Alexandrie
Capitale de la science antique
La force de l'esprit alexandrin et sa créativité scientifique est due à la conjugaison de plusieurs éléments : l'argent d'Alexandre Le Grand, le rassemblement des érudits en un même lieu et la bibliothèque.
Ces savants furent des inventeurs de machines, des innovateurs de la pensée, des médecins, des mathématiciens, des littéraires, des poètes. Ils s'attacheront souvent à une explication précise des faits observés.
En voici quelques uns des plus célèbres :
EUCLIDE ( -IVe S -IIIe S )
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"Par un point du plan, on ne peut mener qu'une parallèle à une droite" : base des raisonnements mathématiques jusqu'au XVIIIe siècle. Euclide détermine les paramètres des mouvements de la Lune et des planètes. Ces calculs s'approchent des notions de latitude et longitude, ce qui permit aux marins de naviguer au large. |
| HEROPHILE ( -340 -300 ) Médecin et astronome grec, il décrit de manière précise l'oeil, le foie, le pancréas, les ovaires. Il mesure le rythme du pouls.
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| ERASISTRATE ( -320 -250 ) Médecin et chirurgien, il part des travaux d'Herophile et s'intéresse à la physiologie du cerveau. Il y distingue les nerfs moteurs des nerfs sensitifs. Il met en évidence le rôle du bulbe et différencie les circonvolutions cérébrales humaines et animales. Il améliore les connaissances contemporaines sur le mécanisme cardio-pulmonaire et affirme la distribution, à partir du coeur, du sang oxygéné. Il distingue et décrit la trachée artère.
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| ARCHIMEDE (-287 -212)
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Élève d'Euclide, à Alexandrie, il mena l'essentiel de ses recherches, tant pratiques que théoriques, en Sicile. Il ne séjourna pas longtemps à Alexandrie. Il diverti ses émules d'Alexandrie avec des théorèmes qu'il savait faux. En physique, on lui doit principalement une étude précise sur l'équilibre des surfaces planes (égalité des moments, principe du levier et la phrase fameuse : donnez-moi un point d'appui, je soulèverai le monde), les premières lois de l'hydrostatique (poussée d'Archimède).
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| L'équilibre
est obtenu si aM = bM'. ainsi si M est deux fois plus lourd que N, alors b = 2a : le
"bras" de levier est inversement proportionnel
à la masse. Dans son traité sur le centre de gravité des surfaces planes, Archimède expose magistralement le concept de centre de gravité, point abstrait où l'on peut considérer que la masse de l'objet s'y concentre et peut être ainsi remplacé, dans les calculs, par ce point pondéré. C'est en sorte le premier traité sur le calcul barycentrique (du grec et du latin, mot à mot : centre lourd). Lorsqu'une figure n'admet pas de centre de symétrie, la recherche du centre de gravité n'est pas évidente; un résultat d'Archimède, obtenu aujourd'hui au moyen du calcul intégral : le centre de gravité d'un demi-disque homogène est situé en G tel que OG = 4R/(3p) :
La découverte de la "poussée d'Archimède" est liée à Hiéron, roi de Syracuse, qui lui avait demandé de vérifier si sa couronne était faite d'or pur : Tout corps plongé dans un liquide subit de la part de celui-ci, une poussée exercée du bas vers le haut, et égale, en intensité, au poids du liquide déplacé. Ayant découvert cette loi en prenant son bain, il se serait précipité nu dans les rues de la ville, en criant Eurêka!...Eurêka! (j'ai trouvé!... j'ai trouvé!). |
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| ARISTARQUE ( -310 -230 ) C'est un précurseur de Copernic, il affirme que la Terre tourne sur elle-même et décrit une orbite circulaire autour du Soleil. Cette théorie sera vite oubliée au détriment de celle des épicycles car des mesures précises prouvaient que des planètes comme Mars ne pouvaient se mouvoir sur un cercle avec pour centre le Soleil. Par la mesure des dimensions du cône d'ombre lors d'une éclipse de Lune, il démontre que le diamètre de la Lune est égal au tiers du diamètre terrestre et que sa distance à la Terre est de 60 fois le rayon de la Terre.
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| HIPPARQUE ( -190 -125 ) Il fonde la trigonométrie ( c'est-à-dire à mettre au point le
calcul des cordes ) pour les besoins de l'astronomie. Les fonctions trigonométriques ne
viendront que plus tard, dans le monde arabe. Il invente la première projection dite "Carte plate parallélogrammatique" lointaine ancêtre de la projection de Mercator. Il pose le principe de la détermination des longitudes. |
PTOLEMEE (+125 +151)
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Il est à l'origine de la théorie des épicycles : la Terre est fixe au centre du monde, les planètes ne se déplacent pas sur des orbites circulaires mais elles décrivent des petits cercles, des épicycles, d'un mouvement uniforme, tandis que le centre de l'épicycle est entraîné sur une orbite circulaire, le déférent. Il rend compte ainsi des principales irrégularités.
Système de Ptolémée
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| Un très beau
théorème de Ptolémée, qui lui a servi à établir des tables (longueurs de cordes de
cercle en base 60) et des formules trigonométriques : dans un quadrilatère convexe
inscrit dans un cercle, le produit des diagonales égale la somme des produits des côtés
opposés : AC.BD = AB.DC + AD.BC
sin(a + b) = DB/DE = DB/AC. On utilise la formule de
Ptolémée au quadrilatère ABCD et on divise les deux membres de l'égalité par AC DB/AC = AB/AC Avec les notations de la figure ci-contre, obtient : sin(a + b) = cos b soit, puisque dans un triangle rectangle les angles aigus sont complémentaires (le sinus de l'un est le cosinus de l'autre) : sin(a + b) = sin a
3 + 8 / 60 + 8 / 602 fournissant l'approximation 3,1417 pour le nombre p.
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HERON d'Alexandrie, 1er siècleIl mit en pratique ses connaissances en géométrie issues d'Euclide et d'Archimède dans des calculs d'aires et de volumes, dans la réalisation de machines et en architecture. Ses recherches et résultats sont réunis dans un
important traité : Metrica (Les métriques, retrouvé à Constantinople en 1896). On y
trouve en particulier l'aire A d'un triangle de côtés a, b et c, utilisant le demi
périmètre p = (a + b + c) / 2 du triangle : A =
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| DIOPHANTE d'Alexandrie - grec,
vers 350
La vie de ce grand arithméticien est mal connue. Il aurait écrit treize livres d'un traité intitulé "Les Arithmétiques". On n'en connaissait que six jusqu'en 1972 -retrouvés au 15è siècle, en Italie, par Regiomantanus- lorsque quatre autres furent retrouvés en Iran. Son oeuvre est constituée principalement de problèmes (189, résolus pour la plupart) conduisant à des équations dont les solutions sont entières ou fractionnaires. Elle influencera grandement Fermat. Équation diophantienne : équation de la forme P(x,y,z,...) = 0 où P est un polynôme à coefficients entiers (ou rationnels) dont on cherche les zéros dans N (entiers naturels) ou Q (nombres rationnels : fractions). Des exemples classiques d'équations diophantiennes : l'étude de la forme générale des triplets Pythagoriciens, le théorème de Bézout, la solution générale de l'équation en nombres entiers ax + by = c, le grand théorème de Fermat, l'équation de Pell, que Lagrange résoudra au moyen de la théorie des fractions continues. Pour Diophante, un nombre peut être entier ou fractionnaire. Les équations (de degré 2 ou 3) ou systèmes mis en jeu peuvent avoir plus d'une solution. On doit en trouver une et tout artifice est permis. |
On doit aussi aux savants alexandrin de l'époque nos jours de la semaine établis selon la séquence Lune, Mars, Mercure, Jupiter, Vénus, Sature, Soleil.
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