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Claude Ptolémée

Système de Ptolémée
Système de Ptolémée

Savant grec (Ptolémaïs de Thébaïde vers 100-Canope vers 170).

Il fut le dernier représentant de la science grecque antique. Son nom reste associé à la conception ancienne du cosmos, selon laquelle la Terre trônait, immobile, au centre de l'Univers mais, en-dehors de l'astronomie, il s'illustra dans des domaines aussi variés que la trigonométrie, l'optique, l'acoustique, la géographie et aussi l'astrologie.

La figure emblématique du géocentrisme

On sait peu de chose de la vie de Claude Ptolémée, sinon qu'il effectua des observations astronomiques à Alexandrie, où il semble s'être fixé, entre les années 127 et 141. Héritier de toute la tradition scientifique et philosophique grecque, il reprend, poursuit et complète les travaux de ses prédécesseurs. Son œuvre majeure, et sans doute la plus précoce, est sa Syntaxe mathématique, en treize livres, qui nous est parvenue dans sa traduction arabe, l'Almageste. Elle renferme tout à la fois l'exposé des connaissances astronomiques et la description des instruments d'observation du ciel des Grecs ainsi qu'un traité complet de trigonométrie plane et sphérique. Ptolémée s'appuie notamment sur les travaux d'Hipparque. On y trouve présenté le célèbre système géocentrique du monde qui fit autorité jusqu'à la Renaissance : au centre de l'Univers trône la Terre, immobile ; autour d'elle se déploient les sphères successives sur lesquelles se meuvent la Lune, le Soleil et les planètes ; la huitième sphère, très lointaine, à laquelle sont accrochées les étoiles, marque la limite de l'Univers.

Chaque planète parcourt d'un mouvement uniforme, dans le sens direct, un petit cercle, l'épicycle, dont le centre décrit lui-même un cercle beaucoup plus grand, le déférent, ayant pour centre un point appelé équant, situé à l'opposé du centre de la Terre par rapport au centre du déférent. Aboutissement des efforts de toute une lignée d'astronomes, ce système ne prétend pas décrire la réalité mais constitue seulement une représentation cinématique conforme aux observations de l'époque et aux principes de la physique d'Aristote. L'Almageste renferme aussi un catalogue d'étoiles et une liste de 48 constellations, couvrant tout le ciel accessible dans le monde gréco-romain.

L'Almageste marque l'apogée du développement de la trigonométrie grecque et de ses applications à l'astronomie. On n'y trouve cependant aucun exposé global de trigonométrie, les théorèmes y étant démontrés au fur et à mesure que la résolution de problèmes particuliers d'astronomie l'exige. Ptolémée y établit par exemple une table donnant les longueurs des cordes qui sous-tendent les arcs d'un cercle, ce qui équivaut à dresser une table des sinus. Il donne également une excellente approximation du nombre π.

Le compilateur du savoir grec antique

Les autres ouvrages de Ptolémée composent une véritable encyclopédie du savoir de l'Antiquité dans des domaines aussi variés que l'optique, l'acoustique, la géographie, la chronologie historique et même l'astrologie. Sa Géographie est une vaste compilation des connaissances géographiques à l'époque de l'Empire romain. Il y expose aussi de nouvelles méthodes de projection cartographique et, en s'appuyant notamment sur l'œuvre de Marin de Tyr, fournit les coordonnées (latitude et longitude) d'environ 8 000 lieux ainsi qu'une carte du monde. Ses Harmoniques constituent un traité d'acoustique où, à partir de données pythagoriciennes sur les sons, il expose des idées originales comme celle de l'échelle fixe thétique, opposée à l'échelle mobile dynamique, qui régit 7 tons du système grec ; cet ouvrage se rattache par ailleurs à l'astronomie par le concept de l'harmonie des sphères célestes (comme les pythagoriciens, Ptolémée voit dans le mouvement des planètes une harmonie musicale). Son Optique expose l'état des connaissances sur les miroirs, le phénomène de réflexion et celui de la vision, mais renferme aussi un apport original concernant la réfraction.

L'astrologue

Tout en différenciant nettement l'astronomie de l'astrologie, Ptolémée s'est intéressé à l'une et à l'autre. Ainsi son œuvre comporte-t-elle à la fois la synthèse la plus achevée des connaissances astronomiques de l'Antiquité grecque, l'Almageste, et un traité d'astrologie judiciaire en quatre livres, le Tetrabiblos, considéré encore aujourd'hui comme une référence. Dans cet ouvrage fondateur de l'astrologie moderne, Ptolémée s'efforce d'aborder l'astrologie avec un esprit scientifique. Il expose les traditions sur lesquelles se fondent les prévisions astrologiques, mais souligne cependant l'importance du libre-arbitre : « Les astres inclinent, mais ils n'obligent pas. »