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Quand l’histoire des sciences se borne à la sèche relation de nos connaissances successives, elle aboutit vite à n’être plus qu’une fastidieuse analyse, et les leçons qui s’en dégagent sont sans attraits.

Plus riche d’enseignements est l’étude de la pensée scientifique. De celle-ci, l’évolution passée peut faire pressentir l’évolution future. Elle nous fait concevoir, par analogie, la valeur de nos connaissances actuelles et l’ampleur de leurs développements possibles.

Mais pour retracer l’histoire de la pensée scientifique, il faut nous dégager des concepts que nos études ont rendus intuitifs. Il faut nous remettre dans l’atmosphère où vivaient nos ancêtres et savoir parfois oublier nos raisonnements habituels.
Etudions dans cet esprit l’histoire de la mesure du temps.

La notion la plus élémentaire de l’écoulement du temps nous est donnée par la succession des nuits et des jours. Sur toute la Terre habitée, le retour périodique de l’obscurité, le sommeil quotidien, l’intervalle à peu près régulier qui rythme notre activité déterminera la première unité de temps : le jour. 
L’intervalle entre deux passages successifs du Soleil devant un même repère est à la base de la chronométrie.
Quel sera ce repère ? Le seul immédiatement sensible aux hommes est l’horizon. Un jour commencera donc au moment où le Soleil passe à l’horizon, soit à son lever, soit à son coucher. Les anciens compteront le temps à partir du lever du Soleil (temps babylonique) ou à partir de son coucher (temps italique) et non pas, comme nous, à partir de midi ou de minuit. En effet, notre repère actuel, le méridien, n’est pas directement perceptible. Il ne peut être défini que par un raisonnement abstrait. L’observation de l’heure de midi implique une civilisation fort avancée.

Si l’homme avait naturellement la notion des grands nombres, l’unité « jour » lui suffirait. Tel acte serait à faire dans 15 jours, tel autre dans 136; tel autre dans 10887.
Nous utilisons couramment ce mode de comptage en métrologie, et quand nous disons que tel objet est à 15 ou 136 ou 10887 mètres de tel autre, nous n’éprouvons nul besoin d’une unité supérieure au mètre.
Mais le primitif n’a pas le sens du nombre : en conséquence il lui faut une unité de temps supérieure au jour, et même plusieurs unités successives. Ces unités, il nous les a léguées, et nous avons hérité là d’un système puéril, misérablement complexe, dont l’illogisme embrouille à plaisir nos calculs et notre existence.
Le Soleil, sur l’horloge naturelle, est en effet l’aiguille des jours ; mais c’est la Lune qui constitue l’aiguille des mois. Les phases de cet astre se manifestent au plus médiocre observateur : l’intervalle entre deux « nouvelles lunes » successives constituera l’unité de temps du degré supérieur : le mois.
Le mois lunaire est la deuxième unité fondamentale de temps. Il est, pour la grande majorité de l’humanité, l’élément le plus important du calendrier.
Mais cet intervalle est long. On peut le subdiviser aisément : il suffit d’observer les quatre phases lunaires si caractéristiques : premier quartier ; pleine lune ; dernier quartier ; nouvelle lune. D’où le partage en quatre quarts de la période mensuelle, à l’intervalle de 7 jours : la semaine.
Malheureusement, il n’y a aucune commune mesure entre le jour et le mois, entre le mouvement de la Terre et celui de la Lune : le mois synodique est d’environ 29,5306 jours. Comment un primitif pourrait-il concevoir pareil nombre ? Il fera le mois de 30 jours. Tant pis pour la précision ! De même la semaine, qui devrait alors avoir 7 jours et demi, n’en aura que 7.

Si nous habitions ces terres où les saisons sont peu marquées, nous n’éprouverions nul besoin d’une unité d’ordre encore supérieur. Mais lorsque la nature, à son tour, s’endort et se réveille périodiquement; lorsque la sécheresse roussit périodiquement les pâturages ; lorsque l’eau bienfaisante inonde périodiquement les champs, nous rattachons bien vite ces phénomènes à un cycle nouveau, et nous cherchons à mesurer cette période : l’année.
Où mettrons-nous l’origine de ce cycle ? Où situerons-nous le renouvellement de l’année ?
Evidemment, seul un phénomène naturel, et de préférence d’ordre agronomique, sera le premier repère imaginable.

Les Egyptiens, à l’origine, comptaient les années d’après le début de la crue du Nil. Les grandes eaux, dévalant des montagnes éthiopiennes, viennent en effet féconder tous les ans le Delta. Mais il ne faut pas croire, comme on l’a dit trop souvent, que ce phénomène ait la précision d’une horloge : la date de la crue du Nil oscille entre de très larges limites, allant jusqu’à trois mois. Dans les meilleures conditions, l’année agricole des Égyptiens n’avait qu’une précision aléatoire.
Il est douteux que la mousson, la saison des pluies, déterminent pour d’autres pays des repères plus précis. La mesure directe de l’année constitue, pour le primitif, une impossibilité. Il faudra des siècles pour que les observateurs établissent un rapprochement entre l’aspect du ciel, la position des astres, et la météorologie annuelle. La chose ne sera possible que dans certains territoires privilégiés, où d’une part les saisons se marquent régulièrement, où d’autre part un ciel perpétuellement clair et un horizon nettement défini permettent l’observation quotidienne des étoiles. On n’imagine pas l’astronomie naissant sous nos brumes.

Pour nous, modernes, la fixation astronomique du début de l’an est une conception toute naturelle. Solstices, équinoxes constituent pour nous des notions élémentaires, et nous nous plaisons à imaginer la manière antique d’observer ces repères — ou plutôt à imaginer comment nous, nous observerions les solstices et les équinoxes si nous étions, nus et sans instruments, abandonnés sur une île déserte. Et nous ferons de même, plus tard, pour l’année, qui est de 363.2422 jours, mais que nous ramènerons à l’année civile de 363 jours. De sorte que nous nous servirons, à perpétuité, de trois unités qui n’ont aucune commune mesure.

Mais le naufragé de l’Île Mystérieuse. dont l’ingéniosité ravit notre enfance, était un savant privilégié, auquel tout réussissait. On nous dit, dans les classiques de vulgarisation, que pour connaître le jour du solstice d’été, il suffit d’observer le moment où l’ombre d’un gnomon passe par son minimum de longueur. Les théoriciens qui recommandent cette méthode ont-ils jamais regardé l’ombre d’une perche un peu longue ? La prochaine fois qu’ils passeront près d’un poteau téléphonique, qu’ils essayent donc de mesurer exactement la longueur de son ombre (fig. 1). Et au voisinage du solstice, qu’ils voient s’ils peuvent déceler, d’un jour à l’autre, des différences sensibles dans cette longueur !

Quant aux équinoxes, on écrit gravement que les temples sont orientés de telle sorte que le premier rayon du Soleil, au jour de l’équinoxe de printemps, traverse axialement le monument et vient frapper la statue du dieu ». Alors, comment ces temples offrent-ils des divergences d’alignement de plusieurs degrés ? Qui fixera la date de l’équinoxe ? Sera-ce le mystagogue du temple de Jupiter, ou celui du temple d’Hercule ? Entre ces deux monuments si voisins, il y a place pour plusieurs jours d’erreur (fig. 2).

L’observation directe de l’équinoxe suppose, à défaut de conditions géographiques exceptionnelles, un moyen précis de mesurer le temps, et ce moyen ne sera imaginé que très tard.
Ainsi donc, le début de l’année solaire pourra comporter, pour des primitifs, une grande imprécision, tandis que le mois lunaire n’en com­porte pas. La logique veut que le système lunaire l’emporte. Les fondateurs de la chrono­logie : les orientaux, les Chinois, compteront en mois. Ils observeront que l’année solaire com­porte à peu près douze mois lunaires ; et si, après quelque temps, le retour des saisons ne coïncide plus avec cette année de douze mois, on en ajoutera un treizième.
Pourquoi serait-ce gênant ? Si nous admettons les jours « bissextiles », pourquoi les mois embolismiques seraient-ils ridicules ?

Seule, l’observation du mouvement du Soleil dans le champ des étoiles pourrait apporter, à la définition de l’année, une précision nouvelle. C’est dire qu’elle implique une haute civilisation; une observation méthodique et prolongée ; un catalogue des étoiles fixes et peut-être même aussi une carte du ciel. Il nous est facile de dire : tel jour, le Soleil entre dans le Bélier. Je pose la question aux astronomes amateurs : Qui d’entre vous a vu la constellation du Bélier ? Qui peut me dire où elle commence, où elle finit ? De telles expressions, nous les acceptons sans réticence, parce que nous les avons entendu répéter depuis notre enfance. Mais mettez-vous à la place d’un mage chaldéen : Combien de siècles, de millénaires faudra-t-il pour que ces notions deviennent familières ?

Un bon élève d’école moyenne, récitant sa leçons, nous dira : « Le Soleil se déplace en apparence devant les étoiles fixes, et son retour périodique devant les mêmes étoiles marque la durée d’une année ». Très bien ! Dix bons points à l’élève. Et maintenant, qu’il veuille bien me dire où il a vu, quand il a vu le Soleil en même temps que les étoiles.
Plus simplement, avez-vous même observé que l’aspect du ciel nocturne change au cours de l’année ? Et à supposer que vous sachiez reconnaître la Grande Ourse, Orion, les Pléiades, cela vous dit-il où le Soleil se trouve pendant la nuit ?

Les Chinois, quelques siècles avant notre ère, avaient eu recours à un subterfuge assez adroit : ayant observé que la pleine lune est à l’opposé, au « Nadir » du Soleil, ils définissaient le Zodiaque, non par les constellations où se trouve l’astre du jour, mais par celles où passe la pleine lune. Nous avons eu recours à une observation moins aisée : nos ancêtres observaient à l’Occident la première étoile qui se montrait au voisinage du Soleil couchant ; ou mieux encore, celle qui, à l’Orient, s’éteint dans les feux de l’aurore. Ces étoiles sont proches du Soleil et nous indiquent à peu près sa place. 
Observons les quelques jours de suite. Nous aurons tôt fait de constater que celle du soir se rapproche de plus en plus du Soleil, jusqu’à disparaître enfin dans la lumière du couchant ; tandis que celle du matin précède de plus en, plus l’astre du jour et qu’à sa suite de nouvelles étoiles se succèdent dans le rôle de licteur du Soleil. Ces « couchers héliaques », ces « levers héliaques » constituent de bons repères. Si nous observons la plus brillante, la plus caractéristique des étoi­les : Sirius, son lever héliaque pourra servir de départ à la chronologie.

Le raisonnement est impeccable, et l’on admet aussitôt que le ciel pur, l’horizon parfait du désert ont permis aux anciens Egyptiens d’établir, pour l’année astronomique, une base idéale.
Mais si l’on allait y voir ? A notre grande surprise, nous constaterions que l’horizon du désert égyptien n’est pas, à l’aube, aussi net qu’on veut bien le croire. Une brume légère trouble le phénomène, et le fameux lever héliaque de Sirius ne peut être précisé à plusieurs jours près. Prudemment, les Egyptiens avaient adopté une « année vague » de 360 jours, auxquels se sont ajoutés ultérieurement des « jours épagomènes » correctifs, dont l’origine est sans doute due aux hésitations précitées.
Et en fin de compte, est-il si important, au point de vue social, que notre année civile concorde exactement avec les phénomènes astronomiques ? Nos grandes et universelles fêtes, qui servaient jadis à marquer les solstices et les équinoxes, ne sont-elles pas célébrées avec la plus grande inexactitude ? La Noël, dans laquelle survit la fête solsticiale d’hiver, la naissance de l’année solaire, ne coïncide plus, depuis longtemps, ni avec le solstice, ni avec le début de l’an. Pâques, qui commémore la résurrection de la Nature à l’équinoxe de printemps, est, selon les canons mêmes de l’Eglise, la plus mobile des fêtes. La Saint-Jean seule est restée assez proche du solstice, mais les Brésiliens, qui lui donnent un éclat particulier, sont loin de remarquer que les feux de la Saint-Jean, l’apothéose du Soleil, tonitruent chez eux au cœur le l’hiver !
De tout ceci, il faut conclure que la notion de l’année solaire est vague, et qu’en fait c’est une mesure artificielle que seule une civilisation très avancée a pu rendre un peu plus précise.

Voyons maintenant ce qu’il en est des subdivisions inférieures du temps : les fractions du jour.
La langue française laissant subsister une équivoque dans le mot : « jour », nous partagerons d’abord l’intervalle de temps qui s’écoule entre deux levers successifs du soleil, en deux parties : la journée et la nuit.
Est-il nécessaire, pour le primitif, de subdiviser la nuit aussi bien que la journée ? On peut en douter. Jusqu’à une époque toute récente, à trois ou quatre générations de nous, le début de la nuit marquait la fin de toute occupation humaine. Les règlements corporatifs interdisaient le travail nocturne. Les voyages, les opérations militaires elles-mêmes s’arrêtaient. La vie cessait à la tombée du jour, et un ouvrier n’aurait pas plus songé à travailler à la chandelle, qu’un paysan de nos jours ne penserait à repiquer ses salades à la lumière électrique.
La subdivision de la nuit était ainsi d’importance secondaire. L’attention se portait exclusivement sur celle de la journée.

Le partage de cette dernière en un certain nombre de parties égales : les heures, ne résulta donc pas de contingences objectives, mais uniquement d’une décision arbitraire. Cette décision, prise par l’autorité administrative, devait nécessairement varier selon les pays et les époques : la journée fut divisée en 2, en 4, en 6, en 7, en 12 parties selon les circonstances locales, comme, d’une façon générale, l’autorité se confondait avec le sacerdoce, ce fut le rituel qui détermina le nombre et la durée des heures.
D’après ce qu’on répète dans tous les traités, la combustion de l’huile d’une lampe, d’un cierge ; l’écoulement de l’eau d’une clepsydre ou celui du sable dans un sablier furent les premiers moyens de marquer le passage du temps 
Un prêtre était chargé de contrôler en permanence ces engins primitifs. A défaut de ceux-ci, le comptage mental d’un certain nombre de psalmodies : prières, chants rythmés, comptines, pouvait suffire. 
L’« horologiste » avait en outre à faire connaître l’heure à ses concitoyens : le chant du muezzin, les trompes des temples thibétains et les cloches de nos églises n’ont pas d’autre origine.
Mais remarquons que la journée n’a pas, au cours de l’année, une durée constante : sous nos climats, la journée est deux fois plus longue en été qu’en hiver. Or, dans l’antiquité, la journée était partagée en un nombre constant de parties, quelle que fût sa durée. Par conséquent, les heures auraient dû varier de longueur de jour en jour

Ces procédés ne sont pas si inexacts qu’on pourrait le croire : que l’on songe à la précision de la mesure chez un chef d’orchestre ; à nos médecins, nos photographes qui ont un sens si précis de la seconde. Quant aux comptines, elles sont de tous les temps et de tous les pays.
Ces heures temporaires » furent en usage jusqu’à la fin du moyen âge. A cette époque, on les dénommait heures inégales ». Désignation malheureuse, car elles étaient parfaitement égales entre elles, du moins pendant une même journée. Le terme semble avoir été choisi par simple opposition avec les « heures égales », qui étaient, comme aujourd’hui, la 24e partie du jour complet, et qui ne furent utilisées que par les astronomes.
Pourtant, les moyens « mécaniques » que nous venons d’énumérer définissent des heures toujours identiques, quelle que soit la saison. Il faudrait en conclure que, pour subdiviser la journée, les anciens se sont servis d’autres moyens ; qu’ils ont utilisé des méthodes astronomiques, et qu’ils ont su, dès l’abord, mesurer les angles parcourus par le soleil.
Conclusion assez surprenante, puisqu’elle impliquerait pour le primitif un raisonnement qui est, aujourd’hui encore, inaccessible à la plupart des profanes.
Parmi nos contemporains, en est-il beaucoup qui sachent définir l’arc diurne, c’est-à-dire l’arc que parcourt le Soleil entre son lever et son coucher qui aient observé que cet arc s’allonge de jour en jour, du solstice d’hiver au solstice d’été, et se raccourcit ensuite d’autant (fig. 4) ? L’eussent-ils fait, seraient-ils capables d’en marquer les subdivisions d’heure en heure ?
Il est certain que les heures temporaires n’ont pas été mesurées par l’observation directe du ciel : il faudrait pour cela avoir disposé d’instruments, dont la première description date du 2e siècle de notre ère. Les anciens ont cherché à rendre apparent, non le mouvement du ciel lui-même, mais un mouvement analogue : il suffisait d’observer, non le Soleil lui-même, mais l’ombre d’un gnomon.

Arcs diurnes du Soleil aux solstices d’été et d’hiver. En été, sous nos latitudes, le Soleil se lève presque au N-E et se couche presque au N-W. En hiver, il se lève presque au S-E et se couche presque au S-W. Par contre, une étoile se lève toute l’année au même point de l’horizon. Sur la figure, on voit par exemple la constellation d’Orion, qui se lève à peu près exactement à l’Est. Mais l’heure de son lever changera de jour en jour : Orion se lèvera le ler décembre vers 19 heures (T. U.) ; le ler janvier vers 17 h ; à partir de février, son lever ne sera plus visible, se produisant avant le coucher du Soleil.

Mais cette substitution suppose des facultés remarquables d’abstraction : il faut en effet concevoir d’abord le mouvement de l’ombre comme homologue à celui du soleil. Il faut ensuite, l’ombre étant opposée à l’astre, admettre la symétrie et la proportionnalité de leurs deux mouvements (fig. 5). Malgré notre instruction et notre géométrie millénaire, ces concepts ne sont pas, de nos jours encore, immédiatement accessibles aux profanes.

On est donc en droit de se demander si, réellement, le cadran solaire a précédé la clepsydre et le sablier ; et en tous cas, si les anciens ont fait une discrimination entre les heures « égales » et les heures « temporaires »
Une observation nous éclairera : sous les latitudes où naquit l’astronomie — la Haute-Egypte, la Mésopotamie — la durée de la journée est loin de varier autant que chez nous ; la journée la plus longue a 13 ou 14 heures de nos horloges ; la plus courte, 11 ou 10. La variation des heures temporaires n’est donc que de plus ou moins 5 à 10 minutes par heure, dans l’espace de six mois. On peut admettre qu’elle fut insensible, à une époque où les déplacements se faisaient à la vitesse de nos rouliers, où la mécanique était inexistante, où la main-d’œuvre comptait pour moins que ne compte aujourd’hui le travail des animaux. L’exactitude des clepsydres et des sabliers ne devait pas être d’un ordre supérieur. En conséquence, il est fort probable que l’heure « égale » des horologistes a été confondue avec l’heure « inégale » du populaire.
Observons encore que, sous les basses latitudes, le mouvement apparent du soleil se fait dans un plan plus voisin du vertical que de l’horizontal. Dans nos pays, c’est le contraire. Si on demande à un Hindou, à un Egyptien d’indiquer d’un geste la marche du soleil, il lancera le bras d’avant en arrière par-dessus la tête ; tandis qu’un Européen le lancera horizontalement de gauche à droite. Toute la différence entre deux systèmes fondamentaux de cadrans solaires est dans ces gestes : En Egypte, le cadran solaire sera un gnomon, c’est-à-dire une perche, un obélisque, et l’heure sera donnée par la longueur de son ombre. En Europe, le cadran aura un style dirigé vers le Pôle, et l’heure sera donnée par la direction de l’ombre (fig. 6).
Or, nous avons dit qu’il est malaisé de me­surer très exactement l’ombre d’un gnomon et d’y lire l’heure précise. L’ombre d’un style incliné, au contraire, balaie la surface du cadran comme le ferait l’aiguille de nos pendules. La variation quotidienne des heures temporaires est donc beaucoup plus difficile à déceler, même avec un cadran solaire, clans les pays sub­tropicaux.

Enfin, en admettant même que les sabliers et les clepsydres aient été d’une rare exactitude, ils n’indiqueraient jamais, tout comme nos hor­loges, que le temps moyen, c’est-à-dire une heu­re factice toute conventionnelle et parfaitement régulière. Nous savons que le Soleil est loin d’en faire autant.

Remarquons à ce propos que, malgré des moyens de mesure infiniment plus précis, nos astronomes ont atten­du le XVIIe siècle pour faire une distinction entre le temps solaire vrai, le temps moyen et le temps sidéral.

De nombreux cadrans solaires portent la devise : « Solem quis dicere falsum audeat ? » (Qui oserait taxer le Soleil de mensonge ?). Il n’est pas un horloger qui ne puisse y répondre : « Moi ! ».

En novembre, il avance de 16 1/2 minutes sur nos montres ; trois mois plus tard, il retarde de 14 1/2 minutes sur elles ! Une demi-heure de variation en trois mois ! C’est presque de l’ordre des différences entre heures temporaires et heures égales. Et il a fallu des millénaires pour s’en apercevoir !
La discussion entre les divers modes de mesure de l’heure est donc assez académique. Nos ancêtres n’appréciaient point le temps à cette échelle. Rien, dans leur mode d’existence. ne réclamait une telle précision ; il est stérile de rechercher, chez eux, le sens de l’exactitude.
La précision du temps est une notion toute moderne : elle date de trois siècles environ.
Dans quelle mesure devons-nous nous flatter d’être supérieurs à nos ancêtres ? Peut-être, un jour, nos centièmes et nos millièmes de seconde feront-ils sourire, avec commisération, nos descendants.