Le mécanisme d'Anthycitère témoigne des avancées de la science grecque et d'un savoir-faire technologique important au début de notre ère. © 2020 Tony Freeth
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Vieille de 2.000 ans, la machine d'Anticythère dévoile ses secrets aux scientifiques

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La chute de l'Empire romain a entraîné la perte d'une partie de la science et de la technologie grecque. Les dernières analyses faites avec des moyens modernes du fameux mécanisme d'Anticythère semblent confirmer qu'il s'agissait bien de l'ancêtre des calculateurs analogiques modernes et qu'il pouvait prédire les phases lunaires, les éclipses du Soleil et d'autres choses encore.

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Dans le deuxième épisode de la série Tours du Monde, Tours du Ciel, le regretté Michel Serres racontait quelques-unes des découvertes et percées conceptuelles révolutionnaires du mythique miracle grec dans le domaine des sciences et avec l'aide du tout aussi regretté Jean-Claude Pecker. Michel Serres expliquait que si des connaissances en arithmétique, géométrie et astronomie existaient bien avant le miracle grec, qui les avait héritées d'autres cultures, les Grecs les avaient métamorphosées de sorte que ni ailleurs ni avant eux, personne n'avait jamais conçu ni développé ces sciences à leur façon.

Tout semble avoir commencé avec Thalès et Pythagore mais l'école platonicienne va leur donner une impulsion décisive qui va conduire au seuil de l'astronomie scientifique et presque à celui de la technologie de la révolution industrielle. On peut s'en convaincre en étudiant les contributions à l'astronomie et aux mathématiques d'Eudoxe de Cnide (408 av. J.-C. - 355 av. J.-C.), d'Hipparque de Nicée (190 - 120 av. J.C.) et d'Apollonios de Perga pour ne citer qu'eux.

Un documentaire sur la machine d’Anticythère. © Antikythera - Anticythère - Αντικύθηρα - 安提凯希拉

Un calculateur astronomique avec plus de 1.000 ans d'avance

Nous savons qu'une partie de l'héritage scientifique grec ne nous est pas parvenu et on a des raisons de penser qu'il était plus considérable qu'on ne l'imaginait, en particulier lorsque l'on prend connaissance de la découverte du fameux mécanisme d'Anticythère, la pièce d'ingénierie la plus complexe à avoir survécu au monde antique, que certains considèrent comme un précurseur des calculateurs analogiques. Attention toutefois à ne pas le voir comme un ordinateur en raison d'une mauvaise traduction du terme anglais « computer » qui désigne aussi bien une simple machine à calculer mécanique, comme la pascaline, qu'une machine de Turing universellement programmable.

Comme Futura l'avait expliqué dans plusieurs articles dont les précédents ci-dessous, le mécanisme d'Anticythère a été exhumé des fonds marins autour de la petite île méditerranéenne d'Anticythère en 1901 après sa découverte par des plongeurs d'éponges grecs. Elle se trouvait dans l'épave, ou ce qu'il en restait, d'un navire romain victime d'un naufrage il y a environ 2.000 ans, alors qu'il revenait probablement du pillage de la ville de Pergame, une ancienne colonie grecque d'Asie Mineure, en Éolide, située au nord de Smyrne.

Un début de présentation du travail de l'UCL Antikythera Research Team. © euronews (en français)

Le mécanisme d'Anticythère fascine archéologues, astronomes et historiens des sciences depuis des décennies. Son étude a montré que l'on était en présence d'un système d'engrenage complexe se comportant comme une sorte d'horloge astronomique permettant apparemment de rendre compte des positions synodiques non seulement de la Lune mais aussi des cinq autres planètes connues avant la découverte par Herschell d'Uranus. Le calculateur semblait aussi en mesure de prédire les éclipses de Lune et de Soleil, c'est-à-dire qu'il reproduisait le cycle de Méton étudié par l'astronome grec éponyme et le cycle du Saros pour le Soleil qui est de 18 ans.

Même si cela était plus ou moins considéré comme acquis depuis un moment déjà, il ne faudrait pas croire pour autant que tous les secrets du mécanisme d'Anticythère avaient été percés, déjà parce que nous ne disposons que d'un tiers environ du mécanisme en bronze et qu'il est divisé en 82 fragments indiquant qu'il était une combinaison complexe d'au moins 30 engrenages.

Or, en 2005, les rayons X ont permis de faire des percées comparables à celles qu'ils ont révélées avec les papyrus de Pompéi. Les restes du mécanisme sont en effet soudés et dégradés par leur séjour de deux millénaires dans l'eau de mer. Mais les données radiographiques ont mis au jour des milliers de caractères de texte cachés à l'intérieur des fragments donnant des informations sur le mécanisme et son utilisation, en plus de préciser sa structure mécanique.

En se basant sur les connaissances mathématiques et astronomiques des Grecs, notamment en tenant compte de la connaissance d'un algorithme mathématique que Platon exposait par l'intermédiaire de la bouche du philosophe Parménide d'Élée (une cité grecque de la côte tyrrhénienne, en Italie) dans son dialogue du même nom, une équipe de l'UCL Antikythera Research Team menée par Tony Freeth, professeur à l'University College de Londres, vient de publier un article fascinant dans Scientific Reports.

Une présentation plus complète du travail de l'UCL Antikythera Research Team. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © The UCL Antikythera Research Team, Professeur Tony Freeth

Des inscriptions grecques, pierre de rosette du mécanisme d’Anticythère

Les chercheurs pensent avoir réussi à reproduire les caractéristiques manquantes du calculateur et surtout à résoudre les énigmes concernant la capacité du système d'engrenages à vraiment pouvoir reproduire les phases lunaires et certains cycles synodiques concernant, en particulier, les planètes Vénus et Saturne. Le décryptage des inscriptions en grec a été une véritable pierre de rosette, comme l'explique la vidéo ci-dessus, avec la découverte de deux nombres concernant des cycles synodiques de ces planètes que l'on ne pensait pas connus des Grecs, à savoir 462 ans pour Vénus et de 442 ans pour Saturne.

Rappelons qu'une période synodique d'une planète est le temps qu'elle met pour revenir à la même configuration Terre-planète-Soleil, c'est-à-dire à la même place sur la voûte céleste par rapport au Soleil, vu de la Terre. Mais attention, cette durée diffère de la période de révolution sidérale de la planète définie avec le point vernal car la Terre elle-même se déplace autour du Soleil. En conséquence, il s'agit d'une période de révolution apparente, la durée entre deux conjonctions planète-Soleil, telle qu'observée depuis la Terre.

La détermination de ces cycles pour Vénus et Saturne était possible en utilisant la méthode mathématique exposée par Platon et qui était peut-être une découverte de Parménide. Tout tourne en fait autour de considérations concernant la factorisation des nombres en nombres premiers. Ces nombres étaient associés au modèle planétaire des Grecs avec des épicycles, modèle développé à partir des travaux d'Hipparque et mené aussi loin que possible par Ptolémée dans son fameux traité Μαθηματική σύνταξις, Mathēmatikḗ súntaxis (Composition mathématique) transmis par la culture arabo-musulmane-perse sous le nom plus connu en français d'Almageste.

Modèle éclaté des engrenages cosmiques du mécanisme d'Anticythère. © 2020 Tony Freeth

Les nombres premiers, les clés pythagoriciennes du cosmos

Cette apparente emprise des propriétés arithmétiques des nombres premiers sur l'ordre des mouvements planétaires devait certainement fasciner les philosophes pythagoriciens, et également Platon, puisqu'ils pensaient que toute chose était associée à des nombres et reliée harmoniquement comme les longueurs des cordes vibrantes sur des instruments de musique.

Au final, en ayant précisé le modèle astronomique connu des Grecs au moment de la fabrication du mécanisme d'Anticythère et les textes déchiffrés ayant permis de préciser de quoi il était capable, il semble maintenant que l'on a une théorie capable de rendre compte du mécanisme lui-même et de la manière dont il était effectivement capable de reproduire les phases lunaires, les éclipses et les cycles synodiques.

Prudents, les chercheurs veulent faire passer un test à leur théorie, à savoir se prouver à eux-mêmes qu'ils peuvent fabriquer à nouveau le calculateur en utilisant les méthodes de l'Antiquité et bien sûr vérifier qu'il fonctionne comme prévu.

Reste que l'on peut se demander qui a été capable d'une telle prouesse conceptuelle et technologique ? On ne peut que se perdre en spéculation mais on sait qu'Archimède était tout à la fois un grand mathématicien et un grand mécanicien et que plusieurs de ses collègues grecs l'étaient également en plus d'être astronome. On sait ainsi que la tradition tenait le pythagoricien Archytas de Tarente, grand ami et peut-être professeur de Platon, comme un concepteur d'automates et que Héron d’Alexandrie n'était pas en reste puisqu'il était notamment sur la piste de la machine à vapeur.

On peut rêver encore avec Carl Sagan à ce que serait devenue l'histoire de l'Humanité si la science grecque avait continué sur sa lancée, conduisant à la révolution scientifique et industrielle avec 1.000 ans d'avance.

Pour en savoir plus

Un squelette vieux de 2.000 ans retrouvé dans l'épave du mécanisme d'Anticythère (MAJ)

Article de Laurent Sacco publié le 17/05/2017

Depuis 115 ans, comme le célèbre aujourd'hui le « doodle » de Google, l'extraordinaire « mécanisme d'Anticythère », sorte de calculateur astronomique sophistiqué, ne cesse de fasciner. Futura a consacré plusieurs articles à ce sujet mais aussi à l'épave de la galère romaine où il a été trouvé en 1902, au large de l'île d'Anticythère. Elle a reçu la visite de nombreuses fouilles sous-marines, dont celle de l'équipe Cousteau, et, en 2016, une découverte est venue s'ajouter aux trésors : les ossements d'une personne jeune, qui naviguait à bord.

Un des plongeurs du projet Retour à Anticythère, qui explore depuis quelques années l’épave éponyme. Il tient dans sa main une lance de bronze. Plusieurs statues en marbre de l’Antiquité tenaient de tels objets. © Brett Seymour, EUA-WHOI-Argo

Le journal Nature rapporte une surprenante découverte, le 31 août 2016, lors de la dernière campagne de fouilles sur le site de la célèbre épave d'Anticythère, au large de l'île grecque du même nom. Comme le montre la vidéo qui accompagne l'article, les archéologues ont été enthousiasmés de découvrir des restes d'un squelette humain.

Dans l'épave ont été retrouvés un fragment de crâne, deux fémurs, plusieurs côtes et des os d'un bras. La découverte est étonnante car au fond de la mer, il est très rare que la conservation des os soit assurée au-delà de plusieurs décennies.

Les archéologues en plein travail sur le site de l'épave d'Anticythère en août 2016. © Brett Seymour, EUA, WHOI ARGO

Les chercheurs vont utiliser les techniques modernes d'analyse du matériel génétique pour en apprendre plus sur l'identité et les caractéristiques d'un des membres de l'équipage de ce bateau romain. Il semble en effet qu'il soit possible d'extraire de l'ADN des os et de déterminer l'ethnie, voire les origines géographiques de cet occupant du navire, qui semble être une personne jeune. On pourrait même en déduire la couleur de ses yeux et de ses cheveux. Les informations obtenues pourraient aider à percer certaines des énigmes qui entourent encore ce naufrage.

Le gouvernement grec doit cependant encore donner son autorisation pour effectuer les analyses.

Les os humains retrouvés sur le site de l'épave sont bien visibles sur cette image. © Brett Seymour, EUA, WHOI, Argo

Article initial de Laurent Sacco, paru le 26/06/2016

Dans son célèbre ouvrage Cosmos, Carl Sagan spécule sur ce qui se serait passé si l'esprit du miracle grec, en particulier la philosophie ionienne qui préfigurait la science moderne, avait continué à souffler en Méditerranée, et que le contenu de la grande bibliothèque d'Alexandrie n'avait pas été quasiment oublié durant des siècles. Pour le grand exobiologiste, nous en serions déjà probablement au stade du voyage interstellaire.

Certains penseurs grecs, en effet, avaient déjà découvert la théorie atomique (Démocrite) et l'héliocentrisme (Aristarque de Samos). Ils n'étaient pas loin de la théorie de l’évolution (Anaximandre de Milet) et la technologie des automates et de la vapeur se développait, notamment avec Héron d'Alexandrie. Il est bien possible que certains des accomplissements les plus spectaculaires des savants et ingénieurs de l'antiquité gréco-romaine nous soient inconnus.

On peut s'en convaincre avec la découverte de la fameuse machine d’Anticythère, encore appelée mécanisme d'Anticythère, qui est considérée comme le premier calculateur analogique et donc, par certains côtés, l'ancêtre lointain des ordinateurs. Comme l'explique la vidéo ci-dessous, il s'agissait d'un mécanisme en bronze constitué de dizaines de roues dentées qui constituait une remarquable horloge astronomique. Il a été découvert grâce à l'archéologie sous-marine en 1901.

Pour le grand public, c'est probablement l'une des expéditions du commandant Cousteau en 1976 qui a fait connaître l'épave d'Anticythère, les restes d'un navire découvert en 1900 par des pêcheurs d'éponge près de l'île grecque d'Anticythère, entre Cythère et la Crète. Célèbre dans le monde de l'archéologie sous-marine, cette épave est celle d'une galère romaine longue d'une trentaine de mètres dont les fouilles ont livré de nombreuses statues et statuettes en bronze et en marbre. La plus spectaculaire est un bronze, appelé l'éphèbe d'Anticythère, parfois attribué au sculpteur et bronzier Lysippe de Sicyone, le portraitiste attitré d'Alexandre le Grand.

Les plongeurs de la Calypso y ont également trouvé des pièces d'argent et de bronze frappées à Éphèse et Pergame, ce qui a conduit à une première datation du naufrage et la provenance probable du navire. En effet, on sait qu'en 86 av. J.-C. l'armée romaine a mis à sac la ville de Pergame. On peut penser que l'épave retrouvée à environ 50 mètres de profondeur provient d'un navire à destination de Rome postérieurement à cette date et qui ramenait une partie du butin. Les pièces découvertes ainsi que les dates gravées sur des amphores provenant de Rhodes et de l'île de Kos laissent finalement penser que le naufrage, lors d'une tempête, s'est produit vers 70 ou 60 av. J.-C.

Un documentaire sur les nouvelles campagnes de fouilles de l’épave d’Anticythère avec des moyens modernes. © Antikythera - Anticythère - Αντικύθηρα - 安提凯希拉

L’archéologie sous-marine à l’heure d’internet

Plusieurs centaines d'objets, y compris des vases en céramique, verre et métal, ainsi que des bijoux ont déjà été mis au jour, mais il en reste probablement beaucoup d'autres, et plusieurs questions restent sans réponse, c'est pourquoi les fouilles ont repris depuis quelques années dans le cadre du projet Retour à Anticythère.

Cette fois, l'archéologie sous-marine bénéficie pleinement de la technologie moderne ainsi que de l'aide de la fameuse Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI). Comme le montre la vidéo ci-dessus, un robot a été employé pour cartographier le site de fouille, mais les chercheurs disposent aussi des outils nécessaires pour scanner les objets retrouvés avant même de les ramener à la surface. Il est alors possible de générer des modèles numériques les montrant dans le contexte des fouilles alors qu'ils sont encore en partie dans les sédiments et de les envoyer sur la Toile, ailleurs sur la planète. Les plongeurs peuvent rester plus longtemps à la profondeur de 52 mètres en utilisant des mélanges gazeux comme le Trimix ainsi que des recycleurs à circuit fermé.

Les dernières expéditions ont permis de récupérer environ 60 nouveaux objets, dont des bijoux en or, de la verrerie de luxe, une lance de bronze, jadis associée à une statue, des restes d'encens et des carafes en céramique. Une deuxième épave a également été identifiée, ce qui pourrait apporter son lot de surprises. Enfin, les isotopes des objets en plomb retrouvés sont en cours d'analyse pour tenter de déterminer leur origine. On essaie aussi de faire parler l'ADN extrait des récipients en céramique dans l'espoir d'en apprendre plus sur les aliments, les boissons et même les médicaments utilisés par les marins de l'époque.

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