Machine d'Anticythère

La machine d'Anticythère (également connu sous le nom de mécanisme d'Anticythère), datée de la fin du IIe siècle ou du début du Ier siècle avant notre ère (c. 205-60 av. J.-C.), est considérée comme le premier ordinateur analogique au monde, créée pour calculer avec précision la position du soleil, de la lune et des planètes. Elle a été découverte en 1901 au large de l'île grecque d'Anticythère, d'où son nom.

Le mécanisme, qui aurait mesuré à l'origine plus d'un mètre de haut et qui était logé dans une boîte en bois, a été découvert sous la forme d'un morceau de métal corrodé au milieu de l'épave d'un ancien navire marchand qui transportait également des statues, des amphores et d'autres marchandises. Les artefacts récupérés dans l'épave étaient si nombreux que le morceau de forme étrange et non identifié est passé inaperçu jusqu'en 1902, date à laquelle l'archéologue grec Valerios Stais l'a vu dans une salle de travail du musée archéologique national d'Athènes. Les travaux visant à déchiffrer la signification et l'utilité de l'engin ont commencé peu après et se poursuivent encore aujourd'hui.

Le mathématicien et cinéaste Tony Freeth, qui fait partie de l'équipe de recherche Antikythera de l'University College London qui a récemment résolu le mystère du mécanisme, décrit la fonction de l'appareil:

Il semble que l'appareil ait pu être utilisé pour prédire la position du soleil, de la lune et des planètes à n'importe quel jour du passé ou de l'avenir. Le fabricant de la machine aurait dû la calibrer en fonction des positions connues de ces corps. Il suffisait alors à l'utilisateur de tourner une manivelle jusqu'à la date souhaitée pour obtenir des prédictions astronomiques. Le mécanisme affichait les positions, par exemple, sur un "cadran zodiacal" situé à l'avant du mécanisme, où l'écliptique était divisé en une douzaine de sections de 30 degrés représentant les constellations du zodiaque. (4)

L'appareil a été reconnu en tant que sorte de calculatrice dès 1905, peut-être une autre sorte d'astrolabe, mais ce n'est qu'à la fin du 20e siècle que des progrès significatifs ont été réalisés dans la compréhension de son rôle. La machine s'est d'abord brisée en trois morceaux après avoir été retirée de la mer, puis s'est progressivement fragmentée en 82 pièces plus petites au fil des ans, au fur et à mesure qu'elle était manipulée par différents chercheurs, rendant l'énigme plus difficile à résoudre. Freeth et son équipe ont reconstruit l'appareil en 2021 et aujourd'hui, après plus de 2000 ans, le premier ordinateur analogique au monde est à nouveau fonctionnel.

Les fondements de l'astronomie grecque

Les principes de l'astronomie grecque antique étaient dérivés des systèmes antérieurs des Babyloniens et des Égyptiens, comme l'a noté l'expert Thomas L. Heath:

Dès le deuxième millénaire avant J.-C., les Babyloniens reconnaissaient le zodiaque comme le cercle dans lequel se déplacent les planètes. Ils le divisaient en signes de 30 degrés chacun et, lorsque Pline nous dit que Cléostrate de Ténédos, qui appartient probablement à la seconde moitié du sixième siècle avant J.-C., "en reconnaissait les signes", on peut en déduire que Cléostrate importa de Babylone en Grèce la connaissance du zodiaque et des constellations qui s'y trouvent, et peut-être de certaines autres constellations. (xvi)

Cléostrate (c. 520 à c. 432 av. J.-C.) aurait peut-être introduit le zodiaque en Grèce, mais l'astronomie grecque fut tout d'abord développée par Thalès de Milet (c. 585 av. J.-C.), qui avait étudié à Babylone et avait peut-être voyagé en Égypte. Thalès, parmi ses autres réalisations, est considéré comme le premier astronome de la Grèce antique pour avoir prédit avec précision l'éclipse de soleil du 28 mai 585 avant notre ère. Il a également été suggéré que les innovations attribuées à Cléostrate de Ténédos pourraient lui avoir été attribuées à tort par Pline l'Ancien, et qu'elles appartiendraient en réalité à Thalès.

Les successeurs de Thalès dans l'école ionienne de philosophie grecque (appelée ainsi en raison de son origine en Ionie), Anaximandre (c. 610 à c. 546 av. J.-C.) et Anaximène (c. 546 av. J.-C.) rejetèrent son affirmation selon laquelle l'eau était la cause première des phénomènes observables, mais semblent s'être appuyés sur ses travaux astronomiques. Il est difficile de savoir si cela fut le cas ou quelles innovations furent introduites car aucune des œuvres de Thalès n'a survécu et il n'est connu que par des références faites par des écrivains ultérieurs.

On sait cependant que ces penseurs jetèrent les bases de ce qui serait plus tard reconnu comme la science grecque en rejetant les explications surnaturelles de la causalité et en affirmant que l'univers était rationnel et connaissable. Avant les observations des Ioniens, la conception traditionnelle du monde, créé et entretenu par les dieux, était acceptée comme réponse à toute question sur l'origine et le fonctionnement du monde. Les Ioniens, et les philosophes présocratiques qui leur succédèrent remirent en cause cette conception. L'expert Thomas R. Martin commente:

Les penseurs ioniens insistaient sur le fait que le fonctionnement de l'univers pouvait être expliqué parce que les phénomènes de la nature n'étaient ni aléatoires ni arbitraires. L'univers, la totalité des choses, ils l'ont appelé cosmos parce que ce mot signifie un arrangement ordonné qui est beau (d'où notre mot "cosmétique"). L'ordre caractéristique du cosmos, perçu comme beau parce qu'ordonné, englobait non seulement les mouvements des corps célestes mais aussi tout le reste: le temps, la croissance des plantes et des animaux, la santé et la psychologie de l'homme, etc. Puisque l'univers était ordonné, il était intelligible; puisqu'il était intelligible, les explications des événements pouvaient être découvertes par la pensée et la recherche. Les penseurs qui ont conçu ce point de vue estimaient qu'il était nécessaire de donner les raisons de leurs conclusions et de persuader les autres par des arguments fondés sur des preuves. En d'autres termes, ils croyaient en la logique (un mot dérivé du terme grec logos, qui signifie, entre autres, une explication raisonnée). Ce mode de pensée fondé sur la raison représentait un premier pas crucial vers la science et la philosophie telles que ces disciplines perdurent aujourd'hui. La vision des causes des événements et des phénomènes physiques fondée sur des règles, développée par ces penseurs, contrastait fortement avec la vision mythologique traditionnelle de la causalité. (91)

Les Ioniens n'ont jamais nié l'existence des dieux; ils ne firent que contester la façon dont ces dieux avaient été dépeints par Homère et Hésiode (tous deux du 8e siècle avant notre ère) comme, essentiellement, des humains immortels dotés de super-pouvoirs qui, comme tous les humains, étaient enclins à des crises irrationnelles et à des réactions émotionnelles auxquelles des phénomènes observables (comme le changement des saisons) étaient attribués. Pour les Ioniens, il existait une explication beaucoup plus simple au fait que les choses se passaient comme elles se passaient, à savoir que l'univers fonctionnait selon un ensemble de lois établies qui pouvaient être comprises.

Pythagore et l'astronomie

Pythagore (571 - 497 av. J.-C.) est également considéré comme le premier astronome grec, car il mit au point un système mathématique expliquant le mouvement des planètes. Comme Thalès, aucun des ouvrages de Pythagore (s'il en a écrit) n'a survécu mais, d'après des fragments cités par des auteurs ultérieurs, il affirmait que la cause première de l'univers était le nombre et que la compréhension des principes mathématiques était essentielle pour comprendre le fonctionnement de l'univers. L'expert Thomas Cahill explique:

Pythagore a trouvé un sens profond aux nombres. C'est lui qui aurait découvert que les principaux intervalles musicaux produits par les cordes vibrantes d'une lyre peuvent être exprimés sous forme de rapports: une octave comme 2:1, une quinte comme 3:2, une quarte comme 4:3. Bien que ces rapports constituent toujours la base de la musicologie occidentale, Pythagore est allé plus loin. Il pensait que tout pouvait s'expliquer par les nombres et leur relation les uns avec les autres. Puisque les rapports entre les intervalles musicaux de base n'utilisent que les quatre premiers nombres entiers, ces nombres doivent exprimer l'harmonie profonde de l'univers, dans laquelle les "sphères" ou corps célestes chantent en tourbillonnant dans l'espace et leur musique se combine en accords harmoniques pour créer la Musique des Sphères, que nous sommes incapables d'entendre uniquement parce que les sons nous accompagnent depuis la naissance et que, en l'absence de silence contrastant, nous n'entendons pas les harmonies. Pythagore, lui, les entendait. (155)

Pythagore influença les travaux de Platon (424/423-348/347 av. J.-C.), qui influença ensuite son élève le plus célèbre, Aristote (384-322 av. J.-C.), précepteur d'Alexandre le Grand qui emmena des érudits, également influencés par la pensée d'Aristote, lors de sa campagne de conquête de l'empire perse achéménide, réintroduisant dans leur patrie, sous une forme plus développée, le concept qui était venu de Babylone à la Grèce. Les opinions d'Aristote sur l'astronomie, et sur pratiquement tous les autres sujets, façonnèrent la discussion et le développement de diverses disciplines jusqu'au Moyen-Âge européen.

Les astronomes ultérieurs, dont Aristarque de Samos (c. 310 à c. 230 av. J.-C.), Ératosthène de Cyrène (276-195 av. J.-C.), Archimède de Syracuse (c. 287 à c. 212 av. J.-C.), Hipparque de Nicée (c. 190 à c. 120 av. J.-C.) et Claude Ptolémée (100-170 av. J.-C.) furent tous, à des degrés divers, influencés par la pensée aristotélicienne qui s'appuyait en partie sur les mathématiques grecques pythagoriciennes qui permirent également au célèbre mathématicien Euclide (c. 300 av. J.-C.) de développer ses systèmes.

Machine d'Anticythère

Ces développements permirent la création de l'astrolabe, attribué à l'astronome Apollonios de Perga (ou Apollonius de Perge, c. 240 à c. 190 av. J.-C.) et peut-être perfectionné par Hipparque de Nicée. L'astrolabe, un instrument de poche utilisé pour lire l'heure, prédire le lever et le coucher du soleil et localiser les objets célestes, fut probablement créé vers 225 avant notre ère, soit 20 ans plus tôt que la date la plus ancienne attribuée à la machine d'Anticythère. Il est possible que l'astrolabe ait en fait inspiré la machine d'Anticythère, mais il ne s'agit là que d'une hypothèse.

Les inventeurs les plus probables du dispositif sont Archimède de Samos ou Hipparque de Nicée, selon la date que l'on accepte pour la machine d'Anticythère. On pense que l'appareil mesurait à l'origine 34 centimètres de haut, qu'il était régulièrement décrit comme "de la taille d'une boîte à chaussures", qu'il était en bronze et qu'il était composé d'une plaque avant et d'une plaque arrière, d'une plaque centrale servant de support aux trains d'engrenages, d'un engrenage de 223 dents à l'arrière, d'un engrenage de 127 dents d'un côté de la plaque centrale, d'un engrenage de 38 dents de l'autre, d'un engrenage de 58 dents attaché à celui-ci, et d'un total de 69 engrenages, logés dans une boîte en bois munie d'une manivelle sur le côté. En plaçant un indicateur de date sur la plaque frontale et en tournant cette manivelle, les engrenages imbriqués s'enclenchaient et fournissaient les informations astronomiques correspondant à cette date. Il est considéré comme le premier ordinateur analogique au monde car, au niveau le plus simple, il traitait des données qui variaient continuellement.

En 2005, des tomodensitogrammes ont révélé des inscriptions sur la plaque arrière qui se sont avérées être un manuel d'utilisation. Les scanners de la plaque avant ont montré qu'elle était divisée en cinq sections, chacune correspondant aux cinq planètes connues à l'époque - Mercure, Vénus, Mars, Saturne et Jupiter - ce qui a inspiré Michael Wright, "ancien conservateur de l'ingénierie mécanique au Science Museum de Londres" (Freeth, 6) dans son travail de décryptage de l'objectif de l'appareil en 1990. Wright a passé le mécanisme aux rayons X et a pu déterminer comment ses trois fragments s'emboîtaient à l'origine. Freeth écrit:

Wright a proposé qu'un système épicyclique étendu - l'idée des deux cercles que les Grecs utilisaient pour expliquer les mouvements étranges d'inversion des planètes - avait été monté sur la roue d'entraînement principale. Wright a même construit un modèle réel de système d'engrenage en laiton pour en montrer le fonctionnement. En 2002, il a publié un modèle de planétarium révolutionnaire pour la machine d'Anticythère, qui affichait les cinq planètes connues dans le monde antique (la découverte d'Uranus et de Neptune aux XVIIIe et XIXe siècles, respectivement, avait nécessité l'avènement des télescopes). Wright a montré que les théories épicycliques pouvaient être traduites en trains d'engrenages épicycloïdaux avec des mécanismes à goupilles et à fentes pour afficher les mouvements variables des planètes. (8)

L'appareil permet d'expliquer les cycles des planètes, qui semblent parfois inverser leur course, mais aussi de prédire les éclipses, les événements stellaires, les phases de la lune, le lever et le coucher héliaques de certaines constellations, le cours des saisons et des années, ainsi que le cycle des Jeux (néméens, pythiques, isthmiques et olympiques) sur lequel reposait la célébration des Jeux olympiques entre autres. Le dispositif aurait été impossible à créer sans trigonométrie et, si Hipparque de Nicée est reconnu comme le créateur de ce système, le mécanisme aurait dû être créé soit par lui, soit après son époque. Il est toutefois possible qu'Hipparque n'ait développé que la trigonométrie, ce qui laisse ouverte la possibilité que le dispositif ait été créé plus tôt, peut-être par Archimède. Quel qu'en ait été l'auteur, le concept nécessitait de l'imagination associée à des aptitudes mécaniques, mathématiques et astronomiques dignes d'un génie. Freeth écrit:

Toute méthode utilisée par les créateurs de la machine d'Anticythère aurait dû répondre à trois critères: précision, factorisation et économie. La méthode devait être précise pour correspondre aux relations de période connues pour Vénus et Saturne, et elle devait être factorisable pour que les planètes puissent être calculées à l'aide d'engrenages suffisamment petits pour être insérés dans le mécanisme. Pour rendre le système économique, différentes planètes pourraient partager des engrenages si leurs relations de période partagent des facteurs premiers, réduisant ainsi le nombre d'engrenages nécessaires. (10)

Une fois que l'on a compris l'objectif et la sophistication technologique du dispositif, son existence a étonné les chercheurs, les érudits et les historiens qui, jusqu'alors, pensaient que ce niveau de technologie n'avait pas été développé avant le XIVe siècle.

Découverte et mystère

Dès que l'appareil a été reconnu en tant qu'objet d'intérêt, il a intrigué la communauté scientifique et universitaire. L'épave, datée de 70-60 avant notre ère, a été découverte à 45 mètres de profondeur en 1900 au large de l'île d'Anticythère par le capitaine Dimitrios Kontos, de l'île de Symi, et son équipe de pêcheurs d'éponges. Kontos contacta le gouvernement grec après qu'un de ses plongeurs fut remonté à la surface avec un bras en bronze provenant d'une statue, et la marine hellénique fut engagée pour aider à l'excavation de l'épave.

Au départ, on pensait que le navire transportait du butin pillé par les Romains dans diverses villes grecques, mais on pense aujourd'hui qu'il s'agissait d'un navire de commerce transportant des marchandises entre vendeurs et acheteurs. L'expert Alexander Jones commente:

Nous pouvons identifier ou deviner les lieux d'origine de nombreux objets à bord. Il y avait des amphores fabriquées à Rhodes et à Kos dans le Dodécanèse, près d'Éphèse en Asie Mineure, et probablement aussi sur la côte adriatique de l'Italie. Le marbre des statues est parien, elles proviennent donc probablement d'un atelier de la région égéenne... le verre est syro-palestinien ou égyptien. L'une des personnes à bord avait ses économies sous la forme de 32 pièces d'argent de Pergame et d'Éphèse, et quelqu'un transportait des pièces de moindre valeur d'Éphèse ainsi que des pièces assez anciennes de Katane en Sicile et de Cnide en Asie Mineure. Les pièces d'argent les plus récentes avaient été frappées entre 76 et 67 av. J.-C., ce qui constitue la preuve la plus solide que le naufrage eut lieu après 76 et probablement dans une période d'une ou deux décennies après cette année-là. (2)

Parmi les nombreux trésors remontés de l'épave se trouvait "un objet mécanique composé de bois et de métal, de la forme et des dimensions d'une boîte à chaussures" (Jones, 2). Selon une anecdote ancienne, peut-être apocryphe, le morceau de métal était si peu impressionnant qu'il faillit être rejeté à la mer. Au lieu de cela, il fut transporté au Musée archéologique national d'Athènes, où il fut décrit comme "une dalle portant une inscription dont les lettres n'ont pu être copiées" (Jones, 10). Le 18 mai 1902, Valerios Stais l'aperçoit et remarque l'engrenage et les lettres grecques à travers la corrosion. Quelques jours plus tard, on apprenait qu'une "découverte importante" avait été faite au musée archéologique, mais, bien que l'objet soit certainement plus intéressant qu'auparavant, personne ne savait de quoi il s'agissait.

Entre 1905 et 2021, des chercheurs, des experts, des scientifiques, des techniciens et d'autres personnes se sont efforcés de découvrir le but et la fonction de l'appareil, mais les premières tentatives ont échoué parce qu'elles ne disposaient pas de la technologie nécessaire. Ce n'est qu'avec un équipement moderne qu'il est possible d'accéder aux recoins de l'appareil et de les comprendre. Même si l'équipe de Freeth semble avoir réussi à récupérer et à construire une version moderne du mécanisme, il affirme que, faute de certaines pièces originales essentielles, son analyse et ses conclusions risquent d'être incomplètes.

Conclusion

Quoi qu'il en soit, le travail de l'équipe du projet de recherche, l'Antikythera Research Team, s'il n'a pas permis de reconstruire complètement le dispositif, a certainement fait progresser considérablement la compréhension de sa fonction et de son objectif. Freeth résume l'importance de la machine d'Anticythère dans les derniers commentaires de son fascinant article sur les efforts de l'équipe, cité dans la bibliographie ci-dessous :

Le dispositif est unique parmi les découvertes de son époque. Il réécrit à lui seul notre connaissance de la technologie des Grecs de l'Antiquité. Nous savions qu'ils étaient très compétents - ils ont construit le Parthénon et le phare d'Alexandrie avant même la machine d'Anticythère. Ils disposaient de la plomberie et utilisaient la vapeur pour faire fonctionner leurs équipements. Mais avant la découverte de la machine d'Anticythère, on pensait que les engrenages grecs anciens étaient limités aux roues grossières des moulins à vent et à eau... La machine d'Anticythère, avec ses engrenages de précision portant des dents d'environ un millimètre de long, ne ressemble à rien de ce qui existait dans le monde antique. (12)

Compte tenu de la sophistication du dispositif, on pense qu'il s'agit du produit final d'une série de prototypes, aujourd'hui perdus, et qu'il ne s'agit que de l'un des nombreux mécanismes de ce type produits une fois que la mécanique de sa construction a été maîtrisée. Il est donc possible qu'il y ait beaucoup d'autres dispositifs similaires dans d'autres épaves ou enterrés sous des villes modernes qui attendent d'être découverts. Même si ce n'est pas le cas, la machine d'Anticythère suffit à prouver que les Grecs anciens - comme toutes les autres civilisations de l'Antiquité - étaient bien plus avancés que ce que le monde moderne ne veut bien le reconnaître.