Depuis "quand" la terre est-elle ronde?

L’histoire des idées sur la forme de la Terre est éclairante pour montrer comment se transmettent (ou se perdent)  les connaissances. C’est une histoire simple, son sujet est tout à fait élémentaire et présente l’avantage de ne pas poser de problèmes d’interprétation, puisqu’elle est completement documentée.
Idées de l’Antiquité sur la Terre et la gravité
Dans toutes les civilisations préclassiques, on pensait que la terre était plate, la direction de la verticale était considérée comme absolue et la gravité était conçue comme une force agissant sur tous les corps pesants dans une direction fixe: la verticale , dirigée vers le bas. On croyait que ce qui était en haut était de nature opposée aux objets typiques de la profondeur. Des conceptions de ce type, qui permettent d’expliquer parfaitement de nombreux phénomènes quotidiens, avaient aussi influencé la formation des mythes. Dans la mythologie grecque, par exemple, à l’ opposé du ciel, lumineuse demeure de très beaux dieux, il y a le Tartare, éternellement sombre et habité par des êtres monstrueux. Un problème se posait cependant : si le Soleil ne peut jamais atteindre le Tartare, où va- t’il et que fait-il pendant la nuit ? Comment se fait-il qu’il se couche à l’ouest et que le matin suivant  il lève à l’est ? Les Egyptiens imaginaient que le Soleil le soir s’embarquait et que durant la nuit il naviguait le long d’un demi cercle horizontal, pour reprendre à chaque aube son voyage céleste depuis l’orient. Des mythes semblables sont rappelés dans la culture grecque et des transbordements analogues ont été imaginés pour la Lune et les étoiles.

Une révolution conceptuelle a été accomplie  au VI siècle av. J.C. par Anaximandre1, qui, compte tenu de ce que nous en savons , a été le premier à concevoir l’idée, apparemment paradoxale, que sous nos pieds, au delà de la Terre , il y avait un nouveau ciel. 
Anaximandre osa imaginer la Terre comme un cylindre suspendu dans l’espace, avec deux faces planes équivalentes : celle où nous habitons et une autre, semblable et opposée, où le haut et le bas étaient intervertis. Sans doute remonte à lui aussi l’idée que cette seconde face était habitée par d’autres hommes, les pieds tournés vers ce qui pour nous est le haut (dits,  pour cette raison, Antipodes).

1 Anaximandre et Anaximène étaient, au VI siècle av. JC., les élèves de Thalès, membres de l’école dite de Milet.

Après la découverte révolutionaire d’Anaximandre, il ne fallut pas beaucoup de temps pour que, grâce à un processus de généralisation, s’affirmât l’idée de la sphéricité de la Terre, qui remonte probablement à Parménide (V siècle av. JC). Parménide découvrit que la Lune aussi est toujours sphérique, reconnaissant que ses phases sont dues au changement de position réciproque de la Terre, de la Lune et du  Soleil, et donc à la variation de la partie de la Lune éclairée par le Soleil et tournée vers la Terre. Ce fut un pas important vers la construction de l’astronomie scientifique.
Dans les oeuvres de Platon et d’Aristote la sphéricité de la Terre est considérée comme une acquisition sûre et généralement partagée, et elle est étroitement liée à leur conception de la gravité. Le centre de la terre, qui est aussi le centre immobile du cosmos, est le lieu “naturel” auquel tendent tous les corps ”pesants”. Les corps “légers” (par exemple le feu) tendent au contraire vers le haut (c’est à dire à s’éloigner du centre), grâce à leur nature différente, tandis que les corps célestes, qui ne sont ni légers ni lourds, se meuvent naturellement d’un mouvement circulaire. Cette théorie, aprmi les autres d’Aristote, domina pendant l’Antiquité tardive et au Moyen Age. 

Selon la petite histoire qui depuis des siècles jouit d’une grande popularité, Newton aurait compris la gravitation universelle, en voyant tomber une pomme.
Si on s’intéresse à la chute des pommes, l'on ne necessite ni de la loi de la gravitation universelle, ni de la physique aristotélicienne. Les idées archaïques, avec verticale fixe et concept absolu du bas et du haut, sont parfaitement adéquates. La conception aristotélicienne de la gravité et de la forme de la terre pouvaient egalement expliquer la chute des pommes, mais aussi beaucoup d’autres choses : par exemple le coucher et le lever des astres, et la dépendance des observations astronomiques de la latitude. 
[Elle ne pouvait pas éventuellement expliquer d’une manière satisfaisante d’autres phénomènes, comme les mouvements des planètes, avec stations et rétrogradations, et les marées]. 
Dans le cas de la chute des pommes, l’importante nouveauté introduite par la loi de la gravitation universelle c’est que ... la Terre aussi tombe : elle tombe sur la pomme. Il  s’agit  cependant d’une nouveauté qui ne peut être suggérée certes par l’observation directe du fruit qui tombe.

A l’époque hellénistique, au III sc. av. J.C., on réalisa trois progrès importants :
1) Grâce à la fameuse mesure d’Eratosthène, on connut avec une précision raisonnable le rayon de la Terre ;
2) En outre naquit la géographie mathématique, basée sur l’introduction et l’emploi systématique des coordonnées sphériques : latitude et longitude ;
3) Enfin, et c’est ici le point qui nous intéresse le plus, on comprit pourquoi la terre a sa forme. Archimède démontra, en fait, que la simple hypothèse que la gravité était, comme l’avait déjà retenu Aristote,  une force agissant vers le centre de la terre, et le principe de base de l’hydrostatique²,  impliquent nécessairement la forme sphérique des océans dans des conditions de repos.
L’idée de la démonstration est très simple. Si la superficie des océans n’était pas sphérique, deux points proches posés sous l’eau au même niveau ( c’est à dire à la même distance du centre de la terre), seraient surmontés par diverses hauteurs d’eau, ils seraient par conséquent comprimés de manières différentes et ils ne pourraient rester en équilibre, étant donné que l’eau plus comprimée se répandrait aux dépens de la moins comprimée.

² Le principe de l’hydrostatique affirme que “les forces qui agissent sur une quelconque partie de liquide au repos se font équilibre”.
 
La démonstration d’Archimède concerne explicitement seulement les eaux, mais la même explication dut être appliquée aussi à la Terre dans son ensemble, puisque divers auteurs, parmi lesquels Pline, attribuent la sphéricité de la Terre à l’action de la gravité. L’idée que la Terre, dans un lointain passé avait été  fluide et avait pris sa forme avant de se solidifier dut jouer un rôle important dans les études géologiques d’Eratosthène et de Posidonios, mentionnés par Strabon. 
Diodore de Sicile présente, en vérité, une description  plus complète de la formation de notre monde, en précisant que la Terre, initialement semi fluide, aurait atteint son état actuel grâce à la gravité et à son incessante rotation :  cette deuxième précision peut suggérer que d’autres formes de la Terre furent proposées (géoïde ou ellipsoïde).
Durant l’empire romain, au II sc. ap. J.C., Claude Ptolémée montre comment les connaissances scientifiques hellénistiques ont été à la fois transmises et mutilées. Dans l’Almageste, Ptolémée prouve la sphéricité de la Terre en citant les mêmes phénomènes qui, à travers une longue tradition , sont entrés dans de nombreux manuels scolaires de notre temps : par exemple l’ombre circulaire de la terre durant les éclipses de lune et, dans un bateau qui s’éloigne, la disparition de la coque avant les voiles. Cependant, Ptolémée ne s’intéresse pas  aux causes de la forme de la Terre : sujet auquel il ne fait même pas allusion.
La connaissance de la forme de la Terre se transmit, sans interruptions apparentes, à travers l’Antiquité tardive et le moyen age européen. Il est vrai qu’au VI siècle ap. J.C. Cosmas  Indicopleustes soutint dans sa Topographie chrétienne que la terre est plate, rectangulaire et entourée d’un mur périmètral, mais il s’agit d’un cas isolé.
La Divine Comédie montre que Dante non seulement connait la forme de notre monde, mais la relie aussi à la relativité de la verticale et à l’inversion entre haut et bas qui se vérifierait en en traversant le centre.
Connaissances” fossiles”
Une autre petite histoire populaire, est celle de Christophe Colomb se présentant devant les “savants de Salamanque” affirmant de nouvelles notions sur la forme et les dimensions de la Terre et avançant l’hypothèse qu’il serait possible de “gagner le Levant par le Ponent”. Naturellement les savants de Salamanque réfutent Colomb. Le but de cette petite histoire est de faire croire que l’astronomie et la géographie de Ptolémée affirmaient la platitude de la terre.
La légende répandue que les ”Anciens” croyaient en une Terre plate et que sa sphéricité était une découverte géniale de Christophe Colomb a continué pendant des siècles à être transmise dans des oeuvres de culture populaire de genre varié.
Il est vrai que l’idée de Colomb d’aller en Asie en navigant vers l’Occident, tout en remontant à l’Antiquité², avait été oubliée pendant des siècles.

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 (3) Strabon,à l’appui de sa propre thèse selon laquelle il y a un océan unique depuis les côtes atlantiques, de l’Europe à l’Asie, rappelle que ceux qui avaient  essayé de faire le tour du monde en bateau avaient renonçé non parce qu’ils avaient rencontré un continent sur leur route mais parce qu’ils étaient découragés par la longueur du voyage (Strabon, Geographia). 

En outre, même si des hommes de savoir comme Thomas d’Aquin et  Dante montrent qu’ils connaissent la forme de la terre, les cartographes, leurs contemporains se comportaient exactement comme si elle était plate.
En observant par exemple la carte du monde de Hereford, dessinée en Angleterre à l’époque de Dante, nous voyons que la terre y apparait comme un disque centré sur Jérusalem et entourée par ce qui semble être l’ancien “fleuve Océan”. 
Si c’étaient là les cartes disponibles, les marins auraient pu bien difficilement imaginer des routes de “circumnavigation”.

En réalité au Moyen Age en Europe on conservait l’image de la Terre transmise par des auteurs comme Platon, Aristote et Pline l’Ancien, mais on n’en connaissait plus l’origine et les applications. On ne savait plus utiliser, en fait, ni les coordonnées sphériques ni les méthodes de la cartographie classique. Nous pouvons dire que la notion de la forme de la terre était transmise à l’état de “fossile”, vidée de son vrai sens et réduite à une affirmation gratuite, acceptée sur la base du principe d’autorité (d'Aristote).
Il faut reconnaitre que c’est justement à l’époque de Colomb, et en partie par son oeuvre, que l’antique notion reprit vitalité. 
Elle reprit vitalité cependant grâce à la récupération de la Géographie de Ptolémée, qui fut traduite pour la première fois en latin (par Jacques Ange) en 1406. La première publication imprimée remonte à 1477. Colomb exposa son projet au roi du Portugal en 1485. Des hommes comme Colomb, libres de préjugés idéologiques, comprirent que les ”anciens textes”, tout en étant anciens, pouvaient être plus utiles que la carte dessinée avec une pieuse dévotion à Hereford au XIIIe siècle.
Au XIX siècle nait l’histoire de la science. Dans un des premiers traités (Whewell, 1837) on fait allusion au problème ancien de la forme de la terre :
La tentative de Newton de résoudre le problème de la forme de la Terre en la supposant fluide est le premier exemple d’une recherche de ce type et se base sur les principes que nous avons déjà expliqués, appliqués avec l’habileté et la sagacité qui caractérisent tout ce que Newton a fait.
C’est seulement une des innombrables découvertes qui seront attribuées à  Newton, repoussant dans l’oubli complet tous ses prédécesseurs. 

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Extrait de: Lucio Russo, '' Flussi e riflussi'', Feltrinelli 2003.