Ptolémée : encyclopédie mathématiques
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Ptolémée d'aprÚs une gravure allemande du XVIe siÚcle.
| Naissance | Vers 90 Haute-Ăgypte, province romaine dâĂgypte (actuelle Ăgypte) |
|---|---|
| DĂ©cĂšs | 168 Canope, province romaine dâĂgypte (actuelle Ăgypte) |
| Domicile | Province romaine dâĂgypte (actuelle Ăgypte) |
| Nationalité | Probablement Romaine |
| Renommé pour | Almageste, Tetrabiblos |
Claude PtolĂ©mĂ©e (en grec ancien ÎλαÏÎŽÎčÎżÏ Î ÏÎżÎ»Î”ÎŒÎ±áżÎżÏ, en latin Claudius Ptolemaeus), communĂ©ment appelĂ© PtolĂ©mĂ©e (PtolĂ©maĂŻs de ThĂ©baĂŻde (Haute-Ăgypte) vers 90 - Canope vers 168) est un astronome et astrologue grec qui vĂ©cut Ă Alexandrie (Ăgypte). Il est Ă©galement lâun des prĂ©curseurs de la gĂ©ographie. Sa vie est mal connue. Son cognomen Ptolemaeus semble indiquer des origines grĂ©co-Ă©gyptiennes, et son nomen Claudius une citoyennetĂ© romaine. Son prĂŠnomen est inconnu.
PtolĂ©mĂ©e fut lâauteur de plusieurs traitĂ©s scientifiques, dont deux ont exercĂ© par la suite une trĂšs grande influence sur les sciences occidentales et orientales. Lâun est le traitĂ© dâastronomie, qui est aujourdâhui connu sous le nom dâAlmageste (arabisation de ጩ ÎΔγΏλη ÎŁÏΜÏαΟÎčÏ, La Grande Composition puis áż ÎŒÎ”ÎłÎŻÏÏη, La TrĂšs Grande, al-Mijisti, mais dont le titre original en grec Ă©tait ÎαΞηΌαÏÎčÎșÎź ÏÏΜÏαΟÎčÏ, Composition mathĂ©matique). Lâautre est la GĂ©ographie, qui est une discussion approfondie sur les connaissances gĂ©ographiques du monde grĂ©co-romain.
LâĆuvre de PtolĂ©mĂ©e est un sommet et lâaboutissement Ă son Ă©poque dâune longue Ă©volution de la science antique fondĂ©e sur l'observation des astres, les nombres, le calcul et la mesure. Avec lâĆuvre dâAristote, câest essentiellement Ă travers elle, transmise Ă la fois par les Arabes et les Byzantins, que lâOccident redĂ©couvrira la science grecque au Moyen Ăge[N 1] et Ă la Renaissance[1], laissant leurs prĂ©dĂ©cesseurs dans lâobscuritĂ©[2]. Pourtant PtolĂ©mĂ©e ne manque pas de faire abondamment rĂ©fĂ©rence Ă ceux-ci[N 2] dans ses Ă©crits.
Sommaire |
LâAlmageste est le seul ouvrage complet sur lâastronomie de lâAntiquitĂ© qui nous soit parvenu. Les astronomes babyloniens avaient mis au point des techniques de calcul pour la prĂ©vision de phĂ©nomĂšnes astronomiques. Surtout, ils avaient consignĂ© soigneusement, pendant des siĂšcles, de prĂ©cieuses observations (positions des astres, Ă©clipsesâŠ)[N 3] Les astronomes grecs, tels quâEudoxe de Cnide et surtout Hipparque, avaient intĂ©grĂ© ces observations et les leurs dans des modĂšles gĂ©omĂ©triques (thĂ©orie des Ă©picycles) pour calculer les mouvements de certains corps cĂ©lestes. Dans son traitĂ©, PtolĂ©mĂ©e reprend ces diffĂ©rents modĂšles astronomiques et les perfectionne[3], notamment en ajoutant la notion dâĂ©quant[4]. Ses observations, jointes aux donnĂ©es antĂ©rieures dont il disposait, offrent un recul permettant une mesure fort prĂ©cise des mouvements astronomiques, puisque l'ensemble couvre une pĂ©riode de prĂšs de neuf siĂšcles. Ses « tables » de donnĂ©es, indispensables pour dĂ©terminer la position des astres, ont en effet comme point de dĂ©part le premier jour du calendrier Ă©gyptien de la premiĂšre annĂ©e du rĂšgne de Nabonassar, câest-Ă -dire le 26 fĂ©vrier 747 av. J. C[5]. PtolĂ©mĂ©e consacre donc le modĂšle gĂ©ocentrique dâHipparque, qui lui fut souvent attribuĂ©[N 4] et qui fut acceptĂ© pendant plus de mille trois cents ans, quoique de maniĂšre discontinue. En Europe occidentale, en effet, il sombra dans lâoubli au dĂ©but du Moyen Ăge, avant dâĂȘtre redĂ©couvert Ă la fin de cette pĂ©riode. Cet hĂ©ritage fut cependant prĂ©servĂ© dans le monde arabe et, avec des hauts et des bas, dans lâEmpire romain dâOrient et plus spĂ©cifiquement Ă Byzance[6]. Sa mĂ©thode et son modĂšle de calcul ont dâailleurs Ă©tĂ© adoptĂ©s avec quelques modifications dans le monde arabophone et en Inde car ils Ă©taient dâune prĂ©cision suffisante pour satisfaire les besoins des astronomes, des astrologues, des dĂ©tenteurs de calendriers et des navigateurs.
PtolĂ©mĂ©e rĂ©alisa aussi une sorte de manuel essentiellement pratique, appelĂ© « Les tables faciles » ou parfois « Les tables manuelles » (Î ÏÏÏΔÎčÏÎżÎč ÎșαΜÏΜΔÏ), dĂ©rivĂ© de lâAlmageste[N 5] et destinĂ© Ă rĂ©aliser des calculs de position des astres et dâĂ©clipses.
Contrairement Ă une idĂ©e reçue, PtolĂ©mĂ©e ne reprit pas Ă son compte lâidĂ©e dâAristote selon laquelle les astres Ă©taient placĂ©s sur des sphĂšres de cristal[7]. Il dit mĂȘme expressĂ©ment que « les astres nagent dans un fluide parfait qui nâoppose aucune rĂ©sistance Ă leurs mouvements[8]". On ignore si cette vision, proche de la notion de vide, Ă©tait dĂ©jĂ prĂ©sente chez Hipparque ou si elle doit ĂȘtre mise au crĂ©dit de PtolĂ©mĂ©e. Pour celui-ci, dĂ©fĂ©rents et Ă©picycles sont donc immatĂ©riels. Nicolas Halma considĂšre en outre que son choix du systĂšme des Ă©picycles plutĂŽt que de celui des excentriques rĂ©sulte davantage dâune volontĂ© de rendre les calculs plus commodes, que dâune foi dans la rĂ©alitĂ© matĂ©rielle du systĂšme[N 6].
Durant les treize siĂšcles qui suivirent, lâastronomie ne progressa plus guĂšre. LâAlmageste et les tables faciles ne reçurent que des corrections mineures, bien quâelles aient fait lâobjet, Ă la fin de lâAntiquitĂ©, de nombreuses publications de la part des « commentateurs"[9], dont le plus connu est ThĂ©on dâAlexandrie. Ce furent donc les tables et les textes de PtolĂ©mĂ©e qui furent utilisĂ©s directement ou indirectement comme rĂ©fĂ©rences[10] jusquâĂ ce que les progrĂšs des instruments dâobservation et la thĂ©orie Ă©laborĂ©e par Nicolas Copernic et perfectionnĂ©e par Johannes Kepler nâentraĂźnent son abandon. Mais ce fut Ă grand peine : le systĂšme hĂ©liocentrique de Copernic (1543), appuyĂ© par GalilĂ©e (1630) fut rejetĂ© par lâĂglise catholique et GalilĂ©e se vit contraint de renier officiellement ses thĂ©ories en 1633. Le modĂšle de PtolĂ©mĂ©e ne fut dĂ©finitivement abandonnĂ© par l'Ăglise que sous le pape BenoĂźt XIV vers 1750[N 7].
LâAlmageste contient Ă©galement un catalogue de 1 022 Ă©toiles et une liste de quarante-huit constellations. Bien que ne couvrant pas toute la sphĂšre cĂ©leste, ce systĂšme fut la rĂ©fĂ©rence pendant de nombreux siĂšcles. PtolĂ©mĂ©e a aussi dĂ©crit lâastrolabe, inventĂ© probablement par Hipparque.
Sa GĂ©ographie est une autre Ćuvre majeure. Il sâagit dâune compilation des connaissances de la gĂ©ographie du monde Ă lâĂ©poque de lâempire romain sous le rĂšgne dâHadrien (125). PtolĂ©mĂ©e sâest essentiellement appuyĂ© sur les travaux dâun autre gĂ©ographe, Marinus de Tyr[N 8], et sur les index gĂ©ographiques des empires romain et perse, mais la plupart de ses sources au-delĂ du pĂ©rimĂštre de lâempire Ă©taient dâorigines douteuses.
La premiĂšre partie de la GĂ©ographie est une discussion sur les donnĂ©es et les mĂ©thodes quâil a utilisĂ©es. Comme pour le modĂšle du systĂšme solaire dans lâAlmageste, PtolĂ©mĂ©e unifia dans un grand ensemble toutes les informations dont il disposait. Il attribua des coordonnĂ©es Ă tous les lieux et particularitĂ©s gĂ©ographiques quâil connaissait, dans une grille qui couvrait le globe. La latitude Ă©tait mesurĂ©e Ă partir de lâĂ©quateur, comme aujourdâhui, mais PtolĂ©mĂ©e prĂ©fĂ©rait lâexprimer selon la durĂ©e du jour le plus long plutĂŽt quâen degrĂ©s (la durĂ©e du solstice dâĂ©tĂ© passe de 12 h Ă 24 h au fur et Ă mesure quâon sâĂ©loigne de lâĂ©quateur vers le cercle polaire). Il fixa le mĂ©ridien de longitude 0 au point le plus Ă lâouest quâil connaissait, les Ăźles « Fortunata » (ou Ăźles des Bienheureux), qui correspondent sans doute aux Ăźles du Cap Vert, et non aux Canaries, comme on lâa souvent affirmĂ©.[rĂ©f. nĂ©cessaire]
PtolĂ©mĂ©e imaginait aussi et fournissait des mĂ©thodes pour dessiner des cartes, Ă la fois de tout le monde habitĂ© (Ă©coumĂšne) et des provinces romaines. Dans la deuxiĂšme partie de la GĂ©ographie, il fournissait les listes topographiques nĂ©cessaires, et des lĂ©gendes aux cartes. Son Ă©coumĂšne couvrait 180 degrĂ©s de longitude des "Ăźles des Bienheureux" (dans lâocĂ©an Atlantique) jusquâĂ la Chine, et environ 80 degrĂ©s de latitude de lâArctique aux Indes et loin en Afrique. PtolĂ©mĂ©e Ă©tait bien conscient que ses connaissances ne couvraient quâun quart du globe.
Malheureusement, les plus vieilles cartes des manuscrits de la Géographie de Ptolémée ne datent que de 1300 environ, aprÚs la redécouverte du texte par le Byzantin Maximus Planudes.
Des cartes fondĂ©es sur des critĂšres scientifiques ont Ă©tĂ© rĂ©alisĂ©es depuis lâĂ©poque d'ĂratosthĂšne, mais PtolĂ©mĂ©e amĂ©liora les techniques de projection cartographique. Une carte du monde dĂ©veloppĂ©e sur la base de sa GĂ©ographie fut exposĂ©e Ă Autun en France Ă la fin de lâĂ©poque romaine. Ă partir du XVe siĂšcle, les premiĂšres reproductions sur papier imprimĂ© firent leur apparition. Le premier exemplaire de la GĂ©ographie de PtolĂ©mĂ©e fut Ă©ditĂ© avec les cartes Ă Bologne en 1477, rapidement suivi par une Ă©dition romaine de 1478.
Cet ouvrage fut jusquâau XVIe siĂšcle le guide de tous les voyageurs qui, Ă chaque dĂ©couverte, croyaient reconnaĂźtre quelque contrĂ©e dĂ©jĂ indiquĂ©e par celui-ci. PtolĂ©mĂ©e estimait la circonfĂ©rence de la terre, Ă laquelle il donnait une forme sphĂ©rique, Ă 180 000 stades (environ 33 345 km). Pour la partie habitable, il assignait une longitude de 72 000 stades et une latitude de 40 000 stades[11].
Le traitĂ© de PtolĂ©mĂ©e sur lâastrologie, le Tetrabiblos (tetra signifie en grec « quatre » et biblos « livre »), Ă©tait lâouvrage astrologique le plus cĂ©lĂšbre de lâantiquitĂ© mais qui nâatteignait pas le statut de lâAlmageste. Il exerça une grande influence dans lâĂ©tude des corps cĂ©lestes dans la sphĂšre sublunaire. Ainsi, il fournissait des explications des effets astrologiques des planĂštes, en fonction de leurs effets chauffant, rafraĂźchissant, mouillant, et sĂ©chant. Celui-ci traite en particulier de lâastrologie horoscopique en quatre livres qui consiste en une interprĂ©tation thĂ©matique Ă lâaide de lâĂ©rection dâune carte basĂ©e sur un tableau dĂ©terminant lâemplacement des sept planĂštes (Soleil compris) connues de lâĂ©poque Ă un moment donnĂ©.
PtolĂ©mĂ©e estimait que lâastrologie est comme la mĂ©decine qui est hypothĂ©tique en raison de nombreux facteurs variables Ă prendre en compte. Ces facteurs Ă©taient pour lui principalement, la race, le pays et lâĂ©ducation qui devaient affecter une personne au mĂȘme titre que la position des planĂštes dans le ciel au moment de la naissance.
Ă la diffĂ©rence de Vettius Valens, il semble aujourdâhui que PtolĂ©mĂ©e, surtout connu pour son traitĂ© sur lâastronomie, Ă©tait un compilateur (un thĂ©oricien) en astrologie[12].
Il convient de remarquer qu'il n'y a, chez Ptolémée, aucune confusion entre astronomie et astrologie : tout ce qui concerne cette derniÚre discipline est contenu dans le Tetrabiblos, pas une ligne à ce sujet dans l'Almageste.
PtolĂ©mĂ©e a Ă©galement Ă©crit les Harmoniques, un traitĂ© de musicologie de rĂ©fĂ©rence sur la thĂ©orie et les principes mathĂ©matiques de la musique[13]. AprĂšs une critique des approches de ses prĂ©dĂ©cesseurs, PtolĂ©mĂ©e y plaide pour baser des intervalles musicaux sur des proportions mathĂ©matiques (contrairement aux partisans dâAristoxĂšne) soutenus par observation empirique (contrairement Ă lâapproche purement thĂ©orique de lâĂcole pythagoricienne). Il a prĂ©sentĂ© ses propres divisions du tĂ©tracorde et de lâoctave, quâil a dĂ©rivĂ©s avec lâaide dâun monocorde. LâintĂ©rĂȘt de PtolĂ©mĂ©e pour lâastronomie apparaĂźt Ă©galement dans une discussion sur la musique des sphĂšres.
Les Harmoniques contribua trÚs largement au développement de la théorie musicale au XVIe siÚcle.
Ptolémée a découvert un théorÚme qui porte son nom : dans un quadrilatÚre convexe inscrit dans un cercle, le produit des diagonales est égal à la somme des produits des cÎtés opposés[14].
Dans sa Composition mathĂ©matique (Almageste), PtolĂ©mĂ©e veut suivre la mĂ©thode rigoureuse de la gĂ©omĂ©trie et procĂ©der par la dĂ©monstration introduite par les mathĂ©maticiens de la GrĂšce antique, dont le reprĂ©sentant essentiel est Euclide. Sa trigonomĂ©trie se fonde sur celle d'Hipparque, mais il a Ă©galement connaissance de l'Ćuvre de MĂ©nĂ©laos, qui a dĂ©veloppĂ© la trigonomĂ©trie sphĂ©rique et qu'il cite dans l'Almageste[15].
Dans lâOptique, PtolĂ©mĂ©e traite des propriĂ©tĂ©s de la lumiĂšre, notamment de la rĂ©flexion, de la rĂ©fraction et de la couleur, ainsi que d'une thĂ©orie de la vision, fondĂ©e sur une combinaison des propriĂ©tĂ©s des objets observĂ©s, de la lumiĂšre et d'un "flux visuel" (visus dans le texte latin) issu des yeux. Ce travail est une partie importante de lâhistoire de lâoptique, mais il nous est parvenu par l'intermĂ©diaire d'une traduction latine rĂ©alisĂ©e par l'Ă©mir EugĂšne de Sicile vers 1150, elle-mĂȘme issue d'une traduction arabe assez imparfaite et incomplĂšte[16].
En cette matiĂšre comme dans les autres, PtolĂ©mĂ©e dispose d'apports antĂ©rieurs. Certains Ă©lĂ©ments d'optique sont prĂ©sents chez Euclide[N 9], ArchimĂšde et HĂ©ron d'Alexandrie, mais les sources prĂ©cises de PtolĂ©mĂ©e sont discutĂ©es[17]. La rĂ©daction de lâOptique est postĂ©rieure Ă l'Almageste, comme l'attestent en particulier certains progrĂšs rĂ©alisĂ©s par PtolĂ©mĂ©e dans l'intervalle. Ainsi, lâOptique expose le phĂ©nomĂšne de rĂ©fraction atmosphĂ©rique qui se produit lors de l'observation du soleil ou de la lune, phĂ©nomĂšne totalement ignorĂ© dans l'Almageste[18].
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