Claude Ptolémée, dont le prénom, Claudius, indique qu’il est un citoyen romain, et le nom, devenu très courant au II^e s. apr. J.-C., qu’il était certainement un Grec d’Égypte. Il n’a aucun lien de parenté connu avec la dynastie macédonienne des Ptolémée, qui gouverna l’Égypte de la conquête d’Alexandre à la mort de Cléopâtre. Il est né à Canope, dans le delta du Nil, sous le règne des Antonins, à l’apogée de l’empire, plus précisément sous le règne de Trajan (98-117). Il connut successivement quatre empereurs : Trajan, Hadrien, Antonin le Pieux et Marc-Aurèle. Il travailla probablement à la Grande Bibliothèque d’Alexandrie entre 127 et 141, puisqu’il y fit des observations astronomiques ; il mourut sans doute à Canope, sa cité natale.

On ne sait rien de sa vie, qui se confond probablement avec ses recherches. Il est une exception dans un contexte relativement morose, tout comme Galien dans le domaine de la médecine.

Son œuvre astronomique, intitulée Composition mathématique ou Almageste (ἡ Μεγίστη, « la plus grande », avec l’article « al » d’origine arabe), est le seul ouvrage antique d’astronomie qui nous soit parvenu complet. Il a survécu avec d’autres traités, les Hypothèses des planètes, le Tétrabiblos consacré à l’astrologie, ou la Géographie, ou encore des traités sur l’optique ou la musique. Outre ses propres recherches, il a eu le mérite de nous faire connaître ses prédécesseurs, qu’il cite abondamment, en particulier Hipparque. C’est à travers lui, dans ses traductions arabes et byzantines, que l’Occident médiéval prit connaissance de la science grecque.

L’astronomie de Claude Ptolémée : l’Almageste

Dans la lignée de Pythagore et de Platon, Ptolémée affirme la prééminence des mathématiques, qui sont le seul savoir inébranlable par la rigueur de ses démonstrations. C’est pour cette raison qu’il conserve l’idée de la sphère : la géométrie du cercle permet en grande partie de « sauver les apparences ». La Terre est donc sphérique, immobile au centre de l’Univers, car le plan de l’horizon coupe la sphère céleste en deux moitiés ; les cieux eux-mêmes sont sphériques. On voit là également l’influence d’Aristote : Ptolémée reprend l’idée d’un monde supra-lunaire fait d’éther, le plus homogène des éléments : or la surface des corps homogènes ne peut elle-même qu’être homogène, donc sphérique.

Si, comme Aristote, Ptolémée refusait d’envisager un mouvement de la Terre, c’est aussi parce que l’on considérait que l’observation confirmait ce que l’on savait de la physique : or on n’avait pas les moyens techniques qui auraient permis de détecter les effets de la rotation terrestre. Il faudra pour cela attendre le XVII^e s. et les travaux des académiciens de Florence, et surtout la deuxième moitié du XIX^e s. et le fameux pendule de Foucault…

Comme ses prédécesseurs, Ptolémée voulait expliquer les mouvements irréguliers des corps célestes en termes de combinaisons de mouvements circulaires uniformes, sur le modèle des épicycles et des excentriques défini par Apollonios de Pergè. Il donne ainsi une théorie du Soleil, et montre que ces deux modèles sont équivalents ; il préfère en ce cas la seconde explication, plus simple.

En plus de ses travaux théoriques, Ptolémée réalisa un prodigieux travail de synthèse : il reprend le catalogue d’Hipparque, qui contenait déjà 850 étoiles ; il parvient, lui, à en identifier 1028. Il utilise pour cela l’astrolabe armillaire (à ne pas confondre avec l’astrolabe plan) pour déterminer avec précision les positions de la lune : il construisit sans doute son propre instrument. Cependant, lorsque son modèle mathématique, rationnellement satisfaisant, entrait en conflit avec l’observation – ainsi, selon sa théorie, la distance de la Terre à la Lune aurait dû varier du simple au double, ce qui n’est pas exact – il préférait la théorie. Son seul objectif était de fournir un modèle géométrique permettant de calculer les mouvements de la Lune, des planètes et du Soleil. Par des observations et des calculs, il parvint à donner un exposé systématique de chacune des planètes, en calculant la grandeur de son épicycle, son excentricité, et des tables permettant de calculer la position longitudinale de la planète, ainsi que la grandeur et la durée des rétrogradations de chaque planète. Cette théorie pouvait être critiquable – et fut critiquée par Copernic – mais constitua l’essentiel des savoirs astronomiques jusqu’à la Renaissance.

Ptolémée peut être considéré comme le dernier astronome grec : ses théories devinrent rapidement un véritable dogme, qui ne sera remis en question qu’à partir du XVI^e s. avec Tycho Brahé. Il représente donc à la fois l’apogée de l’astronomie grecque, et son chant du cygne.

L’Almageste

L’Almageste, dont le titre grec était Μαθηματική σύνταξις, est le seul traité d’astronomie complet qui nous soit parvenu. On peut prendre connaissance en ligne de cet ouvrage dans une nouvelle traduction française de Pierre Paquette, datée d’avril 2022. Avant lui, il n’existait en français que la traduction de Nicolas Halma, datée de 1813-1815, reprise par Jean Peyroux en 1988.

L’ouvrage est constitué de 13 livres :

1. Forme de la Terre ; exposés de concepts mathématiques ;
2. La Terre et les différentes données qui la concernent : pôles, écliptique, équateur, méridiens…
3. Le Soleil et ses mouvements ;
4. La Lune et ses mouvements ;
5. Comment construire une sphère armillaire ;
6. Les éclipses ;
7. Les étoiles fixes ;
8. Les étoiles fixes ;
9. Les sphères du Soleil, de la Lune et des cinq planètes ; Mercure ;
10. Vénus et Mars ;
11. Jupiter et Saturne ; la longitude des cinq planètes ;
12. Les rétrogradations des cinq planètes ;
13. La latitude des cinq planètes ; épilogue.

L’astrologie selon Ptolémée

Outre l’Almageste, Ptolémée est aussi l’auteur du Tétrabiblos, consacré à l’astrologie, c’est-à-dire l’influence des astres sur le monde sublunaire, et sur les destinées individuelles des hommes. Cela peut nous surprendre ; mais bien plus tard encore, Copernic, Tycho Brahé, Kepler et même Newton croyaient aussi en l’astrologie…

Ptolémée se montre relativement prudent et rationnel : il mentionne notamment  l’influence du Soleil sur les saisons, ou  celle de la Lune sur les marées, pour considérer que l’astronomie permet des prédictions tout à fait scientifques. Il n’est donc pas incohérent de penser que les astres puissent avoir une influence sur le monde sublunaire, peuples ou individus.

En réalité, les deux ouvrages que Ptolémée consacre aux astres ne s’opposent pas, mais se complètent : dans les deux cas, il s’agit de prédire l’avenir. Dans le premier, le savant alexandrin donne à ses lecteurs les moyens de prévoir les éclipses, et les mouvements des astres. Dans le second, il montre que ces mouvements des astres-dieux ont une influence directe sur les hommes, à titre individuel ou collectif. En cela, il est un homme de son temps : il tente de contrer à la fois le scepticisme grandissant à son époque, qui tend à mettre en doute l’ensemble du savoir, et la prolifération des charlatans en tous genres, et des croyances les plus farfelues, en s’efforçant de donner à l’astrologie un caractère rationnel. Il est également influencé par le philosophe Poseidonios d’Apamée, un stoïcien très en vogue dans l’intelligentsia gréco-romaine, qui avait érigé en système la « sympathie » unissant entre elles toutes les parties de l’Univers : ce qui affecte les astres ne peut pas ne pas avoir d’influence sur la Terre et ses habitants.

Constitué de quatre tomes (d’où son nom de Tétrabiblos), l’ouvrage de Ptolémée commence par une « défense et illustration » de l’astrologie, répondant ainsi aux moqueries des sceptiques comme Sextus Empiricus ; puis, dans le livre II, il s’intéresse à l’influence des astres, et des climats, sur les communautés humaines, peuples et cités ; il reprend ainsi la théorie des climats, définie par Aristote et développée par Poseidonios : à un « climat » donné correspond un type humain et une organisation sociale ; il suggère ainsi une géographie humaine, recouvrant peu ou prou la carte d’Ératosthène, vieille déjà de plus de 300 ans.

Les livres III et IV sont consacrés à l’art d’établir des horoscopes individuels, appelé « généthlialogie » ; il se fonde pour cela sur les calculs des Chaldéens, concernant à la fois les mouvements des cinq planètes connues (Saturne, Jupiter, Mars, Vénus et Mercure, auxquels s’ajoutent la Lune et le Soleil) et les signes du Zodiaque. Chaque signe se voit attribuer des traits particuliers, « masculin / féminin », « diurne / nocturne », « dominant / soumis ». L’action de chaque planète est donc la résultante de ses qualités propres, de celles des signes qui la contiennent, et de sa position par rapport au Soleil ou à la Lune…

Cet exposé systématique constitue la synthèse de l’ensemble des connaissances de son époque : il n’est pas étonnant qu’il soit devenu, comme le dit Germaine Aujac, « le livre de chevet, ou de référence, des astrologues de tous les temps ».

La Géographie de Ptolémée

Carte de Ptolémée

Claude Ptolémée ne fut probablement pas un grand voyageur, mais plutôt un homme de cabinet, capable de connaître et de synthétiser l’ensemble des connaissances de son temps. Sa Géographie compte parmi ses œuvres majeures, couvrant l’ensemble de la terre habitée (l’Œkoumène) connue à son époque. Elle est composée de huit livres :

• Livre I : définition du sujet ; données et méthodes utilisées ;
• Livres II à VII : listes topographiques et coordonnées de plus de 8000 lieux, allant de l’Irlande et de la Grande-Bretagne à l’Inde, en passant par l’Allemagne, l’Italie, la Grèce, l’Afrique du Nord, l’Asie mineure et la Perse ;
• Livre VIII : 26 cartes régionales (10 pour l’Europe, 4 pour l’Afrique (qu’il appelle « Libye », et qui reste le grand continent inconnu) et 12 pour l’Asie.

La Géographie, plus tardive que l’Almageste et le Tétrabiblos, ne reprend pas tout à fait les données géographiques de ce dernier ; il prend en compte les connaissances nouvelles, liées aux progrès du commerce et aux incursions des armées romaines. En effet, celles-ci s’étaient aventurées jusqu’au Sahara, reculant ainsi les limites de l’Œkoumène vers le Sud, tandis que de premiers contacts s’étaient semble-t-il établis avec l’Extrême-Orient : le monde habité avait bien grandi depuis Ératosthène.

Le projet de Ptolémée n’était pas, cependant, une description de la Terre et de ses habitants : il ne fait aucune allusion à l’actualité, et ne s’intéresse donc pas à la géographie humaine. Ce qu’il veut, lui, c’est donner les moyens, fondés sur des coordonnées précises et incontestables, et donc encore une fois sur les mathématiques, de cartographier la Terre, à la fois dans son ensemble, et par région.

Les sources de Ptolémée

Ptolémée s’appuie sur les travaux de Dicéarque, de Posidonios d’Apamée et de Marinos de Tyr, un Romain d’origine phénicienne qui reprit le système de coordonnées géographiques de Dicéarque. Mais, alors que Marinos estime l’étendue de la Terre habitée était de 225° de l’Espagne à la Chine (au lieu des 130° véritables), il reprend l’estimation de Posidonios pour la circonférence du globe au lieu de celle, plus exacte, d’Ératosthène : Ptolémée gardera cette estimation, mais recalculera plus exactement les dimensions de l’Œkoumène.

La géographie

Ptolémée choisit donc de considérer la Terre comme une sphère de 180 000 stades (33 345 km), qu’il divise, selon le système sexagésimal babylonien, en 360° de longitude, de 500 stades chacun (soit 92,625 km) – aujourd’hui, un degré représente 111,319 km à l’équateur. Pour lui, qui ignore bien sûr le méridien de Greenwich, le méridien de longitude zéro se situait au point le plus occidental alors connu, à savoir les « Îles Fortunées », autrement dit les Canaries.

La latitude, dont le degré zéro est, comme aujourd’hui l’Équateur, s’étend de Thulé, le point le plus septentrional connu (63°N) – mais ce n’est pas la Thulé de Pythéas, située près du cercle polaire, mais l’actuelle Mainland, l’île principale de l’archipel des Orcades, au Nord de l’Angleterre – jusqu’à Agisymba, qu’il situe à 8200 stades au Sud de l’Équateur, soit environ 1500 km, en Afrique sub-saharienne (16°S), dans l’actuelle République Centrafricaine. L’ensemble couvre donc, de Thulé à Agisymba, 79°

Dans cette zone délimitée par les latitudes et longitude, Ptolémée définit une partie habitable, de 72000 stades (13 338 km) en longitude sur 40000 en latitude (7410 km) (98 834 580 km²).

Ptolémée va surtout établir les coordonnées géographiques précises de plus de 8 000 lieux, en se fondant sur les travaux de ses prédécesseurs, et des récits de voyageurs.

La cartographie

Ératosthène avait, le premier, établi des cartes de géographie fondées sur des données scientifiques ; Hipparque avait amélioré ses calculs. Ptolémée, en se fondant sur les travaux mathématiques d’Euclide (vers 300 av. J.-C.), améliore la projection de la sphère sur une surface plane.

Dans son livre I, il indique avec précision comment fabriquer un planisphère sur un rectangle ABCD, tel que la longueur AB soit double de la largeur AC. Sur cette surface, il convient, par projection conique simple, de tracer les latitudes au moyen de droites convergeant vers le pôle ; puis les longitudes ou méridiens : parallèles de Thulé, Rhodes, Méroé, Équateur, et Antiméroé. On obtient ainsi une carte recouvrant l’ensemble de l’Œkoumène, c’est-à-dire le quart N-W de l’hémisphère Nord. Il explique aussi comment on peut obtenir une représentation plus réaliste par une « projection conique arrondie » plus complexe, mais plus proche de la vérité.

La cartographie de Ptolémée est donc intégralement géométrique.

Le livre II s’intéresse ensuite à la description régionale, autrement dit à la chorographie. Or, si certains lieux étaient bien connus, une grande partie de la Terre était encore inexplorée : Ptolémée admet donc que nombre de localisations sont établies « au jugé » :

« Pour les lieux relativement peu parcourus, on doit considérer en revanche, vu la rareté et l’incertitude de l’information, que les coordonnées ont été calculées très approximativement, par confrontation avec des positions ou des tracés établis de façon plus fiable : notre seul but en effet est de ne laisser aucun des lieux à indiquer, sur toute l’étendue du monde habité, sans localisation définie. » (G. Aujac, op. cit. p. 382)

Là encore, Ptolémée donne un « mode d’emploi » extrêmement précis pour la constitution des cartes régionales : tracer les coordonnées dans les marges, indiquer systématiquement le Nord en haut et le Sud en bas, l’Ouest à gauche et l’Est à droite – ce qui est purement conventionnel, mais permet à tout éditeur de cartes d’être universellement compris : ces données sont toujours valables aujourd’hui.

Les livres III à VI décrivent les différentes régions, et indiquent les coordonnées des villes et lieux remarquables.

Le livre VII donne une image synthétique du monde habité. Il est cerné de tous côtés par des « terres inconnues » (et que l’on suppose donc inhabitables). Quant aux mers, elles sont incluses dans l’Œkoumène : la Méditerranée, la mer Caspienne reconnue comme une mer fermée (contrairement à ce que pensaient Poseidonios et probablement Ératosthène), la mer indienne allant jusqu’en Chine méridionale, et fermée par une terre inconnue à l’Est et au Sud.

Ptolémée connaît trois continents : l’Asie, l’Afrique qu’il appelle Libye, et l’Europe ; il cite aussi 10 îles par ordre décroissant de superficie : Trapobane (Sri Lanka), Albion (l’Angleterre), la Chersonnèse d’or (peut-être la Malaisie ?), Ierné (l’Irlande), le Péloponnèse qu’il prend manifestement pour une île, la Sicile, la Sardaigne, la Corse, la Crète et Chypre.

Il rappelle enfin les dimensions du monde habité, en se fondant non sur le méridien des Îles Fortunées (le plus occidental), mais sur celui d’Alexandrie et de Rhodes, d’usage sans doute plus courant.

Il expose enfin comment intégrer la représentation de l’Œkoumène à l’intérieur de la sphère armillaire, c’est à dire de la sphère céleste, en projection plane.

Le livre VIII, quant à lui, explique comment établir les cartes régionales, avec des échelles différentes selon que les indications à reporter sont nombreuses ou non (certaines zones de l’Œkoumène étant encore très peu connues).

Postérité de la Géographie

La Géographie de Ptolémée constitue une somme des connaissances accumulées au II^e s. apr. J.-C. ; il en est aussi la fin, au moins jusqu’à la Renaissance : il n’y aura guère de nouveautés jusqu’aux « Grandes Découvertes« .

Le livre a été longtemps considéré comme perdu ; il fut redécouvert par le Byzantin Maximus Planude vers 1300. Il était cependant connu des Arabes, qui l’avaient traduit. On pense que les cartes figurant aujourd’hui dans l’ouvrage datent non de l’époque de Ptolémée, mais de l’époque byzantine.

Vers 1410, il sera l’une des sources du cosmographe Pierre d’Ailly, dans son Imago Mundi, qui inspira lui-même Christophe Colomb : celui-ci en possédait un exemplaire.

Ptolémée, apogée et fin de la science grecque

On considère volontiers Ptolémée comme le dernier scientifique grec, avec Gallien en matière de médecine. Sans doute la nature de son projet l’a-t-il voulu ainsi : ce lecteur infatigable, ce génie de la synthèse voulut donner à son œuvre un caractère universel et intangible, en faisant en sorte que ses successeurs puissent actualiser ses données. Ainsi, dans son Almageste, il fit en sorte que les astronomes du futur puissent facilement tenir compte de la précession des Équinoxes pour calculer la position des étoiles à n’importe quel moment, en calculant la modification du point vernal, à raison d’un degré tous les 100 ans depuis l’année de référence, 138 apr. J.-C. et en ajoutant cette valeur à la longitude ; de cette manière, on peut reconstituer l’état du ciel à tout moment du passé, cette fois en retranchant cette valeur. L’Almageste se voulait donc un outil éternel – et le fut jusqu’au XVI^e s. au moins. Il procéda de même dans le Tétrabiblos.

Sa Géographie devint, de même, une référence incontestable : il ne chercha pas à décrire le monde de son temps, mais à donner la méthode pour cartographier la Terre, dans son ensemble et en détail. Ses cartes demeurèrent un modèle du genre.

Après Ptolémée, la science grecque subit un long déclin. Plusieurs facteurs peuvent expliquer ce phénomène : la défiance et le désintérêt croissant de la philosophie à l’égard du savoir, conçu aussi bien par les Stoïciens que par les Épicuriens comme un moyen de combattre la peur et le malheur humains – même si certains philosophes furent également des savants ; la domination romaine et le peu de goût des Romains pour les spéculations abstraites, qui fit que Rome, centre du pouvoir et immense capitale, ne fut jamais un phare intellectuel à la hauteur d’Athènes ou d’Alexandrie, et l’influence grandissante du christianisme jusque dans les hautes sphères du pouvoir… Or celui-ci considéra toujours avec méfiance la curiosité scientifique, perçue comme un manque de foi et une manifestation d’orgueil de la créature, détournée ainsi de la pure contemplation religieuse… À partir de 200 apr. J.-C., on cherche davantage à préserver le savoir qu’à l’accroître : les sommaires, résumés et commentaires prennent désormais la plus grande place.

Bibliographie

• Germaine Aujac, Claude Ptolémée, Astronome, astrologue, géographe, éditons du CTHS, 3^ème édition, 2012 (avec de larges extraits des œuvres de Ptolémée), 428 p.
• Claude Ptolémée, L’Almageste, traduction Pierre Paquette, 2022.