Les échanges culturels en Méditerranée
L’exemple de l’optique


La Méditerranée est, depuis des millénaires, un lieu d’échanges entre toutes les civilisations de l’Ancien Monde, celles qui encerclent ses rives, et celles qui s’en éloignent. C’est ce que je voudrais brièvement illustrer à partir de l’histoire d’une discipline scientifique : l’optique.

Une histoire sans point fixe

Plaçons-nous d’abord dans la situation de l’historien qui, de nos jours, veut écrire l’histoire de sa discipline à l’une ou l’autre de ses étapes. Si, par exemple, il entend étudier les débuts de l’optique hellénistique, il ne manquera pas de rencontrer l’œuvre de Dioclès, du deuxième siècle avant notre ère. Sa recherche exigera donc l’examen de la compilation arabe de cette œuvre, seule à avoir survécu ; le grec n’existe plus. Si, maintenant, il s’attache à une période plus tardive de l’optique hellénistique, il devra consacrer la majeure partie de ses efforts à l’étude de la contribution capitale attribuée à Ptolémée (ii
e siècle). Il lui faudra cette fois se satisfaire de la traduction latine faite au xiie siècle par l’émir Eugène de Sicile, à partir de la version arabe, elle-même établie à partir du texte grec, au ixe siècle : en effet, les deux textes, grec et arabe, sont perdus. Supposons enfin que notre historien ne s’intéresse qu’à la seule optique arabe, et qu’il soit suffisamment désinvolte pour négliger les sources grecques et les traductions arabes de celles-ci, il ne pourra cependant pas faire l’économie des traductions latines et hébraïques issues de l’arabe. Nous savons que l’un des premiers travaux en optique arabe est du philosophe al-Kindi. De son livre sur l’optique, il ne nous reste que la traduction latine, qui fut une référence essentielle aussi bien pour Roger Bacon que pour John Pecham et pour Robert Grosseteste. Mais s’il étudie un chapitre particulier de l’optique arabe, comme celui des phénomènes atmosphériques, il rencontrera inévitablement le livre de l’Andalou Ibn Mu’adh, De Crepusculis, qui n’existe que dans ses traductions latine et hébraïque ; le texte arabe est perdu.
Il serait facile de multiplier de tels exemples, qui tous concourent à montrer que nous sommes bien là face à une situation spécifique, comme dans le temps dans l’espace. Si, en effet, on le compare à l’historien de l’optique d’une époque plus tardive, telle le xviii
e siècle, ou à un historien de l’optique dans une autre aire culturelle — la Chine, par exemple, l’historien des sciences et des mathématiques dans les cultures méditerranéennes, jusqu’au xviie siècle, doit suivre une démarche plus contournée. Il lui faut sans répit parcourir tous les lieux ; jamais il ne peut s’appuyer sur un point fixe ; il doit rejeter, au risque de manquer totalement son objet, toute tentation de culturo-centrisme et d’histoire linéaire. Mais cette condition, propre à notre historien, n’est, en fait, que le reflet des méandres de la constitution et de la diffusion de l’optique elle-même. Arrêtons-nous donc à l’élaboration de cette science, et, au lieu des recherches de l’historien d’aujourd’hui, considérons le parcours du savant d’hier.

Une transmission active

La recherche optique dans l’antiquité grecque et hellénistique se répartit essentiellement en cinq chapitres, qui parfois se superposent ou se chevauchent : l’optique au sens propre, c’est-à-dire l’étude géométrique de la perception de l’espace et des illusions de perspective ; la catoptrique, à savoir l’étude géométrique de la réflexion des rayons visuels sur les miroirs ; les miroirs ardents, étude de la réflexion convergente des rayons solaires sur les miroirs ; les phénomènes atmosphériques comme le halo et l’arc-en-ciel ; et l’étude de la vision par les philosophes et les médecins. Dans les chapitres où l’on traite en même temps de la propagation de la lumière et de la vision, dominait la doctrine du « rayon visuel » : il s’agit d’un faisceau divergent, émis par l’œil, c’est-à-dire un cône dont le sommet est l’œil, et dont les arêtes sont les rayons visuels, qui se propagent en ligne droite et vont parcourir les objets qui leur font obstacle. Selon cette doctrine, voir c’est éclairer, et les conditions de la propagation sont celles de la vision. Chacune des deux problématiques — propagation et vision — renvoie immédiatement à l’autre ; or c’est précisément sur ce double mouvement de renvoi qu’ont reposé les conditions de possibilité de l’ancienne optique, mais aussi ses limites et les obstacles à son développement.
C’est donc cette doctrine qui fut transmise, avec la plupart des travaux grecs et hellénistiques optiques, à la tradition arabe. Mais que signifie, dans ce contexte, « transmission » ? Deux traits insuffisamment soulignés caractérisent le mouvement de traduction scientifique qui a réalisé la partie de loin la plus importante de la transmission scientifique. D’une part, la traduction scientifique était le plus souvent destinée, sinon toujours, non point à constituer une bibliothèque nécessaire à l’érudition, mais à répondre aux besoins de la recherche scientifique la plus avancée à l’époque. On peut dès lors comprendre, et c’est le deuxième point, que la traduction fut souvent l’œuvre de savants de premier plan, tel Thabit ibn Qurra, par exemple, et que souvent, l’acte de traduire était immédiatement suivi du renouvellement d’un chapitre particulier, si ce n’est de l’ensemble de la discipline. C’est dire que cette transmission était parfois didactique, souvent cumulatrice, et par moments révolutionnaire.
L’important chapitre sur les miroirs ardents illustre parfaitement cette situation. Ce chapitre, mathématiquement le plus difficile de l’ancienne optique, est aussi celui qui, socialement, séduit le plus. On a souvent présenté ces miroirs comme une arme de guerre, à laquelle les gouvernants ne pouvaient demeurer indifférents. Au milieu du ix
e siècle déjà, la plupart des travaux grecs hellénistiques et byzantins étaient traduits en arabe. Les plus importants d’entre eux n’existent d’ailleurs plus qu’en arabe, ou, tout au moins, leur version arabe est plus complète que le texte grec qui a survécu. Outre la compilation du livre de Dioclès, déjà évoquée, nous possédons un texte de Didyme, un autre d’un certain “Dtrums”, et une version du texte d’Anthémius de Tralles (vie s.). Or, il serait impossible de comprendre ce mouvement massif de traduction sans référence à la recherche engagée sufffisamment tôt en ce domaine. Le niveau atteint par l’étude d’al-Kindî, par exemple, suffit à montrer cette liaison ; il reprend, en effet, le problème de l’embrasement à une distance donnée à l’aide de ces miroirs, et s’emploie dès le départ à démontrer ce qu’Anthémius de Tralles n’a pu prouver. Il rectifie la démarche de son prédécesseur, pour examiner d’autres miroirs qu’il n’avait pas étudiés. Tout comme al-Kindî, d’autres savants du ixe siècle, et des deux siècles suivants, vont reprendre les travaux des Anciens, pour les remanier et les étendre. Ils sont ainsi parvenus à parfaire la théorie géométrique de tous les miroirs étudiés par les Anciens — sphérique, parabolique, ellipsoïdal, système de miroirs plans —, ainsi qu’à améliorer les procédés des tracés continus des courbes servant à fabriquer ces miroirs. Mais dès la deuxième moitié du xe siècle, leur démarche prend une allure beaucoup plus radicale : ils posent des problèmes encore impensés. Ils s’interrogent en effet sur la possibilité d’employer non plus seulement la réflexion, à l’exemple des Anciens, mais aussi la réfraction, pour obtenir un meilleur embrasement. Le résultat le plus spectaculaire de cette nouvelle recherche fut, au xe siècle, le commencement de l’étude géométrique des lentilles, c’est-à-dire le commencement du célèbre chapitre sur l’anaclastique, jusqu’ici daté, à tort, du xviie siècle. Les effets de ce nouveau chapitre ne se limitaient pas aux seuls résultats géométriques et optiques obtenus — étude des plans tangents aux surfaces coniques, formulation pour la première fois de la célèbre loi de Snell —, mais ses prolongements vont jusqu’à infléchir l’étude optique elle-même. La place centrale sera désormais occupée par l’étude de la réfraction, et la dioptrique détrône la catoptrique. Cette inversion de l’importance respective des objets d’étude se manifestera désormais dans les travaux du mathématicien et physicien de la fin du xe et du début du xie siècle : Ibn al-Haytham. Notons pour l’instant qu’il a, lui aussi, consacré des travaux aux miroirs ardents ; son étude sur le miroir parabolique représentera du reste, à partir du xiie siècle, dans sa traduction latine — Liber de Speculis Comburentibus —, la principale source en latin sur ce sujet. C’est dans cette traduction de Gérard de Crémone que l’on rencontre, selon les termes de l’historien des mathématiques latines M. Clagett,
« the first traces of any knowledge of conic section in the West. »

Rectification, accumulation et renouvellement caractérisent donc l’histoire de ce chapitre de l’optique à la suite de la transmission du grec en arabe. Ce texte d’Ibn al-Haytham, tout comme son livre De l’optique, vont constituer un autre départ, qui nous mène du xiie au xviie siècle.

D’Orient en Occident

Venons-en maintenant au corps de la discipline, et abordons la transmission de l’optique d’Euclide et de Ptolémée. Cette fois encore, cette transmission n’apparaît nullement comme un phénomène passif. Nous savons qu’à la fin du x
e siècle déjà, la réfraction occupait la place centrale dans la recherche, et ne pouvait donc qu’infléchir son sens. Mais bien avant ce renversement de priorité au ixe siècle, les savants n’étaient plus satisfaits de la doctrine du rayon visuel adoptée par les deux grands mathématiciens de l’antiquité. Dans son De Aspectibus, al-Kindî tente d’amender cette doctrine, laquelle s’effondre complètement sous les coups d’Ibn al-Haytham, qui accomplit une révolution en optique. Ce n’est pas ici le lieu de relater cette révolution ; contentons-nous d’en souligner l’orientation générale.
Pour Ibn al-Haytham, il ne s’agit plus, comme c’était, par exemple, le cas pour al-Kindî, d’opposer à une ancienne doctrine une autre, plus cohérente, susceptible d’épuiser les données immédiates de l’expérience perceptive, mais de s’attaquer aux fondements mêmes de l’optique. Nul n’ignore qu’Ibn al Haytham a, pour ainsi dire, accompli sa « révolution copernicienne » : l’œil n’émet plus de lumière, il la reçoit. Ce renversement capital se superpose à une modification plus importante encore, touchant, cette fois, aux fondements mêmes de l’optique et qui atteint, plus généralement, le style même de la science physique. À l’inverse de ses prédécesseurs, en effet, Ibn al-Haytham sépare les conditions de la vision de celles de la propagation, et, sans ambiguïté aucune, postule que la lumière existe indépendamment de la vision, et extérieurement à elle ; qu’elle se propage suivant des lignes droites dans le milieu transparent, dans toutes les directions. Ces droites virtuelles forment, avec la lumière, le rayon. D’autre part, l’œil perçoit l’objet suivant des droites menées de tout point de l’objet à l’œil, dans certaines conditions de transparence du milieu, de distance entre l’objet et l’œil, etc. Or, c’est cette partition entre les conditions de la propagation et celles de la vision qui a rendu possible l’élaboration, en termes rigoureux, des différents concepts de l’optique, à commencer par celui de faisceau, ainsi que la géométrisation complète des phénomènes de la propagation, y compris le phénomène important de la diffusion. Mais pour que cette révolution, car c’est bien le terme qui convient, fût possible, il a fallu qu’Ibn al-Haytham repensât la nature de la preuve en physique : désormais, la preuve doit être systématiquement mathématique et expérimentale. Cepandant le hiatus entre cette exigence et l’état d’une physique encore finalisée est responsable de certains échecs d’Ibn al-Haytham, comme l’explication qu’il propose de l’arc-en-ciel.
Le livre
De l’optique Kitab al-Manazir — d’Ibn al-Haytham était disponible dans sa traduction latine, à la fin du xiie siècle, sous le titre Opticae Thesaurus Alhazeni. Aussi bien en Orient qu’en Occident, ce livre sera la principale source de la recherche en optique. Ainsi, en Orient, Kamal al-Din al-Farisi, mort en 1320, entreprend-il, sur le conseil du célèbre astronome de l’École de Maragha, Qutb al-Din al-Shirazi, le commentaire du livre d’Ibn al-Haytham. Grâce à la nouvelle Optique d’Ibn al-Haytham. il réussit là où son prédécesseur, faute d’avoir appliqué sa propre méthode, avait échoué : en expliquant correctement le phénomène de l’arc-en-ciel, il tente une première approche intéressante de l’analyse de la couleur. En Occident, dans la seconde moitié du xiiie siècle, Witelo dépend fortement d’Ibn al-Haytham, et Dietrich de Fribourg, contemporain d’al-Farisi, parvient lui aussi, et à quelques années de distance, à l’explication de l’arc-en-ciel, cette fois encore grâce à l’Optique d’Ibn al-Haytham. Étant donné son importance pour la science de l’époque, ce livre d’Ibn al-Haytham fut donc traduit du latin en italien, à la cour d’Alfonso x de Castille, par l’astronome di Cione Federighi. Deux siècles plus tard, Taqi al-Din ibn Ma’ruf poursuit en Orient la recherche optique dans la tradition d’Ibn al-Haytham, cependant qu’en Occident, où l’activité scientifique s’intensifie, Risner réédite la traduction latine de l’Opticae Thesaurus, en signalant la dette de Witelo à son endroit. L’édition de Risner fut la principale source de Kepler et de Descartes.

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L’exemple de l’optique nous a ainsi montré que l’historien des sciences attentif à la dialectique des permanences et des ruptures, s’il s’intéresse à cette science avant le xviii
e siècle, doit jeter ses regards de tous côtés, vers toutes les rives de la Méditerranée, pour suivre à la trace l’élaboration de la discipline. Ce regard décentré l’oblige à rompre avec toute détermination ethnographique de la science et, partant, à tourner le dos à un héritage, vivace encore, de l’historiographie du xixe siècle. Il lui faut, d’autre part, redéfinir la notion de successeur, ou d’héritier : nous venons de voir que l’héritier ne parle pas nécessairement la même langue, et peut ne pas appartenir à la même famille culturelle. Les véritables héritiers de Ptolémée avaient pour nom Abu al-‘Ala’ et Abu ‘Ali ; tandis que les authentiques successeurs de ces derniers se nomment Kamal al-Din, certes, mais surtout Witelo, Dietrich de Fribourg, Risner, Kepler et Descartes. Aussi les revendications nationalistes d’héritage apparaissent-elles le plus souvent comme des prétentions aussi vides que naïves. Nous savons tous quel accueil la civilisation islamique réserva aux sciences des Anciens. Dans la civilisation chrétienne des xiie-xiiie siècles en Europe, les contributions scientifiques de ceux que l’on qualifiait du terme de « Mahométans », considérés comme des « païens » au même titre que leurs prédécesseurs grecs, n’ont pas tardé à se répandre, et les plus grands savants du temps se sont mis à l’école des « mécréants ». L’élément universel de la preuve scientifique, qui a toujours distingué la science de tout autre savoir, quel que soit son stade de développement, et devant lequel s’écroule tout relativisme historique ou sociologique, assurait la diffusion de la science au-delà des conflits, parfois encore vivaces, religieux, idéologiques, ou même armés.
C’est grâce à ce dialogue entre les différentes rives que se sont constituées les sciences et les mathématiques classiques. Au xix
e siècle, un autre dialogue s’engage, mais d’un genre différent, lorsque certains pays de la rive sud, sortis du Moyen Âge mamelouk et ottoman, voulurent s’approprier la science de ce temps, c’est-à-dire la science développée cette fois en Europe de l’Ouest. Mais c’est une autre histoire.

Bibliographie

— A. Lejeune, Euclide et Ptolémée : deux stades de l'optique géométrique grecque. Louvain, 1948.
— D. Lindberg.
Studies in the History of Medieval Optics, Leiden, 1983.
— R. Rashed (ed.),
Histoire des Sciences arabes (trois vol.), Seuil, 1997 ; Geometry and Dioptrics in Classical Islam, London, 2003.
— M. Schramm,
Ibn al-Haytham Weg zur Physik. Wiesbaden, 1963.
— G. Simon.
Le regard, l'être et l'apparaître dans l'optique de l'antiquité, Seuil, 1998.