle, ainsi que par les astronomes arabes qui recueilleront l’héritage du monde grecque. L’apport des savants grecs n’est donc pas perdu.
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