1. Les cartographes de la Grèce antique

Pêcheurs à l’éponge s’amusant, Kalymnos, vers 1950 : Lien

Mer Ionienne, printemps 1900. Lorsqu’Elias Lykopantis plonge à la recherche d’éponges face à Anticythère, il ne se doute pas que c’est son jour de chance. Il revêt son scaphandre lourd lesté aux pieds et descend par 45 mètres pour envoyer rapidement le signal de remontée. Elias évoque dans son récit des statues d’hommes et de chevaux, des amphores, une épave antique. Les plongeurs prélèvent parmi les objets remarquables la main d’une statue en bronze. Le bateau n’était là que de passage, retenu par la tempête. Il poursuit sa route vers l’actuelle Libye. Le capitaine prévient les autorités grecques au retour en novembre et des campagnes de fouilles officielles vont pouvoir alors débuter sous haute surveillance.

Parmi les trésors antiques découverts se trouvent les restes d’un mécanisme fait de roues dentées corrodées par le séjour marin. Le mécanisme d’Anticythère est découvert en 1902. 100 ans après la découverte, les recherches sur l’énigmatique engin durent encore. L’instrument est retrouvé en 80 pièces. Des lettres grecques se trouvent gravées sur les pièces et les parois de bronze de la machine. Le système se présente sous la forme d’une boite composée d’engrenages et de cadrans. Quatre équipes différentes proposent autant de reconstitutions de l’instrument (D. J. de Sola Price, M. Wright, J. Evans, T. Freeth), mais des fonctionnalités communes. Une manivelle disparue motorise la mécanique qui établit des relations entre jours de l’année, phases de la lune, passages des planètes, dates des jeux panhelléniques. Les résultats sont lus sur plusieurs cadrans. Des phénomènes célestes tels que la possibilité d’éclipses sont prédits. Les cycles olympiques, métoniques, callipiques, de Saros et d’exeligmos sont calculés.

Les archéologues identifient le navire échoué comme étant une galère romaine dont le naufrage se serait produit vers 87 avant notre ère. Le physicien et historien de l’astronomie antique James Evans estime possible la date de 200 avant notre ère pour la construction. L’auteur en serait-il le mythique Hipparque de Nicée ou le fameux Posidonios d’Apamée ? Les reconstitutions proposées font avancer de manière inattendue et spectaculaire nos connaissances sur l’histoire de l’astronomie et de la construction d’instruments de précision. D’intéressantes questions se posent ensuite. Comment les grands Anciens en sont-ils venus à fabriquer de tels instruments ? Comment se fait il qu’un modèle cosmologique erroné donne des prévisions temporelles quasiment exactes ?

  • 1.1 Contexte historique
  • 1.2 Des hommes, des écoles de pensée et des proto-Universités
    • 1.2.1 Cartographes présocratiques
    • 1.2.2 Après Socrate, les astronomes
  • 1.3 Des instruments, des observatoires et monuments publics
  • 1.4 Les géographes et voyageurs avant Ptolémée
Fragment C montrant des inscriptions zodiacales (Vierge / Virgo, Balance / Libra) et calendaires du calendrier nilotique (Pachon / mars-avril, Payni / avril-mai), par J. Evans
La fabuleuse Machine d’Anticythère, 2015, 7:51 : Lien
  • La machine d’Anticythère, Evans, 2018 : Lien
  • Solar anomaly and planetary displays in the antikythera mechanism; J. Evans, C. Carman, A. Thorndike, Journal for the History of Astronomy, 2010, Lien
  • On the Pin-and-Slot Device of the Antikythera Mechanism, with a New Application to the Superior Planets; J. Evans, C. Carman, A. Thorndike, Journal for the History of Astronomy, 2012, PDF : Lien
  • The Cosmos in the Antikythera Mechanism; T. Freeth, A. Jones, ISAW Papers 4, 2012 : Lien

1.1 Contexte historique

Remontons le temps de quelques milliers d’années si vous le voulez bien pour revenir à notre sujet principal : la mesure de l’espace et du temps, les cartes géographiques et astronomiques. Pour les archéologues, l’approvisionnement en obsidienne de l’île volcanique de Mélos en mer Égée constitue une indication de déplacements maritimes d’individus et de peuples anciens datés de quelque 11 000 ans avant notre ère. L’agriculture apparait vers 6300 sur les rivages de la Grèce néolithique.

Reconstitution du site de Dimini, proche de la mer au moment de son occupation, néolithique de 5000 à 3200 environ : Lien
Fresque de la procession nautique de Santorin, détail d’un voilier, vers 1600 av. J.-C. : Lien

Suite à l’effondrement des civilisations mycéniennes, cycladiques et minoennes en Grèce, mer Égée et Crète (1650 à 1100 avant notre ère), vient l’époque dite des âges obscurs (XIIe au VIIIe siècle). Les écritures « Linéaire A » (1900 à 1400) et « Linéaire B » (1500 à 1200) des mycéniens tombent dans l’oubli. Puis, l’ornementation des céramiques excavées permet de caractériser une période proto-géométrique suivie d’une période géométrique, marques peut-être d’une forme de renouveau culturel. Un style et des pensées communes se développent. De nouveaux lieux publics – foyer, agora, temple avec statue – deviennent aménagés, protégés par des murailles archaïques.

La cosmologie grecque nait à cette époque dans l’ambiance des mythes mélangés de faits historiques, transmis oralement et consignés dans les poèmes homériques. Des marins et bergers deviennent guerriers, échangent, livrent bataille de part et d’autre d’une mer Égée entourée de terres. Des navires de commerce et de guerre sont armés. Contemporain de l’apparition de l’écriture grecque, le texte d’Homère n’est pas que poétique. Son catalogue des vaisseaux préfigure également la géographie et une politique menée à l’échelle d’une nation, face aux Troyens comme aux Perses. Le modèle de la cité grecque antique se développe, marche et s’exporte. Des colonies, comptoirs et places fortes sont fondées sur le pourtour méditerranéen. Ainsi, des habitants de la région de Phocis (Delphes) fondent Phocée sur l’actuelle côte turque de la mer Égée vers le 9ème siècle. Puis les phocéens grands marins et commerçants fondent en France successivement Marseille (600), Aléria (565 av J.-C) en Corse, Antibes et Hyères (IVe siècle), Nice (IIIe siècle).

Les premières traces de l’alphabet grec apparaissent peints sur vases dès l’an 740 avant notre ère, héritage de l’alphabet phénicien pratiqué alors à Tyr (Liban), Carthage (Tunisie) et sur les routes commerciales du sud de la Méditerranée. Des lois, croyances, histoires orales et échanges vont pouvoir être inscrits sur une variété de supports. Support métallique intéressant, la monnaie en Mer Égée correspond à une invention datée de 680 environ. Hérodote en attribue l’invention aux lydiens alors qu’une variété de monnaies sont retrouvées lors des fouilles menées au temple d’Artémis à Éphèse. Ces innovations quasiment contemporaines ont pu jouer un rôle en favorisant le développement des échanges aussi bien commerciaux que littéraires, philosophiques et politiques sur le pourtour méditerranéen.

Avec la maitrise de l’écrit et de la numération, celui de la navigation à voile et rames, les idées vont pouvoir circuler. Les connaissances géographiques et astronomiques deviennent signées d’auteurs qui se citent mutuellement, se copient, se corrigent, observent, copient, calculent et innovent en temps de guerre comme de paix. Les mêmes auteurs écrivent à la fois sur la géographie et l’astronomie.

Le vase aux sirènes, stamnos vers 480-470, British Museum : Lien
Statère d’or de Phocée avec un griffon, vers 580 : Lien
La monnaie des marseillais, 2013, 7:43 : Lien
Colonies grecques et phéniciennes vers 550 avant notre ère : Lien

1.2 Des hommes, des écoles de pensée et des proto-Universités

Dès l’époque archaïque et sans doute avant, les levers et couchers héliaques de certaines constellations sont des indications pour les travaux saisonniers. Des connaissances astronomiques savantes émergent à la fois de savoirs populaires et de connaissances partagées avec les égyptiens, les phénciens et les chaldéens de Babylone. La durée des heures à cette époque varie selon les saisons et des corrections doivent être faites pour évaluer les distances. Des connaissances de géométrie, de pré-trigonométrie et d’astronomie, de même que des mesures sont nécessaires à la construction des premières cartes terrestres et célestes.

Qui dit mesure, dit mathématiques élémentaires. Il convient de rappeler que les mathématiques antiques se pratiquent en l’absence du chiffre zéro et des décimales qui n’apparaissent qu’au Xème siècle. Fractions et proportions sont regardés avec intérêt. Les nombres irrationnels (incommensurables) ne peuvent être qu’approchés. Ainsi, le nombre d’or ne manque pas d’intriguer le pythagoricien Hippase de Métaponte (v. 500). Alors qu’à Alexandrie Appolonios de Perga (v. 250) approche le nombre π avec le rapport 377 / 120 soit 3,14166, la racine carrée de deux reste avant tout la réponse à un problème de géométrie. Il s’agit de mesurer la diagonale d’un carré de côté unitaire.

Pour les historiens, mis à part les œuvres d’Homère, d’Hésiode et de quelques poètes, les écrits des périodes les plus archaïques ne sont connus qu’indirectement. Les sources primaires font défaut. Cependant des fragments – des citations plus ou moins longue d’autres auteurs – sont parvenus jusqu’à nous et peuvent être compilés et comparés. Qui sont les cartographes de la Grèce antique et qu’ont-ils apporté ? Quelques auteurs sont ici passés en revue. Les présocratiques (antérieurs à 399 av. J.-C.) seront selon l’usage distingués. Les œuvres de personnages comme Hipparque ou Ptolémée marquent des bornes dans le domaine des catalogues de villes et de constellations, des cartes des sphères terrestres et célestes.

Commence la moisson quand les Pléiades, filles d’Atlas, se lèvent dans les cieux, et le labourage quand elles disparaissent ; elles demeurent cachées quarante jours et quarante nuits, et se montrent de nouveau lorsque l’année est révolue, à l’époque où s’aiguise le tranchant du fer.

Les Travaux et les Jours, Hésiode, Traduction par Ernest Falconnet, Wikisource : Lien
1.2.1 Cartographes présocratiques

On considère généralement que les mathématiques grecques débutent avec Thalès de Milet (v. 624 – 548) dont il est dit qu’il aurait étudié en Égypte dans la colonie de Naucratis. Ses travaux concernent la géométrie, l’astronomie et la physique. Thalès envisage une terre plate flottant sur l’eau ce qui lui permet d’expliquer les tremblements de terre. Il aurait souligné le premier l’intérêt de la petite ourse proche du pôle nord géographique pour la navigation nocturne. Une école ionienne dont l’influence s’étend jusqu’au Vème siècle voit le jour. Les noms de Thalès, Anaximandre, Anaxagore, Aristarque et Héraclite y restent attachés.

Anaximandre de Milet (v. 610 – v. 546 av. J.-C.) publie un récit qui tient lieu de carte de la Méditerranée. Il trace les premières cartes géographiques grecques, enseigne également la pratique du gnomon pour mesurer les heures, solstices et équinoxes.

En vérité Anaximandre fut le premier à rendre public une table géographique, tandis que Hécatée laissa après sa mort un dessin, confirmant qu’il était d’Anaximandre, sur la base d’autres dessins de celui-ci.

Strabon (60 av. J.-C. – 20 ap. J.-C.), 1, 1,11, DK 12A6, cité par Giorgio COLLI

On dit qu’Anaximandre de Milet fut le premier lors de la 58ème olympiade à comprendre l’obliquité du zodiaque et à ainsi ouvrir la voie à une connaissance correcte du sujet.

Pline (23 – 79 ap. J.-C.), Histoire naturelle, cité par John Bostock et H.T. Riley
Projections méridiennes à l’aide d’un gnomon, tel qu’enseigné par Anaximandre : Lien

Du côté des théories, Pythagore (569-470 av. JC) envisage une terre sphérique et non plate car « la sphère est une forme parfaite ». Né à Samos et établi à Métaponte en Grande-Grèce (sud de l’Italie), le fondateur de l’école pythagoricienne ne laisse possiblement aucune œuvre écrite mais inspire les écrits des membres d’une école de mathématiciens et astronomes aux influences également égyptiennes et babyloniennes. On attribue à Pythagore le fait de reconnaitre que l’étoile du matin (eosphoros / phosphoros) et l’étoile du soir (hesperos) sont une seule et même planète à savoir Vénus / Aphrodite.

Contemporain de Pythagore, Parménide d’Élée (v. 540 – v. 470) est l’un des représentants de l’école éléatique localisée en Campanie. Diogène Laërce (180 – 240 de notre ère) affirme qu’il précède Pythagore dans la démonstration du caractère sphérique de la terre. Il propose d’après Posidonios, une théorie des cinq zones climatiques qui divise le globe terrestre en deux zones glacées près des pôles, deux zones tempérées, et une zone particulièrement chaude à proximité de l’équateur. Ses écrits sont cependant perdus pour la plupart.

Les savoirs géographiques et les cartes terrestres passent par des explorations au long cours, occasion d’observer les astres et phénomènes météorologiques sous d’autres latitudes. Parmi les aventureux kybernètes, le phénicien Hannon, dit le Navigateur entreprend vers 500 av. J.-C. et depuis Carthage la fondation de colonies sur les côtes occidentales africaines. Son récit traduit en grec est commenté par Hérodote, le fondateur de l’histoire et de la géographie.

L’athénien Méton (v. 500 – v. 450) travaille en collaboration avec Euctémon et définit vers 432 avant notre ère le cycle métonique calculé par le mécanisme d’Anticythère. Méton élève un héliotropion à Athènes, sorte de gnomon monumental qui permet le repère des solstices. Il établit une équivalence de durée entre 19 années solaires et 235 mois lunaires. La durée du cycle observé est de 6940 jours. Ce qui correspond à une année de 365,26 jours. Il devient alors possible de calculer les calendriers lunaires et solaires avec plus de précision. Pour mémoire, la durée moyenne de l’année tropique est d’environ 365.2422, la durée des lunaisons varie entre 29,3 et 29,8 jours selon les années et les saisons, les orbites sont légèrement elliptiques si bien que la durée des saisons terrestres varie.

Le ionien Anaxagore (v. 500 – 428 av. J.-C.) tente de donner une explication scientifique aux éclipses ainsi qu’aux météorites et propose que les phases de la lune résultent de la réflexion de la lumière du soleil. La terre pour lui est plate, la lune et ses montagnes sont habitées. Il est accusé de scepticisme religieux à Athènes.

Natif d’Halicarnasse, Hérodote (v. 480 – 425 av. J.-C.) livre dans son ouvrage Histoires (L’enquête) un témoignage remarquable dans lequel s’entremêlent non seulement les faits historiques des guerres médiques, mais encore des éléments géographiques et ethnographiques. Des digressions pimentent son récit. Certains rouleaux étaient écrits non seulement pour être lus mais aussi déclamés en public.

Reconstruction du monde décrit par Hérodote dans son Enquête : Lien

Le pythagoricien Philolaos de Crotone en Grande-Grèce (v. 470 – v. 490 av. J.-C.) soutient le caractère sphérique des astres. Il évalue à 29,5 jours le mois lunaire et 365,5 jours l’année solaire et soumet l’hypothèse que la Terre tourne sur elle-même ce qui expliquerait l’alternance des jours et des nuits. Pour Philolaos, le monde est « harmonie et nombre », tout est arrangé selon des proportions que l’on retrouve dans les accords de base de la musique.

1.2.2 Après Socrate

Sur les rives Est de la mer Égée, Eudoxe de Cnide (408 – 355 av. J.-C.) mesure le nombre de jours de l’année : 365 jours 1/4. Contemporain et fidèle de Platon – il le remplace provisoirement à la direction de son Académie -, Eudoxe est principalement connu pour sa théorie dite des « sphères homocentriques » autrement dit la théorie géocentrique du système solaire. Chaque astre est enchâssé dans une sphère centrée sur la Terre et animé lui-même d’un mouvement circulaire autour d’un de ses diamètres. Les rétrogradations des planètes par rapport au zodiaque trouvent une explication logique en faisant intervenir des sphères secondaires. Il écrit un traité disparu Phénomènes.

Cependant, cet ouvrage accompagné de dessins connaît un succès considérable et se trouve repris un siècle plus tard sous forme d’un poème titré Les Phénomènes et les Pronostics, accompagné d’illustrations. L’auteur Aratos de Soles (315 – 240) est traduit en latin par des auteurs comme Cicéron, Germanicus et Avienus. Les carolingiens s’emparent de l’œuvre dont 78 copies, d’après le projet autrichien aratea-digital, se trouvent en plusieurs bibliothèques européennes. Une carte des constellations grecques se trouve numérisée par exemple à la British Library. Une autre copie se trouve à la bibliothèque de Boulogne-sur-Mer. 22 constellations se trouvent représentées et commentées en latin.

Harley MS 647, La voûte céleste et ses constellations, d’après Eudoxe et Aratos, copie médiévale de la traduction latine. Constellations nommées, IXème siècle : Lien
La voute céleste et ses constellations, d’après Eudoxe et Aratos, copie médiévale. Au centre, grande et petite ourse, dragon. L’écliptique (LACTEUS CIRCULUS) et le cercle zodiacal en orange, Xème siècle : Lien

Anaxagore, qui le premier comprit les phases de la lune et eut le courage d’en donner une explication écrite, était encore peu connu et son livre peu estimé. En fait, il circulait en secret, peu le lisaient et on le recevait prudemment. Car à cette époque il n’y avait aucune tolérance à l’égard des philosophes naturalistes ou de ces «bavards qui s’occupent des choses des cieux» comme on les appelait. On les accusait de repousser le divin et d’y substituer des causes irrationnelles, des forces aveugles et la domination de la nécessité.  Aussi Protagoras fut-il banni, Anaxagore fut mis en prison et tout ce que Périclès put faire, fut de l’en sortir; enfin Socrate, bien qu’il n’ait rien à voir dans cette histoire, fut exécuté parce qu’il était  philosophe. Ce ne fut que beaucoup plus tard, grâce à la réputation brillante de Platon, que les études astronomiques perdirent leur mauvais renom et que leur accès fut ouvert à tous. Ce fut parce que son genre de vie était respecté et parce qu’il avait subordonné les lois naturelles à l’autorité des principes divins.

Plutarque (46 – 125 ap. J.-C.), Les vies des hommes illustres

Dans La République, Platon (428 – 348 av. J.-C.) reprend les travaux d’Eudoxe et semble grandement influencé par les pythagoriciens lorsqu’il évoque l’harmonie des sphères et décrit le mythe d’Er : huit sirènes situées sur les planètes et la sphère du firmament émettent un son différent et tel que l’ensemble semble harmonieux. Le fondateur de l’Académie d’Athènes (387 – 86), l’une des première organisation d’enseignement supérieur, recourt aux mythes également dans son Tymée – par obligation d’après Plutarque. Il fixe en tous cas l’idée d’un monde géocentrique et reprend l’idée d’Eudoxe d’une terre sphérique et immobile. Mais ses écrits sont loin de se limiter à l’astronomie ou à la géométrie.

Héraclide du Pont (385 – 322 av. J.-C.) propose une modèle géo-héliocentrique repris ultérieurement par Aratos de soles puis Tycho Brahe (1546 – 1601), selon lequel les planètes inférieures vénus et mercure tournent autour du soleil. Les autres planètes et le soleil tournent autour de la terre. Héraclide tout comme le présocratique Philolaos soutiennent que la terre est en rotation autour de son axe.

Dans son Du Ciel, Aristote (384 – 322 av. J.-C.) s’intéresse également à l’astronomie. Précepteur d’Alexandre et contemporain de la création de son empire, le créateur du Lycée d’Athènes (335 – 47) propose une démonstration du caractère sphérique de la terre. Il soutient une théorie géocentrique du cosmos en conformité avec Eudoxe et Platon. Il apporte la théorie selon laquelle il est possible de distinguer deux types de lois physiques dans le cosmos : celles observées dans une partie supralunaire et celles observées sur terre dans un monde sublunaire.

Contemporain de Platon et Socrate, Calippe de Cyzique (v. 370 – 300 av. J.-C.) est le premier à mettre en évidence l’inégale durée des saisons marquées par les solstices et équinoxes. Il mesure 94 jours pour le printemps, 92 jours pour l’été, 89 jours pour l’automne et 90 jours pour l’hiver, valeurs fort proches du réel. Il attribue ces inégalités à des variations de la vitesse de rotation du soleil autour de la terre.

Postérieur à Héraclide, Aratos de Soles (315 – 240) reprend son modèle géo-héliocentrique et se distingue en cela d’Eudoxe, de Platon, d’Aristote et de Calippe.

Modèle géo-héliocentrique proposé par Héraclide et Aratos, bibliothèque de Boulogne-sur-Mer. Aphrodite / Vénus et Hermès / Mercure tournent autour du soleil : Lien

Certains auteurs se trouvent à la jonction de plusieurs cultures astronomiques et astrologiques. C’est particulièrement le cas de Bérose le chaldéen (actif v. 290) qui acquiert un grand renom à Athènes pour son histoire de Babylone et sa théorie de la Grande Année du cosmos, selon laquelle le temps revêt une structure cyclique. Il est considéré comme l’un des fondateur de l’astrologie grecque en complément de pseudo-auteurs égyptiens comme Hermès Trismégiste.

Revenons à l’astronomie et à la géométrie qui évoluent en parallèle. Aristarque de Samos (v. 310 – v. 230 av. J.-C.) s’intéresse au triplet terre – lune – soleil pour en évaluer les orbites et les tailles respectives. Ses observations et calculs d’angles conduisent à la possibilité de l’héliocentrisme, bien que ses estimations numériques soient grandement erronées. Aristarque ne dispose d’aucune table de corde rendant possible le calcul des distances.

Distance terre-lune et terre-soleil calculée par Aristarque à l’aide de mesures d’angles : Lien

Directeur de la bibliothèque d’Alexandrie, Ératosthène de Cyrène (v. 276 – v. 194 av. J.-C.) évalue la circonférence terrestre en se servant de l’ombre portée par le soleil en deux latitudes distinctes. Il publie également une carte plus précise et étendue que celle d’Anaximandre, propose un catalogue de 675 étoiles, calcule l’écliptique, est crédité par les romains de l’invention de la sphère armillaire. Géographie, astronomie et climatologie vont de pair à cette époque. Il publie Les Catastérismes, seul ouvrage qui nous soit parvenu de manière non fragmentaire. Son récit inclut des descriptions mythologiques et astronomiques. Un catalogue d’étoiles avec leur position relative autrement dit une carte céleste mesurée se trouve énoncée et dessinée.

Alors que la latitude est aisément déterminée par mesure de la hauteur de l’étoile polaire au dessus de l’horizon, la longitude qui se réfère à un méridien arbitraire ne peut être connue directement. Sa valeur se déduit de la différence entre l’heure locale et l’heure du méridien origine. Il est aussi possible de comparer la date et l’heure d’un phénomène astronomique particulier en deux lieux distants.

Construction d’une carte d’après Ératosthène, avec estimation et calcul des latitudes et longitudes en stades : Lien

Hipparque de Nicée (v. 190 – v. 120 av. J.-C.) écrit son fameux Des grandeurs et des distances du Soleil et de la Lune. Il évalue postérieurement à Aristarque les distances terre-lune et terre-soleil exprimées en nombre de diamètre de la sphère terrestre. L’invention de l’astrolabe lui est attribuée. L’instrument décliné en plusieurs modèles sert à l’observation et au relevé de la position des étoiles, au calcul de la latitude. Hipparque met également en évidence la précession axiale (précession des équinoxes) dans son livre sur le changement des solstices et équinoxes printanières. Ce phénomène astronomique désigne le lent et faible changement sur une période de 26000 ans de l’axe de rotation de la terre et donc du pôle nord géographique. Les conséquences concernent le positionnement du zodiaque le long de l’écliptique. L’astronome et mathématicien est considéré comme le premier à avoir disposé de tables de cordes. Il se sert d’une dioptre pour mesurer les angles et introduit la théorie des épicycle pour expliquer les mouvements rétrogrades des planètes.

Posidonios d’Apamée (135-51) né en actuelle Syrie fonde l’école à Rhodes dans le contexte d’une domination romaine. La géométrie, l’astronomie et la physique sont quelques unes de ses disciplines favorites. Une infime partie de son œuvre connue par les citations de Strabon ou de Diogène Laërce, a traversé les millénaires. Posidonios s’occupe postérieurement à Ératosthène de calculer géométriquement la circonférence de la Terre. Il prend comme référence l’étoile Canopus dont l’angle tangent à l’horizon à Rhodes est mesuré également dans le ciel d’Alexandrie. Ses calculs le conduisent à une circonférence de 39 000 km, proche des 40 000 km actuellement connus. Il est considéré comme l’un des constructeur possible du mécanisme d’Anticythère.

1.3 Des instruments, des observatoires et monuments publics

Les distances parcourues se mesurent en stades en Grèce antique. L’unité varie de 150 à 300 m selon les peuples et époques si bien que les équivalences en kilomètres doivent être considérées avec précaution. Le point zéro d’Athènes se trouve localisé au pied de l’acropole dans le Sanctuaire des Douze Dieux, construit vers 522 avant notre ère. 12 dieux, 12 signes du zodiaque, 12 mois dans l’année, 12 heures le jour et 12 heures la nuit (de durée variable selon les saisons).

Méton d’Athènes base les calculs de son cycle métonique vers 432 sur des mesures faites à l’observatoire d’Athènes localisé derrière le podium de la tribune des orateurs au Pnyx et dont quelques pierres restent visibles.

A coté des instruments de mesure apparaissent des maquettes du système solaire qui tentent de faire comprendre et servent à l’enseignement de la mécanique et du mouvement relatifs des étoiles et planètes. La sphéropée peut être considérée comme la science de la construction des planétaires, modèles réduits du mouvement des astres. Autolycos de Pitane (360 – 290 av. J.-C.) se lance dans la construction de tels mécanismes. Les phénomènes étudiés par les Anciens incluent les variations diurnes et saisonnières du positionnement des astres, les éclipses de lune et de terre, les levers héliaques et la précession des équinoxes, la mesure des latitudes et longitudes, l’observation des comètes, novae et météorites, l’explication de nombreux phénomènes météorologiques.

Le sicilien Archimède (287 – 212 av. J.-C.) dans son ouvrage Sphéropée s’intéresse particulièrement aux modèles physiques du mouvement des astres et est considéré comme un auteur possible de la mécanique d’Anticythère. Les mécanismes construits à cette époque prennent d’une part la forme de sphères se mouvant dans des bassins, d’autre part de sphères armillaires et de globes célestes.

Les constellations et planètes tournent autour d’un point fixe et des lignes classiques y sont figurées : tropiques, écliptique (plan du système solaire), de même que les constellations du zodiaque visibles dans le prolongement. Des alidades rendent plus précise la mesure des angles que font les étoiles entre elles. L’armille devient avec Ératosthène (276 – 194) et Hipparque (190-120) sphère armillaire, alors que l’astrolabe de l’alexandrin Apollonios (295-215) en offre une version plane plus aisément portative (mais spécifique de la latitude).

Autel des douze dieux avec signes du zodiaque gravés sur le pourtour, musée du Louvre, possiblement copie romaine du IIème siècle de l’autel d’Athènes ? : Lien
Sphère céleste gravée des symboles grecs des constellations de l’hémisphère Nord, dit « Globe Kugel », vers le IIe ou IIIe siècles avant J.-C., région du lac de Van. La ligne transversale matérialise l’écliptique sur laquelle roule le char du soleil : Lien
L’Atlas Farnèse – le Verseau, les Poissons, le Bélier et le Taureau dans le zodiaque représenté comme une bande avec en son centre l’écliptique, au-dessus : les constellations de Persée et d’Andromède, au-dessous : la constellation de l’Éridan. Copie romaine d’une sculpture hellénistique : Lien
Sphère armillaire de Solonte (Sicile), mosaïque, v. 200 av. J.-C. : Lien
Cadran solaire en portion d’hémisphère (scaphé), deux pieds de lion sculptés, Aï Khanoum (Afghanistan), gymnase, IIIe – IIe siècles av. J.-C., 12 gravures verticales pour les heures, 7 horizontales pour indiquer les saisons : Lien
Parapegme de Milet pour affichage du calendrier, des prévisions astronomiques et météorologiques, vers 100 av. J.-C. : Lien

Des constructions publiques servent la diffusion de l’heure solaire l’été. Des clepsydres fournissent également l’heure en différents lieux publiques. Un réservoir d’eau positionné en hauteur entraîne un mécanisme qui fournit une indication horaire. Construit à Athènes vers 50 avant notre ère, la tour des vents est un monument dédié à la mesure et à l’indication du temps et de la météorologie. Elle combine huit cadrans solaires, une clepsydre et une girouette. La force hydraulique d’un réservoir motorise un mécanisme d’engrenages métalliques maintenant disparu qui doit tenir compte de la durés variable des heures variable en fonction des saisons. Les Anciens pensent que les mouvements des étoiles du zodiaque sont la cause des changements de saisons. Phases de la lune et apparition ou disparition des planètes, conjonctions de planètes et signes du zodiac à la naissance influent aussi bien le cours des évènements météorologiques que le destin des hommes. L’astrologie grecque se développe dans le sillage de l’astronomie égyptienne et mésopotamienne.

Les calendriers grecs de l’époque hellénistique s’avèrent multiples et coexistants. Sparte, Athènes, Thèbes, la Macédoine disposent de leurs propres calendriers. On désigne l’année par le nom d’un magistrat ou d’un prêtre de la cité : à Athènes l’archonte, à Sparte les rois ou les éphores, à Argos la prêtresse d’Héra. On avait dressé la liste des vainqueurs aux jeux d’Olympie à partir de 776 av. JC et ce fut la possibilité d’une chronologie commune. Les calendriers grecs sont dits luni-solaires et se basent sur l’observation de la lune, des solstices et équinoxes. Chaque mois comporte en alternance 29 ou 30 jours et un mois supplémentaire doit être calculé et introduit pour que les mois lunaires restent en correspondance avec l’année solaire. Chaque mois contient trois décades. L’année compte quatre saisons de trois mois. Les cités nomment différemment les 12 mois de l’année lunaire complétés de jours additionnels pour faire coïncider le calendrier des fêtes, foires et jeux, calendrier politique avec l’année tropique.

  • Le système du monde; histoire des doctrines cosmologiques de Platon à Copernic, P. Duhem, 1913 : Lien
  • Le nom des planètes et l’astrolâtrie chez les Grecs, F. Cumont, 1935, L’Antiquité Classique : Lien
  • La sphéropée, ou la mécanique au service de la découverte du monde, G. Aujac, 1970 : Lien
  • Sphérique et sphéropée en Grèce ancienne, G. Aujac, 1976 : Lien
  • Autolycos de Pitane, La sphère en mouvement, Levers et couchers héliaques. G. Aujac, 1982 : Lien
  • Origins of the ancient constellations : II The Mediterranean Traditions, Rogers J. H., 1998, J. Br. Astron. Assoc., 108, 2 : Lien
  • De la source à l’objet : le planétaire d’Archimède, F. Garambois-Vasquez, 2010 : Lien
  • Les Catastérismes d’Ératosthène. Choix mythographiques et production du savoir; J. Pàmias, Revue des Études Grecques, 2014 : Lien
  • Early Greek and Roman Celestial Globes, Gary D. Thompson, 2018 : Lien
  • Machine d’Anticythère : Lien; Liste des géographes gréco-romains : Lien; Astronomie grecque : Lien; L’astronomie dans la Grèce antique : Lien; Armille (astronomie) : Lien; Sphère armillaire : Lien; Astrolabe planisphérique : Lien

1.4 Les géographes avant Ptolémée

À la recherche de routes alternatives pour l’approvisionnement en étain et en ambre, Pytheas de Marseille (v 380 – 310 av. J.-C.) navigue vers 325 en direction des mers du Nord de l’Europe. Il décrit de manière géographique et ethnologique la Grande-Bretagne, effectue des mesures de latitude à l’aide d’un gnomon. L’angle de l’étoile polaire avec l’horizon fournit une indication directe de la latitude atteinte. Des aurores boréales sont observées lors de son voyage en mer du Nord.

Au moyen-orient, les perses Achéménides dont l’empire s’étendait du nord de la Grèce à l’Égypte et aux frontières de l’Inde sont défaits par Alexandre le Grand (356 – 323 av. J.-C.). Un ensemble d’échanges culturels, notamment dans les domaines de la mesure des angles, de l’astronomie, de la mesure du temps, de l’astrologie se développent depuis la Grande Grèce (Sicile) jusqu’aux contreforts de l’Himalaya en passant par la ville nouvelle d’Alexandrie. Les tablettes perses sont traduites.

Premier des grands ouvrages du genre, La Géographie du gréco-romain Strabon (20 av. J.-C. – 23 apr. J.-C) en 17 livres constitue après celui d’Hérodote un ouvrage majeur parvenu jusqu’à nous. L’écoumène se fait progressivement plus vaste et précis : Lien

La carte de Strabon précise celle d’Ératosthène, illustration de 1903 : Lien

Marinos de Tyr (v. 70 – v. 130) écrit un traité perdu qui indique la latitude et la longitude de multiples lieux. Le méridien premier est fixé aux environs des Canaries; le parallèle de l’île de Rhode, haut lieu de l’astronomie de l’époque sert de référence pour le calcul de la latitude.

Avec ses ouvrages multiples Ptolémée (v. 100 – v. 168) rassemble un vaste ensemble de connaissances astronomiques, géographiques et mathématiques en provenance de Grèce, de Babylone et d’Égypte. Son Γεωγραφικὴ Ὑφήγησις (Geographike Hyphegesis), latinisé en Geographia ou Cosmographia référence les coordonnées d’environ 8000 lieux. Deux types de projections géographiques sont proposés. Ptolémée reprend finalement dans son traité Harmoniques des idées développées précédemment par les pythagoriciens. Cette portion de texte mainte fois discutée devient ultérieurement connue sous le nom d’Harmonie des sphères et va inspirer Kepler pour son Harmonices Mundi publié en 1619. Son astronomie Μαθηματική σύνταξις – (Composition mathématique ou Almageste) va cependant faire date. L’astrologie avec Tetrabiblos complète ces écrits.

  • Composition mathématique, Ptolémée : Lien
  • Traité de géographie, Ptolémée : Lien
  • Quadripartitum, Ptolémée : Lien
Édition de Bologne (1477) de la géographie de Ptolémée, France et Belgique, Tabula Quarta, Digital Bodleian, Oxford. En bleu les chaînes de montagnes, toponymie traduite en latin. (recopié par Sebastian Münster pour sa Tabula Europae III de 1542) : Lien 1, (Lien 2)

Comment les grands Anciens sont ils passés de la géométrie dictée par la ligne droite de l’ombre portée par le gnomon, à l’arithmétique inscrite dans le nombre de dents (224) de la roue principale du mécanisme d’Anticythère. Comment sommes nous passés d’une heure variable selon les saisons – déterminée par la hauteur du soleil – à une heure fixe, donnée par la mécanique stellaire des aiguilles d’un réveil-matin. Enfin « fixe », est-ce vraiment le cas ? Le temps n’est il pas relatif à la longitude ? Il convient d’éclaircir cela et l’appel de la mer se fait alors irrésistible. Il s’agit d’embarquer, de longer les Cyclades et la Crète en direction du Sud, à la découverte de l’Alexandrie d’Euclide, d’Appolonios et de Ménélaos, des cieux mystérieux de l’Égypte antique. À suivre…

Panorama des Cyclades
Mars et Saturne entre février (en haut à droite) et septembre 2016 (en bas à gauche) observés conjointement en mouvement rétrograde par rapport aux constellations. On note la luminosité élevée lorsque la planète rouge est au plus proche de la Terre. En arrière plan Ophiuchus, le Scorpion, la Balance (Libra). Par Tunç Tenzel : Lien

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