La science à l'époque médiévale

Texte de Ivan GOBRY, extrait in La Civilisation Médiévale.

L’encyclopédisme

L’effort encyclopédique se manifeste dès le VIe siècle en Espagne avec saint Isidore de Séville (mort en 636). Son œuvre comporte vingt livres, où le savoir humain tente de se renfermer en partant de l’étymologie des mots.

Isidore est relayé un siècle après lui par Bède le Vénérable (mort en 735). Curieusement, Isidore, en contradiction avec la tradition biblique, tenait la terre pour un disque ; Bède, en accord avec la cosmologie grecque depuis Pythagore, lui restitue sa forme de sphère, mais au centre du monde ; il la partage en cinq zones et en fait un composé de cinq éléments simples (eau, terre, air, feu, éther), ce en quoi il reste fidèle aux auteurs anciens.

A l’époque carolingienne, Raban Maur (mort en 846) emprunte à ses prédécesseurs, mais amplifie considérablement leurs exposés.

Le XIIe siècle s’efforce d’imiter cette érudition. Le cas le plus typique est alors Honoré d’Autun, qui trouve un titre nouveau à sa somme scientifique, L’Image du monde, bénéficiaire de la science de tous ses prédécesseurs. L’essence du monde est de se tenir en mouvement permanent, les astres gravitant autour de la terre, sphère immobile de 33700 km de circonférence. Sa surface est divisée en cinq zones, ou bandes, les extrêmes froides, la centrale chaude, les moyennes tempérées ; mis la zone tempérée supérieure, le solstitiel, est la seule habitée par l’homme ; elle est partagée en trois régions par la Méditerranée : l’Europe, l’Asie, l’Afrique. Ces terres sont entourées de toutes parts par l’eau, qui baigne aussi l’intérieur de la sphère. Cette eau enveloppante s’appelle l’Océan ; ses marées sont commandées par la lune.

Le monde est composé de quatre éléments, la terre, l’eau, l’air et le feu. Le feu se transforme en air, l’air en eau, l’eau en terre, puis, inversement, la terre en eau, etc. En effet, chaque élément est doué de deux caractères, dont l’un lui est commun avec un autre : la terre est froide et sèche, l’eau froide et humide, l’air chaud et humide, le feu humide et chaud ; aussi peuvent-ils s’associer par leur caractère commun. La terre est le lieu de ce qui marche, l’eau de ce qui nage, l’air de ce qui vole, le feu de ce qui rayonne (soleil et étoiles). C’est de feu que sont constitués les corps des anges, mais aussi les sept planètes qui gravitent autour de la terre, d’orient et d’occident : Lune, Mercure, Vénus, Soleil, Mars, Jupiter et Saturne. Cette révolution sphérique produit une harmonie auditive, qui sont les sept notes de la gamme, mais que nous ne pouvons entendre, car elle ne s’effectue pas dans l’air, qui est le milieu naturel où se propagent les sons. Le monde est clos par la sphère des étoiles fixes, éloignée de la terre de 164000 km. Suit une description des constellations.

Enfin est fournie une histoire des ages du monde. Le premier s’écoule de la chute des anges à la fin du déluge, le deuxième du déluge à Abraham, le troisième d’Abraham à David et à la destruction de Troie, le quatrième de David à la captivité de Babylone et à Alexandre le Grand, le cinquième de la captivité de Babylone à Jésus-Christ, le sixième de Jésus-Christ au temps présents. La durée totale de cette histoire peut être évaluée soit à 4753 ans, soit à 5228 ans, selon que l’on se fie aux textes hébraïques ou à celui de Septante.

Guillaume de Conches (1080-1145) énonce des théories similaires, où la science est dictée soit par le récit biblique, soit par des traditions venues de la Grèce païenne.

A ces sources, auxquelles se joignent des œuvres des Latins, Alexandre Neckham (1157-1217) ajoute une imagination débordante. Dans ses descriptions des animaux exotiques, il ne peut s’empêcher d’adopter n’importe quelle fable colportée par les anciens : devenu vieux, le coq parvient à pondre, et son œuf, couvé par un crapaud produit un basilic.

Thierry de Chartres (mort en 1155) tente de dépasser ce cadre d’une science tributaire de la révélation divine en appliquant à la nature la raison humaine. Au lieu d’appliquer l’Ecriture, comme une clé, à l’univers, il déclare inverser la méthode, et appliquer la science, et notamment la mathématique, à l’Ecriture. Ainsi, quand Dieu crée l’espace, celui-ci est identifié au chaos originel selon Platon, et le Créateur au Démiurge. Les quatre éléments, qui servent de matière à l’univers dans le Timée de Platon se composent, comme l’avait cette fois imaginé Anaxagore de particules extrêmement petites, invisibles à l’œil nu, et ayant une forme géométrique différente dans chaque élément. L’univers est aussi celui de Platon et d’Aristote : sphérique et fermé par une enveloppe où son accrochées les étoiles fixes ; les quatre éléments y sont disposés selon leur densité : la terre au centre, autour l’eau, puis l’air, enfin le feu, dont sont faits tous les astres. L’auteur expose encore la gravitation universelle : les sept astres qui s’échelonnent de la terre à la sphère des étoiles, Lune, Mercure, Soleil, Vénus, Mars, Jupiter, Saturne, sont doués d’un mouvement éternel uniforme, mais de vitesses différentes ; et ce mouvement s’explique par l’âme qui habite chacun de ces astres.

Au XIIIe siècle, le dominicain Vincent de Beauvais (mort en 1264), sur l’invitation de saint Louis, entreprend de donner à ses contemporains l’exposé de toutes les connaissances reçues à son époque, renouant ainsi avec l’ambition d’Isidore, mais d’une façon plus ample et beaucoup plus systématique.

Robert Grossetete, évêque de Lincoln (mort en 1253), édifie lui une théorie générale du cosmos. Non plus, comme Honoré d’Autun, en ramassant les vestiges de vieux auteurs et en les recollant au gré de son imagination, mais en utilisant les quelques données de la science toute récente. Il connaissait bien Aristote ; il connaissait les Pères. Mais il avait aussi fréquenté les écrits des néoplatoniciens et recueilli les découvertes des Arabes ; et ce fut avec ces éléments qu’il constitua sa grande cosmologie.

Partant des travaux des Arabes en optique, il constate que, dans le récit biblique, Dieu commence par créer la lumière ; il part alors de cette hypothèse que c’est cette lumière primitive qui, diffusée dans les trois dimensions, a produit l’univers : quand cette diffusion est parvenue à son extrémité, elle a formé l’enveloppe sphérique qui clôt l’univers, et qui, par réflexion, donne naissance aux neufs sphères astrales ; au centre de la sphère du monde, la concentration de la lumière, parvenue à se plus grande intensité, produit la planète Terre.

Dans le développement de cette théorie, Robert s’efforce de recourir à la géométrie comme principe d’explication de la physique.

A la suite, l’auteur explique par l’action de la lumière les phénomènes de la vie, l’organisation des végétaux et des animaux, et enfin âme humaine elle-même, la lumière matérielle devenant alors lumière spirituelle.

Le plus éminent disciple de Robert Grossetete fut le franciscain anglais Robert Bacon (1210-1292), appelé « le Docteur admirable », qui, dans trois ouvrages pleins d’une pensée neuve, entreprend de révéler à ses contemporains les règles de la science. Son projet n’est pas, comme les encyclopédistes, d’amasser et de transmettre un savoir, mais de constituer une méthode pour acquérir un vrai savoir. Pour montrer l’importance novatrice de ce dessein, l’auteur exerce sa verve contre l’érudition de ses contemporains, qu’il juge usurpée. Remarquons d’ailleurs que ce frère mineur s’en prend exclusivement à des frères prêcheurs, et aux plus célèbres de l’Université, qu’il appelle « les singes d’Aristote ».

Ainsi, la méthode baconienne préconise trois sources au savoir, qui sont d’abord successives et ensuite se compénètrent : l’enseignement, qui se fonde sur l’autorité authentique ; l’expérience, qui se fonde sur l’observation exacte, prolongée par des instruments appropriés ; le raisonnement, qui se fonde sur l’intelligence humaine, antérieure elle-même à l’expérience à l’enseignement, mais qui, ne pouvant s’exercer à vide, attend de les prendre pour objet.

Raymond Lulle (mort en 1315), le fameux tertiaire franciscain, est à la fois le type même du chrétien qui, bien que rejetant fermement l’islam et tentant d’en convertir les adeptes, est bénéficiaire de leur science.

Les mathématiques

Ce sont les Arabes qui, pris de passion pour les mathématiques, les ont développées et transmises à l’Occident chrétien. Mais ils avaient eux-mêmes reçus les leçons des Indiens.

A leur tour, les Arabes exploitèrent ces découvertes dès le VIIIe siècle. Au IXe siècle, Al Kawarismi rédigea un traité complet d’arithmétique. A la fin du siècle suivant, Gerbert d’Aurillac, futur pape Sylvestre II, alla étudier en Espagne, où il apprit les mathématiques des Arabes ; il en tira lui-meme une nouvelle numérotation, qui devint celle de l’Occident. Celle-ci est appelée arabe par opposition à la numérotation latine employée jusque-là ; mais cette appellation tardive n’avait pas cours au Moyen Age, car la comparaison des chiffres inventés par Gerbert n’offre que de vagues ressemblances avec ceux qu’employaient les mathématiciens arabes.

Cependant, dès l’époque carolingienne, un certain nombre de moines cultivèrent et développèrent les sciences mathématiques reçues des Grecs, en ignorant alors les travaux des Arabes.

La théorie des progressions fut en honneur pendant tout le Moyen Age, à commencer par les Arabes, qui la tenaient des Indiens. Al Safali, en effet, rapporte que Sessa, l’inventeur du jeu d’échecs, en offrit un exemplaire à un certain roi de Perse qui, réjoui d’un tel cadeau, demanda à son donateur ce qu’il désirait pour récompense. Modestement, Sessa ne réclama rien d’autre qu’un grain de blé sur la première case de l’échiquier, en doublant chaque fois sur les soixante-trois autres cases. Le roi s’amusa de ce désir si limité ; mais il déchanta quand on lui annonça le résultat du calcul : 18446744073709551615. La terre entière n’aurait pu fournir une telle quantité.

La géométrie fut, au Moyen Age, quasi stationnaire. La découverte de la géométrie d’Euclide dans sa version arabe provoqua un vif intérêt chez les mathématiciens occidentaux.

L’astronomie

Le Moyen Age, tributaire des Grecs, a d’abord accepté une astronomie toute faite, selon le principe d’autorité, un système qui devait plus à la théorie rationnelle qu’à l’observation. Cette attitude n’était pas cependant si facile, car, au Moyen Age ancien, deux grands systèmes, fort différents, se partageaient la faveur des doctes : celui d’Aristote, fondé sur une physique rigide et d’ailleurs tributaire de ses prédécesseurs (plus particulièrement d’Eudoxe), et celui de Ptolémée (mort en 138 après J.-C.), auteur d’un fameux Almageste, plus fiable, parce que tributaire d’observations et de calculs plus exacts. Notamment, Ptolémée rompait avec cet enseignement, qui avait cours jusqu’à lui, selon lequel le monde était fermé par une sphère d’étoiles fixes, et les planètes obéissaient à une révolution totalement régulière ; en libérant les étoiles de leur fixité, et en reconnaissant aux planètes la possibilité de lois plus complexes, il permettait la discussion et orientait les théoriciens vers un renouveau de l’observation.

Cependant jusqu’au XIIIe siècle, l’astronomie, faute à la fois d’instruments assez exacts et des calculs subordonnés à l’observation, resta le champ clos d’hypothèses et de disputes qui tenaient compte beaucoup plus des systèmes traditionnels que de l’expérience des phénomènes. Là encore, ce furent les Arabes qui permirent à la science de progresser ; mais ni eux-mêmes, ni les savants ne surent avant l’arrivée de Copernic (mort en 1543), découvrir que la terre n’était ni immobile ni le centre des révolutions astrales, Ptolémée négligeant sur ce point la théorie de Pythagore qui lançait la terre dans une révolution semblable à celle des autres planètes, et en restant au système aristotélicien.

Dès le IXe siècle, l’Orient musulman connut des astronomes de grande réputation, qui étaient à la fois des mathématiciens et des observateurs systématiques.

Au XIe siècle, l’astronomie arabe passe en Espagne. Elle y suscite l’astrologie.

L’astronomie avait été cultivée, certes, dans la chrétienté dès la période carolingienne, mais selon une perspective très pratique et très limitée, celle du calendrier ecclésiastique, centré autour de la date de Pâques, que le concile de Nicée avait fixé au dimanche qui lui la pleine lune après l’équinoxe de printemps.

Ce fut le science profane qui constitua l’occupation des savants chrétiens du XIIIe siècle, comme elle avait été celle des musulmans avant eux. Ce fut un véritable centre d’observation qu’établit à Paris, à la fin du XIIIe siècle, Guillaume de Saint-Cloud, disciple de Roger Bacon, qui dispose alors d’un instrument emprunté aux Arabes, qui en avaient peut-être hérité eux-mêmes de Ptolémée, l’astrolabe, destiné à mesurer les distances angulaires entre deux astres. A la fin du XIIIe siècle, Jean Campano de Novare mit au point un appareil plus perfectionné, le quadrant, qui permit d’établir de nouvelles positions d’astres. Ce fut ainsi que Jean de Linières constitua un catalogue contenant la position de 48 étoiles.

Parallèlement à l’école de Paris, avec un léger retard sur elle, se constitua au début du XIVe siècle l’école d’Oxford, où John Maudith et Thomas Bradwardine, futur archevêque de Cantorbéry, créèrent la trigonométrie.

Dès la fin du XIIIe siècle, Pierre d’Albano affirmait que les fameuses étoiles fixes étaient mues en fait par un mouvement propre, et le franciscain François de Meyronnes (mort en 1325), disciple de Duns Scot, émettait l’hypothèse du mouvement circulaire de la Terre. Ces affirmations cependant restaient encore des théories audacieuses ; elles furent définitivement établies par les démonstrations du Polonais Nicolas Copernic.

La physique

La science physique, au sens que nous donnons actuellement à ce terme, a été cultivée très tard. La physique, ce fut d’abord au Moyen Age, selon la leçon reçue d’Aristote, la « philosophie de la nature », c’est-à-dire une cosmologie, une théorie générale de l’univers, agrémentée d’éléments de mécanique et d’astronomie. Avant le XIIIe siècle, la Physique et les autres ouvrages scientifiques d’Aristote furent connus dans le texte arabe.

La partie de la physique qui semble avoir provoqué le plus grand intérêt à partir du XIIIe siècle est l’optique.

La mécanique offrait un champ d’investigation plus vaste, puisqu’il recouvrait la statistique, la dynamique et la cinématique, domaines abordés longuement par Aristote dans sa physique et développés par ses commentateurs, grecs et arabes. Les discussions sur la gravitation aboutirent à a théorie de Buridan et d’Oresme selon laquelle chaque astre est lui-meme un centre d’attraction, vers lequel est attirée la réalité matérielle la plus proche ; théorie acceptée ensuite par le cardinal Nicolas de Cues (mort en 1464), qui en tire pour conséquence directe qu’il n’y a pas de centre du monde, et que la terre ne peut occuper ce centre mythique.

Un retour à l’atomisme antique, cette fois justifié par les nouvelles théories physiques, se développe à partir du XIIIe siècle. L’incitation en vint du philosophe juif espagnol Salomon ben Gebirol (mort en 1070) appelé par les Latins Avicéron. Gilles de Rome (mort en 1316), qui s’en fit le lecteur, adopte à ce point de vue que la matière est, mathématiquement et virtuellement, divise l’infini, mais réellement jusqu’à un certain résidu indivisible. Richard de Middletown et Guillaume d’Ockam en tirent une notion de l’infini, qu’ils appliquent non plus à la division, mais à la multiplication ; virtuellement, l’univers est infini ; réellement, il ne l’est pas, car la matière ne peut avoir une infinité. C’est la notion d’indéfini arithmétique : le nombre est virtuellement infini, puisqu’on peut toujours lui ajouter une unité ; en fait, aucun nombre n’est jamais infini, puisqu’il renferme toujours une quantité limitée d’unités ; quoi qu’on lui ajoute, et indéfiniment, il reste fini.

Empêtrés dans la fameuse théorie des quatre éléments, qui se présentaient comme les corps simples dont était composé l’univers, les médiévaux, comme leurs inspirateurs grecs, ne surent ni édifier une chimie, ni même soupçonner quelque chose qui ressemblât aux institutions de Lavoisier et aux Lois de Dalton. Cependant, s’ils méconnurent absolument la chimie, ils furent en grand nombre adeptes de l’alchimie. Les œuvres rédigées en latin avant le XIIe siècle n’étaient aucunement exemptes de magie et d’astrologie ; mais, parmi les Arabes et les écrivains latins qui subirent leur influence après le XIIe siècle, la magie et l’astrologie fructifièrent énormément. On ne traçait pas de nette démarcation entre les sciences de la nature et la magie ou l’occultisme, car on reconnaissait les causes physiques et occultes comme également capables d’engendrer les phénomènes physiques.

Dès le IXe siècle, Al Kindi écrit un traité de l’art magique, qui n’est révélé aux Latins qu’au XIIe siècle. Après lui, Rhazès (mort en 924) laisse un ouvrage très pratique que Gérard de Crémone traduit en latin ; il y décrit la façon de fondre les métaux et de distiller certains liquides pour obtenir une matière première indifférenciée, capable être changée en or. Sur ses traces, Avicenne produit un Traité des minéraux, qui connaît, grâce à Alfred de Sareshel, une version latine dès le début du XIIe siècle, mais qui, tout en croyant à la transmutation de la matière, avoue son scepticisme quant au pouvoir d’obtenir de l’or, sentiment partagé petit à petit par le plus grand nombre des expérimentateurs.

Les alchimistes n’en poursuivent pas moins leurs travaux avec obstination, mais la plupart dans le plus grand secret, faisant de leurs élèves des initiés.

La géologie fut au Moyen Age, bien que toute théorique et non expérimentale, aussi tâtonnante que la chimie. Là encore, ce fut Avicenne qui lança les hypothèses reçues aussitôt par les penseurs latins.

Les sciences naturelles

Nous retrouvons, ici encore, les mêmes sources : les auteurs grecs exploités et transformés par les Arabes, et retrouvés de la sorte par les Latins. Cependant, les nombreux ouvrages scientifiques de l’Antiquité furent connus directement. L’ Histoire naturelle de Pline l’Ancien (mort en 79), formidable encyclopédie en 37 livres, était lue dans les monastères ; Hippocrate et Galien étaient exploités dans le texte dès l’époque carolingienne et inspirèrent un grand traité de médecine à Bertaire, abbé du Mont-Cassin. Ils furent d’ailleurs traduits en latin au XIIe siècle par Burgundo de Pise, au XIIIe par Guillaume de Moerbeke, et par l’intermédiaire de l’arabe par l’infatigable Gérard de Crémone. Les œuvres d’histoire naturelle d’Aristote furent traduits deux fois au XIIIe siècle. A la fin du XIIe siècle, Alfred de Sareshel faisait passer de l’arabe au latin le De plantis, attribué alors à Aristote, et qui était probablement de Nicolas de Damas (1^er siècle av. J.-C .).

Après avoir été exploitée à des fins médicinales, la botanique fut un objet d’érudition. L’œuvre maîtresse dans ce domaine est Albert le Grand.

Cet fut encore Albert le Grand qui, dans son Traité des animaux, illustra la zoologie dans le monde latin ; et ce furent aussi Vincent de Beauvais et Thomas de Cantimpré qui consacrèrent à cette matière des chapitres judicieux.

L’agronomie eut un auteur prestigieux dans le monde arabe avec Ibn el Awam au XIIe siècle.

La biologie générale fut balbutiante au Moyen Age.

L’anatomie, elle aussi, manifeste une double finalité : pratique, elle est cultivée par les médecins ; théorique et désintéressée, elle tente d’ajouter aux sources utilisées en permanence, qui sont chez les Grecs Hippocrate et Galien, chez les Arabes Avicenne, traduit par Gérard de Crémone.

Il y eut avant Avicenne des médecins distingués dans le monde musulman.

Indépendamment des connaissances anatomiques puisées dans les sources communes, les médecins occidentaux eurent recours à une dissection systématique. Ce furent surtout les facultés italiennes qui détinrent les principaux maîtres en la matière, chirurgiens et professeurs.

En France brilla la faculté de médecine de Montpellier, dont plusieurs maîtres se formèrent d’ailleurs à Bologne. Ce fut surtout à la fin du XIIIe siècle et au XIVe siècle qu’ils se signalèrent : Bernard de Gordon comme spécialiste de la physiologie nerveuse, Guy de Chauliac et Henri de Mondeville comme anatomistes et chirurgiens.

Cette application à l’observation des maladies, surtout des blessures, permit à ces chirurgiens d’oser des interventions qui étaient fréquemment couronnées de succès : césarienne, trépanation, réduction des fractures, extraction des flèches, couture des plaies, mais aussi, plus simplement, extractions dentaires et obturation des caries.