Machine d'Anticythère

La machine d'Anticythère, appelée également mécanisme d'Anticythère, est considérée comme le premier calculateur analogique antique permettant de calculer des positions astronomiques. C'est un mécanisme de bronze comprenant des dizaines de roues dentées, solidaires et disposées sur plusieurs plans. Il est garni de nombreuses inscriptions grecques.

Machine d'Anticythère

Le fragment principal de la machine
Type Mécanisme à engrenages
Dimensions 20 × 20 cm environ
Inventaire 15987
Matériau Bronze
Fonction Calculateur analogique
Période Incertaine
Culture Grèce antique
Date de découverte 1901-1902
Lieu de découverte Épave d'Anticythère
Conservation Musée national archéologique d'Athènes, salle 38

On ne connaît de la machine d'Anticythère qu'un exemplaire, dont les fragments ont été trouvés en 1901[1] dans une épave, près de l'île grecque d'Anticythère[2], entre Cythère et la Crète. L'épave d'Anticythère était celle d’une galère romaine, longue d'une quarantaine de mètres, qui a été datée comme antérieure à 87 av. J.-C.

La machine d'Anticythère est le plus vieux mécanisme à engrenages connu. Ses fragments sont conservés au musée national archéologique d'Athènes.

Histoire

Débats sur l'origine et la datation de la machine d'Anticythère

En 2010, Giovanni Pastore a daté le mécanisme entre la fin du IIIe et la moitié du IIe siècle av. J.-C.[3]. En 2014, deux chercheurs, l'un argentin, Christian Carman, historien des sciences à l'Université de Quilmès, et l'autre américain, James Evans, professeur à l'Université de Puget Sound de l'État de Washington ont proposé une datation assez ancienne, fondée sur la forme des lettres grecques de l'inscription figurant au dos de la machine, et situent la date de fabrication du mécanisme entre 150 et 100 av. J.-C.[4],[5],[6]. Mais le fait nouveau, selon l'estimation de ces chercheurs, est que le calendrier du mécanisme d'Anticythère aurait été connu dès 205 av. J.-C., c'est-à-dire sept ans seulement après la mort d'Archimède[7].

L'identité du concepteur est débattue. Il pourrait s'agir de l'une des personnes suivantes :

Le lieu de conception pourrait avoir été soit Rhodes, car l'astronome Hipparque et le savant Posidonios y vivaient, et cette île était un centre intellectuel très important à l'époque, notamment dans le domaine astronomique ; soit Syracuse, car c'est là que vivait Archimède dont des témoignages laissent penser qu'il avait réalisé (ou fait réaliser) au moins deux autres mécanismes de bronze ayant des fonctions comparables.

Découverte

Peu avant Pâques 1900, deux caïques de pêcheurs d'éponge grecs (au scaphandre) de Symi, l'Euterpe et la Calliope, en route vers l'Afrique du Nord, font escale sur la côte nord-est d'Anticythère, devant s'y abriter à cause d'une tempête au large. Le 4 avril 1900, profitant d'une accalmie, l'un des plongeurs, Elias Lykopantis (ou Stadiatis), remonte et raconte qu'il a vu des hommes nus et des chevaux : il vient de découvrir par hasard l'épave antique gisant par 62 mètres de fond environ[10]. Il en remonte un objet de la cargaison, la main d'une statue en bronze — elle appartient à la statue dite du Philosophe. Les pêcheurs ne modifient pas leurs plans pour autant, et ce n'est qu'au retour, à l'automne, qu'ils avertissent les autorités grecques — plutôt que le gouvernement ottoman dont Symi dépend à l'époque — par patriotisme hellénique. Le gouvernement grec dépêche aussitôt sur place des navires de sa marine de guerre, le 24 novembre 1900. Les opérations de renflouement de l'épave durent jusqu'en septembre 1901, et se soldent par la mort accidentelle d'un pêcheur et la paralysie de deux autres, frappés par le mal des profondeurs[11]. De nombreuses statues et statuettes en bronze et en marbre en sont retirées, dont la plus célèbre est un éphèbe, dit éphèbe d'Anticythère, souvent attribué à Euphranor ou à Lysippe (ces découvertes remplissent actuellement trois salles du Musée national archéologique d'Athènes), ainsi que des objets divers (instruments chirurgicaux, lyre en bronze, etc.).

On considère que la découverte de la machine à proprement parler date du 17 mai 1902 quand l'archéologue Valérios Stàis[12],[13] s'aperçoit qu'un agglomérat rapporté du site recèle des inscriptions et des engrenages incrustés. Un examen révèle qu'il s'agit d'un mécanisme oxydé, dont il reste trois morceaux importants et 82 fragments plus petits.

En 1976, la Calypso est sur place et l'équipe du commandant Cousteau explore l'épave. Entre autres objets, elle y découvre 36 pièces d'argent et quelques pièces de bronze[14] frappées à Éphèse et Pergame, qui ont permis de préciser la date du naufrage et la provenance probable du navire : en -86, l'armée romaine reconquiert la Grèce et met la ville de Pergame à sac. Le navire, à destination de Rome, aurait sombré lors d'une tempête. On retrouve également dans l'épave des amphores provenant de Rhodes et de l'île de Kos, qui ont pu être datées de la même époque que celle des pièces, ainsi que des verreries et de nombreuses sculptures de bronze et pierre, évoquant un butin.

Premières études et premières hypothèses

Le soin et l'adresse avec lesquels cette machine fut réalisée, ainsi que les capacités nécessaires en mécanique et en astronomie remettent en question les connaissances historiques sur les sciences grecques. En effet, aucun objet de même âge et de même complexité n'était connu dans le monde et il faudra attendre près d'un millénaire pour voir apparaître des mécanismes comparables[15]. Dès 1905, le philologue allemand Albert Rehm est le premier à comprendre qu'il s'agit d'un calculateur astronomique.

Seconde moitié du XXe siècle

Derek J. de Solla Price, physicien et historien des sciences à l'université Yale, confirme l'hypothèse de Rehm. En utilisant des radiographies aux rayons gamma, il étudie les fragments de la machine et fait apparaître un dispositif extrêmement complexe, comprenant, outre la vingtaine de roues dentées déjà répertoriées, des axes, des tambours, des aiguilles mobiles et trois cadrans gravés d'inscriptions et de signes astronomiques. En 1959, il publie un article préliminaire dans le Scientific American[1], puis consigne les résultats de ses recherches dans Gears From The Greeks: The Antikythera Mechanism, A Calendar Computer from circa 80 BC, en 1974. Selon Price, la machine fonctionnait à l'aide d'une manivelle et permettait de répondre à des questions d'ordre astronomique. Price découvre en particulier que l'un des mécanismes correspondait à un cycle lunaire ancien utilisé à Babylone.

Par la suite, Allan Bromley (en) et Michael Wright (en) font des études plus approfondies et corrigent certaines erreurs de la reconstruction de Price.

Études au XXIe siècle

Comme il est impossible de démonter le mécanisme fortement corrodé sans l’endommager gravement et que les moyens d'étude classiques, tel que la radiographie, s’avèrent inadaptés, toute nouvelle étude du disque est bloquée ; en 2000, l’astronome Mike Edmunds (en) de l’université de Cardiff et le mathématicien Tony Freeth ont l’idée d’utiliser un scanner à rayons X.

Pour étudier un si petit objet (de quelques centaines de grammes), il faut construire un scanner à rayons X (en fait, un tomographe à la fois de très haute résolution et de 450 kilovolts pour que le faisceau puisse traverser l'objet dans le sens de la longueur), pesant, avec sa console, plus de huit tonnes. L'appareil, construit par X-Tek Systems[16], s’avère capable de reconstituer et produire des images tridimensionnelles avec une précision de 50 micromètres.

Pour parachever cette nouvelle expertise scientifique, Edmunds rassemble, à l'automne 2005, une équipe pluri-disciplinaire associant des astronomes, des physiciens, des mathématiciens et des paléographes des trois universités les plus concernées, en impliquant les départements suivants :

Schéma du mécanisme.

Pour Xénophon Moussas, directeur du laboratoire d'astrophysique de l'université d'Athènes, qui participe aux investigations en cours sur le disque, la machine est plus complexe que les astrolabes connus jusqu'alors qui ne comportent que quelques engrenages et roues à dents[17]. Avec son équipe, Xénophon Moussas réussit jusqu'en 2006 à déchiffrer 2 000 nouveaux caractères — Price n'en avait déchiffré que 900 —, y compris sur les disques à l'intérieur de la machine. Ces textes sont à la fois un mode d'emploi de l'appareil et un traité d'astronomie.

Il est désormais certain qu'il s'agissait d'un calculateur analogique qui décrivait les mouvements solaire, lunaire et des planètes visibles à l’œil nu, sans que l'on puisse à proprement parler d'horloge astronomique car le mécanisme était actionné par une manivelle. Elle servait également à prévoir les éclipses.

D’autre part, la forme des caractères, comparée à celles d'autres inscriptions de la même époque, conduit les experts à dater la pièce de la fin du IIe siècle avant notre ère.

L'équipe du projet de recherche communique les résultats des analyses en cours lors d'une conférence internationale à Athènes[18], le 30 novembre et le 1er décembre 2006. La première publication est faite dans la revue scientifique Nature[19].

En 2011, l'entreprise Hublot reproduit la machine d'Anticythère en la miniaturisant à l'échelle d'une montre bracelet[20], exposée pour la première fois au Musée des arts et métiers, à Paris, puis au Musée national archéologique d'Athènes.

En 2021, une publication reconstitue un possible mécanisme d'ensemble, à partir de la modélisation cosmologique grecque et des connaissances qu'ils pouvaient avoir sur les approximations fractionnaires des rapports entre cycles planétaires.[21]

Description

La machine d’Anticythère comprenait :

  • un châssis en bois : ses dimensions étaient proches de 340 × 180 × 90 mm ; il comportait deux portes, une à l'avant, et une à l'arrière portant des inscriptions se référant à son fonctionnement et aux cycles présentés.
  • un mécanisme à engrenages : 82 fragments ont été retrouvés lors de différentes campagnes de recherche, dont 4 comprennent une ou plusieurs roues dentées, et 16 autres des inscriptions ou détails significatifs.

Mécanisme
Modèle reconstruit de la machine par Mogi Vicentini.

Volume

Le mécanisme occupe le volume d'un boîtier haut de 210 mm, large de 160 mm et épais de 50 mm (dimensions d’un livre de taille moyenne).

Engrenages

Fabriqué en bronze, le mécanisme est constitué d'une trentaine de roues dentées qui ont été identifiées (il a pu en comprendre d'autres), probablement actionnées par une manivelle. Son fonctionnement, basé sur une modélisation mathématique de la course des astres, basée sur la théorie géocentrique qui prévalait à l'époque[22] (la Terre est au centre de l'Univers), repose sur la rotation d'engrenages de tailles différentes entraînant des aiguilles indiquant la position des astres à un moment donné. Selon Freeth[23], une clé ou une manivelle (manquante) sert à actionner la roue principale qui entraîne l'ensemble des engrenages et les aiguilles nécessaires à la lecture des indications. La face avant possède un cadran circulaire à 365 positions (représentant les 365 jours du calendrier égyptien) et deux cadrans (indiquant les positions de la Lune et du Soleil par rapport au Zodiaque). La face arrière comporte deux cadrans en spirale représentant deux calendriers astronomiques utilisés pour prédire des éclipses de la Lune et du Soleil : un cadran à 235 positions (correspondant au cycle de Méton de 19 ans, soit 235 lunaisons), et un cadran à 223 positions (correspondant au cycle de saros d’un peu plus de 18 ans, exactement 223 lunaisons ou 6 585 jours 1/3).

Les nombres qui interviennent dans les engrenages sont principalement[24] :

365 : nombre de jours du calendrier égyptien
19 : nombre d'années du cycle de Méton
235 : nombre de lunaisons du cycle de Méton
239 : nombre de mois anomalistiques dans un saros
223 : nombre de lunaisons dans un saros
127 :
53 : . Ce nombre intervient dans le taux annuel de rotation de l’orbite elliptique de la Lune [25]

Utilisation

On tourne la clé ou la manivelle pour régler le mois et l'année sur le cycle métonique, le calendrier égyptien placé sur l'autre face permettant de régler le jour.

Pour prédire une éclipse, on fait tourner la manivelle jusqu'à ce que l'aiguille du cadran du Saros tombe sur une inscription correspondant à une éclipse. Le cadran métonique indique alors le mois et l'année de cette éclipse. Pour calculer le jour précis de l'éclipse, on se reporte sur la face avant et on tourne la manivelle pour mettre les aiguilles indiquant les positions de la Lune et du Soleil en phase (position de la nouvelle lune pour une éclipse solaire) ou en opposition de phase (position de la pleine lune pour une éclipse lunaire), l'aiguille du calendrier égyptien indiquant le jour précis de l'éclipse. Cette méthode est relativement fiable pour les éclipses lunaires, visibles de toute la Terre, mais seulement probable pour les éclipses solaires, celles-ci n'étant visibles que sur une étroite bande de la Terre. D'autres cadrans donnent des informations complémentaires, telles que la date des divers jeux antiques. La machine peut aussi donner l'heure de l'éclipse et prédire sa couleur (la Lune prend une couleur rouge lors de certaines éclipses). Elle est considérée comme le plus bel exemple mécanique des mathématiques de la Grèce antique.

Inscriptions

Elles sont composées de plus de 2 200 lettres grecques. Ces lettres gravées sur le bronze sont petites (1,5 à 2,5 mm de hauteur) et plus ou moins érodées. Leur graphisme indique leur datation aux alentours de 100 av. J.-C.

Les inscriptions, déchiffrées à 95 %[26], se divisent en deux types :

  • un texte astronomique « étrange » à l'avant du mécanisme (les mots Vénus, Hermès/Mercure, le zodiaque y apparaissent).
  • un « mode d'emploi » à l'arrière, combinant des indications sur les roues dentées, les périodes de ces roues et les phénomènes astronomiques.

La nature des inscriptions suggère une origine sicilienne (Syracuse), où vivaient les héritiers d'Archimède. Il apparait sur le cadran supérieur les noms de six villes accueillant des jeux panhelléniques, dont cinq noms ont pu être déchiffrés, dont celui d'Olympie. Ce cercle divisé en quatre secteurs tournait d'un quart de tour pour une année, décrivant ainsi le cycle d'une olympiade[27].

Objets similaires dans la littérature antique

Cicéron évoque deux machines semblables (un planétarium mécanique, et probablement une « sphère céleste automatique », dont l'une au moins aurait été fabriquée au IIIe siècle av. J.-C.)[28].

  • La première, sûrement construite par Archimède, se retrouva à Rome grâce au général Marcus Claudius Marcellus. Le militaire romain la rapporta après le siège de Syracuse en 212 av. J.-C., où le savant grec trouva la mort. Marcellus éprouvait un grand respect pour Archimède (peut-être dû aux machines défensives utilisées pour la défense de Syracuse), et c'est le seul objet appartenant au savant qu'il prit, venant s'ajouter au nombre considérable d’œuvres d'art pillées qui devaient être rapportées à Rome. Sa famille conserva le mécanisme après sa mort et, selon Cicéron, Lucius Furius Philus l'examina avec Caius Sulpicius Gallus au cours du IIe siècle av. J.-C. Il le décrit comme capable de reproduire les mouvements du Soleil, de la Lune et de cinq planètes :
« Hanc sphaeram Gallus cum moveret, fiebat ut soli luna totidem conversionibus in aere illo quot diebus in ipso caelo succederet, ex quo et in [caelo] sphaera solis fieret eadem illa defectio, et incideret luna tum in eam metam quae esset umbra terrae, cum sol e regione[8]… ».
Traduction : « Lorsque Gallus actionnait cette sphère, il se produisait que la Lune succédait au Soleil en autant de tours dans le cuivre que de jours dans le ciel même, par quoi il se produisait aussi dans le cadran du Soleil le même retard, et la Lune tombait dans le cône constitué de l’ombre de la terre au moment même où le soleil, dans la direction… (lacune) »
  • Cicéron mentionne un objet analogue construit par son ami Posidonios[9].

    "Quod si in Scythiam aut in Brittanniam sphaeram aliquis tulerit hanc, quam nuper familiaris noster effecit Posidonius, cuius singulae conuersiones idem efficiunt in sole et in luna et in quinque stellis errantibus, quod efficitur in caelo singulis diebus et noctibus, quis in illa barbaria dubitet, quin ea sphaera sit perfecta rarione?" Traduction: "Si l'on transportait en Scythie ou en Bretagne cette sphère qu'a construite naguère mon ami Posidonius et qui, dans ses révolutions successives, montre le soleil, la lune et les cinq planètes tournant, comme ces astres le font dans le ciel, jour après jour, nuit après nuit, lequel parmi les habitants de ces pays barbares hésiterait à considérer cette sphère comme un parfait exemple de ce que peut le calcul?" [29]

Les deux mécanismes évoqués se trouvaient à Rome, plus d'un siècle avant le naufrage d'Anticythère pour le premier, et dans les mêmes années pour le second. Il existait donc au moins trois mécanismes de ce type.

Galerie
  • Fragment principal
  • Fragment principal (revers)
  • Fragment secondaire
  • Fragment secondaire

Notes et références
  1. (en) Derek John de Solla Price, « An Ancient Greek Computer », Scientific American,‎ , p. 60-70
  2. Le Hir, nov. 2006
  3. (en) G. Pastore, Le planétaire d’Archimède retrouvé : Sciences, technologie, histoire, littérature et archéologie, certitudes et suppositions sur le plus ancien et extraordinaire calculateur astronomique. Avec deux autres études scientifiques sur le planétaire d'Anticythère et sur la Petite Cruche de Ripacandida (ISBN 9788890471544, présentation en ligne).
  4. (en) C.C. Carman et J. Evans, « On the epoch of the Antikythera mechanism and its eclipse predictor », Archive for History of Exact Sciences, vol. 68, no 6,‎ , p. 693 (présentation en ligne)
  5. (en) John Markoff, « On the Trail of an Ancient Mystery : Solving the Riddles of an Early Astronomical Calculator », The New York Times,‎ (lire en ligne)
  6. (el) « Αρχαιότερος από τις ως σήμερα εκτιμήσεις ο Μηχανισμός των Αντικυθήρων », Το Βημα,‎ (lire en ligne).
  7. Extrait de Carman et Evans 2014, cf. (en) « On the epoch of the Antikythera mechanism and its eclipse predictor », sur antikythera-mechanism (consulté le ).
  8. Cicero, De Re Publica I, 14 (22), texte et traduction ; une traduction est disponible sur le site Itinera Electronica
  9. Cicero, De Natura Deorum II, 34 (88), Extrait traduit in: Long et Sedley, Les Philosophes hellénistiques, trad. Pierre Pellegrin et Jacques Brunschwig, Paris : Flammarion, coll. GF, 2001, tome II Les Stoïciens, 54 L texte et traduction Une traduction est disponible sur le site d’Itinera Electronica
  10. Michael Wright, La fabuleuse histoire de la science, documentaire de la BBC, 2011
  11. Les circonstances de la découverte de l'épave d'Anticythère ont fait l'objet d'une conférence d'H. Vratsanou à la Société de Amis du Conseil national archéologique en février 2007 : le quotidien grec Éleuthérotypia en a donné (el) un long compte-rendu
  12. « An Ancient Greek Computer » (version du 18 février 2006 sur l'Internet Archive), sur www.giant.net.au,
  13. (en-GB) Chiara Palazzo, « What is the Antikythera Mechanism? How was this ancient 'computer' discovered? », The Telegraph,‎ (ISSN 0307-1235, lire en ligne, consulté le )
  14. conservées au musée d'Athènes
  15. Freeth 2010, p. 65
  16. Site de X-Tek Systems
  17. AFP, conférence de presse du 9 juin 2006
  18. conférence internationale à Athènes
  19. In search of lost time, Jo Marchant, Nature 2006;444;534-538
  20. Hublot : La machine d'Anticythère
  21. A Model of the Cosmos in the ancient Greek Antikythera Mechanism, Freeth, T., Higgon, D., Dacanalis, A. et al., 12 March 2021, Sci Rep 11, 5821 (2021).
  22. « La machine d’Anticythère – Société astronomique de France », sur saf-astronomie.fr (consulté le ).
  23. Freeth 2010
  24. Tony Freeth, 2010 et Mike Beckham, 2012.
  25. Pour les Babyloniens, le taux annuel de rotation de l’orbite elliptique de la Lune est de 0,112579655 tour par an ; la valeur réelle étant 0,112987, l’écart est de 0,36 %.
  26. (en) En ligne : iol.co.za, reproduction de l'article du Pretoria News, p.9, 6 juin 2006
  27. Voir article de la BBC « Olympic link to early 'computer' » en date du 30 juillet 2008
  28. Académie des sciences de Grèce (?), ΣΥΝΕΔΡΙΟ ; Ο ΑΛΕΞΑΝΔΡΟΣ, ΤΟ ΕΛΛΗΝΙΚΟΚΟΣΜΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΚΑΙ Η ΣΥΓΧΡΟΝΗ ΠΑΓΚΟΣΜΙΑ ΚΟΙΝΩΝΙΑ voir p 11/13 du PDF
  29. « Itinera Electronica: Du texte à l'hypertexte », sur agoraclass.fltr.ucl.ac.be (consulté le )

Voir aussi

Articles connexes

Bibliographie
Livres
  • (en) Derek De Solla Price, « Gears from the Greeks: The Antikythera Mechanism—A Calendar Computer from ca. 80 B.C. », in: Science History Publications, New York, 1975 (ISBN 0-87169-647-9) - Reprise de l'article publié dans Transaction of The American Philosophical Society, New Series, Volume 64, Part 7, 1974
  • (en) Jo Marchant, Decoding the Heavens, Windmill Books, 2009 (ISBN 978-0-099-51976-8)
  • (en) Lucio Russo (en), The Forgotten Revolution: How Science Was Born in 300 BC and Why it Had to Be Reborn, Springer, 2004 (ISBN 3-540-20396-6)
  • (it) Giovanni Pastore, Il planetario di Archimede ritrovato, Roma : [s.n.], 2010 (ISBN 9788890471520)
  • (en) M. Allen, W. Ambrisco, e.a., The Inscriptions of the Antikythera Mechanism (= Almagest, 7.1), Turnhout, Brepols Publishers, 2016 (ISSN 1792-2593)
Journaux, revues, sites web
  • J. Theofanidis, « Sur l'instrument en cuivre, dont des fragments se trouvent au Musée archéologique d'Athènes et qui fut retiré du fond de la mer d'Anticythère en 1902 », Praktika tēs Akadēmias Athēnōn, vol. 9,‎ , p. 140-149 (présentation en ligne)
  • Pierre Le Hir, « Le Secret du mécanisme astronomique d'Anticythère », Le Monde,‎ (lire en ligne)
  • Myriam Détruy, « Mécanisme d'Anticythère, l'horloge mystérieuse », Ciel et Espace, no 436,‎ , p. 54
  • Pierre Le Hir, « Le mystérieux mécanisme d'Anticythère remet à l'heure la science des Grecs », Le Monde,‎ (lire en ligne)
  • François Tonic, « Le mécanisme d'Anticythère », Les grands secrets de l'archéologie, no 8,‎
  • Tony Freeth, « L'horloge astronomique d'Anticythère », Pour la Science, no 389,‎ , p. 64-71
  • (en) M. T. Wright, « A Planetarium Display for the Antikythera mechanism », Horological Journal, vol. 144, no 5,‎ , p. 169-173
  • (en) Jarrett A. Lobell, « The Antikythera Mechanism », in: Ciel et Espace n° 441, février 2007, p. 60-63
  • (en) J. Reece Roth, « Gears From The Greeks : The Antikythera Mechanism, A Calendar Computer from Circa 80 BC » [PDF],
  • (en) Tony Freeth, David Higgon, Aris Dacanalis et al., « A Model of the Cosmos in the ancient Greek Antikythera Mechanism », Scientific Reports, vol. 11,‎ , article no 5821 (e-ISSN 2045-2322, lire en ligne)

Filmographie et vidéographie

Liens externes
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