Le Parthénon, Athènes (Grèce), Ve siècle av. J.-C.

Expliquer et représenter le monde : les acquis de la Grèce antique


Expliquer et représenter le monde dans la Grèce antique
Dès la période archaïque (du VIIIe au VIe siècle avant J.-C.), la Grèce antique est le foyer d'une pensée scientifique novatrice, qui tente d'expliquer le monde et ses phénomènes de manière rationnelle. Ces avancées décisives, notamment dans l'astronomie et la cartographie, nourriront les savants durant des siècles.

Expliquer le monde

C'est à partir des mythes anciens et sur la base des observations astronomiques mésopotamiennes que la science prend son essor chez les Grecs, au VIe siècle avant J.-C. Les premiers savants se nomment Thalès (625-547 avant J.-C.), Anaximandre (610-546 avant J.-C.), Pythagore (580-495 env. avant J.-C.) et Parménide (544-450 avant J.-C.). Qualifiés de "présocratiques" car leur pensée précède celle du philosophe Socrate, ils posent les bases d'une science et d'une philosophie du monde qui seront reprises notamment par Platon et Aristote, leurs lointains successeurs deux à trois siècles plus tard.
Ces savants cherchent à expliquer le monde et la nature. Thalès fonde le monde sur le principe de l'eau, pour Anaximène il relève du principe de l'air, pour Héraclite d'Éphèse du feu, et pour Anaxagore, de l'esprit. Pour eux, le monde repose sur les idées d'ordre et d'harmonie : c'est un cosmos dont tous les éléments doivent obéir à des lois physiques et mathématiques. C'est pourquoi la science des Grecs s'efforce de rendre compte le plus rationnellement possible des phénomènes observés dans le ciel, en élaborant des modèles explicatifs qui permettent d'en prévoir le retour. Hérodote dit que Thalès aurait ainsi annoncé l'éclipse de soleil de 585 avant J. -C.

Le système de Ptolémée

Un cosmos sphérique

L'idée que le cosmos puisse être en forme de sphère marque un progrès important. On conçoit un ciel sphérique, constitué de sept sphères planétaires emboîtées comme des poupées russes (Lune, Vénus, Mercure, Soleil, Mars, Jupiter, Saturne, selon les "planètes" alors connues) et enfermées dans la sphère du firmament.
Au centre de cet univers rond, la terre est immobile, en équilibre ; elle ne peut tomber ni dans un sens ni dans l'autre. Sinon, explique Ptolémée, elle sortirait du ciel, les oiseaux en vol se perdraient et la pierre lancée verticalement en l'air ne retomberait pas à son point de départ !

Aristote

Une Terre ronde au centre

Les premiers arguments selon lesquels la Terre est ronde sont avancés très tôt, même si d'autres théories imaginent un disque flottant sur la mer, un œuf, une poire ou une pomme de pin. Anaximandre ayant observé la courbure de la surface de la Terre, lui donne la forme ventrue et régulière d'un cylindre avec deux faces planes.
Vers 650 avant J.-C., Thalès de Millet conçoit la rotondité de la Terre. Car si la voûte céleste est une sphère, la Terre, au centre de la sphère cosmique, ne peut que l'être également. D'autant que la sphère est considérée par les Grecs comme la forme parfaite par excellence, la seule qui n'ait ni commencement ni fin.
L'observation vient confirmer cette hypothèse : l'horizon est arrondi sur la mer et semble s'éloigner au fur et à mesure que l'on s'en approche ; les mâts des navires arrivant de loin sont de plus en plus visibles… Des soldats ou des voyageurs observent les différences de hauteur des mêmes étoiles en fonction de la latitude. Plus tard, Aristote mentionne aussi la forme de l'ombre de la Terre projetée sur la Lune lors des éclipses.
Les philosophes, mathématiciens et astronomes sont aussi imprégnés des nouvelles conceptions politiques nées dans les cités grecques de l'époque classique (Ve-IVe siècles avant J.-C.). Dans la cité grecque, le foyer est le cœur de la maison, l'agora le centre de décision : les citoyens sont liés entre eux par des relations de symétrie et d'égalité, de même que la Terre est le foyer fixe au centre de l'univers. La forme de la société se retrouve dans la vision de l'univers.
 

L'invention de la cartographie

Dès l'Antiquité, les hommes cherchent à représenter leur territoire et à mémoriser des itinéraires. Les Grecs vont élaborer un système de représentation du monde et jeter les bases de la cartographie.
Les premières cartes plates du monde habité, d'abord rondes, deviennent progressivement oblongues. Elles sont dressées par des savants à la fois astronomes et géographes comme Eudoxe (406-355 avant J.-C.) et Ératosthène (276-194 avant J.-C.). Directeur de la bibliothèque d'Alexandrie au IIIe siècle avant J.-C., Ératosthène est très bien informé par les récits de voyages qu'il rassemble et par ses relations avec les savants. Il est l'un des fondateurs de la géographie puisqu'il associe l'écriture, c'est-à-dire l'inventaire des noms de lieux, et le dessin de la forme des terres émergées. À partir de points définis astronomiquement, il construit une carte schématique, deux fois plus longue que large, avec deux axes se coupant perpendiculairement à Rhodes. Comme Pythagore et Parménide avant lui, il définit cinq zones dont celle sous l'équateur, torride et supposée inhabitable autant qu'infranchissable et, de part et d'autre, deux zones tempérées et glaciales. Le monde habité semble limité à une partie de l'hémisphère nord, ce qui n'exclut pas la possibilité de terres émergées dans l'hémisphère sud.
Au IIe siècle avant J.-C., l'astronome Hipparque perfectionne le principe des cinq zones par un quadrillage de parallèles et de méridiens, très pratique pour localiser les lieux et pour mieux évaluer les distances.

Le système d'Aristote

Une mesure géniale : le calcul de la circonférence de la Terre

Ératosthène calcule la circonférence de la Terre à partir de la distance de 5000 stades séparant Assouan d'Alexandrie et de l'observation du soleil le 21 juin à midi. Cela permet d'estimer à 252 000 stades la circonférence terrestre (soit, suivant la valeur incertaine du stade, entre 39 600 et 45 000 de nos kilomètres).
Du IIIe siècle avant J.-C. jusqu'au XIXe siècle, le procédé reste le même : d'abord mesurer la distance entre deux points éloignés sur un méridien, en comptant le nombre de tours de roue d'un char ou le nombre de pas, puis évaluer la latitude de chaque point. Les angles étant plus faciles à évaluer que les distances, le résultat d'Ératosthène, si proche de l'exactitude, reste néanmoins le fruit heureux d'erreurs qui se compensent !

Claude Ptolémée, astronome et géographe

Ptolémée, un aboutissement

Claude Ptolémée (90-168 après J.-C.) couronne la science géographique et astronomique de l'Antiquité. Il propose un bon système de projection plane de la surface terrestre sphérique, la projection conique arrondie. Grâce à ses copies médiévales, la "carte de Ptolémée" est la seule carte antique importante qui nous soit réellement bien connue.
Ptolémée établit une liste de coordonnées en "longueur" (longitude) et en "largeur" (latitude) pour de nombreuses localités dont il liste plusieurs milliers de toponymes. Le monde de Ptolémée est divisé en "sept climats", c'est-à-dire en sept zones thermiques (ou "climatiques") parallèles.
À la fin de l'Antiquité, lors des bouleversements issus de la chute de l'Empire romain, les livres et les cartes tombent dans l'oubli.
À partir du IXe siècle, les savants arabes et persans, installés au centre du monde par l'expansion de l'Islam, traduisent les ouvrages grecs et sauvegardent la science de Ptolémée. Malgré ses défauts et ses erreurs, son œuvre forme un savoir de référence qui fera autorité jusqu'au XVIe siècle.