Inventions chinoises

Dynasties du Nord et du Sud

À la fin de la période des Trois Royaumes de Chine, en 263, Liu Hui commente et complète Les Neuf Chapitres sur l'art mathématique qui recense le savoir mathématique chinois. Il invente le principe de Cavalieri plus de 1000 ans avant ce dernier.

Sous les dynasties du Nord et du Sud, le mathématicien et astronome Zu Chongzhi (429—500) développe le calendrier Daming introduit en 465 et dérive deux approximations de π, 355/113 et 22/7, il faut attendre mille ans avant que l'humanité produise un meilleur résultat-

Les premières armes à feu apparaissent en Chine au Ve siècle avec les lances à feu (Huo Sang), espèce de lance-flammes, à l’efficacité pratique restreinte sur un champ de bataille mais utile pour ses qualités incendiaires et présentant une efficacité psychologique certaine sur des novices.

Sous la dynastie Song

L'enrichissement du pays et surtout l'insuffisance de la production de cuivre pousse le gouvernement Song à introduire la monnaie papier en 1024- Cette richesse profite aux sciences. Le mathématicien Shen Kuo (1031 - 1095) introduit la fonction sinus. Dans son livre Mengxi Bitan (1088), Shen est le premier à décrire le compas à aiguille magnétique qui sera utilisé pour la navigation. Shen Kuo a fait des versions améliorées de la sphère armillaire, du Gnomon, du télescope et a inventé la clepsydre. En tant que géologue, il élabore une théorie sur la formation de la Terre, la géomorphologie, en se fondant sur la présence de fossiles marins à terre, ses connaissances sur l'érosion du sol et l'observation des dépôts de limon-

Pi Cheng (990-1051) invente l'impression typographique-

Su Song (1020—1101) est le concepteur d'une horloge astronomique à force hydraulique qui utilise l'échappement d'horlogerie. Son mécanisme d'échappement avait déjà été inventé par moine bouddhiste Yi Xing pour exploiter une sphère armillaire hydraulique mais la tour horloge possède la plus ancienne transmission à chaîne connue, appelée tian ti ou « échelle céleste », comme on peut le voir dans son traité d'horlogerie Xiangfayao Xinyi- Su Song utilise, dans les cartes qu'il publie, la projection de Mercator près de cinq cents ans avant qu'elle soit utilisée en Europe.

Vers la fin cette période féconde, en 1247, Qin Jiushao publie le théorème des restes chinois, utilisé en algèbre modulaire. Son traité contient, pour la première fois en Chine, le signe zéro.

Sous les Mongols

Guo Shoujing ( 1231-1316) intègre l'observatoire de Kubilai Khan où il travaille sur les améliorations à apporter au gnomon. Il calcule la durée de l'année, la fixant à 365,2425 jours, une valeur identique à celle définie par le calendrier grégorien, conçu trois siècles plus tard.

Yang Hui (vers 1238-1298) publie un traité sur ce que nous connaissons comme le triangle de Pascal et en attribue la paternité au mathématicien chinois du XIe siècle, Jia Xian. Ce triangle permet de présenter les coefficients des différents termes dans la formule du binome et, selon V.J. Katz, il était utilisé pour généraliser à des degrés supérieurs à deux la méthode d'extraction de racine. Zhu Shijie (1270-1330) publie Miroir précieux des quatre éléments en 1303, ce livre porte l'algèbre chinoise à son niveau le plus haut. Il inclut une explication de sa méthode des quatre éléments, qui sont utilisés pour signifier quatre quantités inconnues dans une seule équation algébrique. Zhu y explique comment trouver la racine carrée d'un chiffre et y expose le fan fa, aujourd'hui connu sous le nom de la méthode de Horner.

Les Mongols, vecteurs de la science chinoise vers l'Occident

De nombreux contacts ont lieu entre les Mongols et les Européens au XIIIe siècle, en particulier au travers de l'alliance franco-mongole. Les corps d'armées chinois sont experts dans l'art du siège et sont intégrés aux forces mongoles. En 1259-1260, le prince Bohémond VI d'Antioche et son beau-père, Héthoum Ier d'Arménie font alliance avec le Mongol Houlagou Khan contre les musulmans en Syrie, prenant Alep puis Damas. Guillaume de Rubrouck, ambassadeur auprès des Mongols en 1254-1255, et ami personnel de Roger Bacon, est souvent cité comme le possible intermédiaire dans la transmission de la poudre à canon. Le compas aurait été rapporté par le templier Pierre de Montaigu entre 1219 et 1223, suit

Traditionnellement, on considère que la boussole, l'imprimerie, le papier et la poudre à canon sont les « Quatre grandes inventions » de la Chine. Au début du XVIIe siècle, le philosophe anglais Francis Bacon, sans connaître l'origine de ces inventions, remarque que trois d'entre elles : l'imprimerie, la poudre à canon et la boussole, « ont changé la face du monde » « Le papier est, avec l'imprimerie, la boussole et la poudre à canon, l'une des quatre grandes inventions chinoises qui ont contribué à construire l'Occident moderne »

 

Boussole

La boussole permet de situer la direction : nord, sud, est et ouest. C'était un instrument essentiel pour l'orientation et les voyages.
Il y a quelques désaccords sur la date précise à laquelle fut inventée la boussole. Il existe des références littéraires dignes d'attention qui mettent en évidence son antiquité :

* la première référence littéraire chinoise citant le « magnétisme » se trouve dans un ouvrage du IVe siècle av. J.-C. intitulé Livre du maître de la vallée du diable : « la magnétite fait venir le fer à lui, ou l'attire » Pierre Germa indique dans le dictionnaire des inventions : « La boussole vient de Chine; au premier siècle avant notre ère, les chinois utilisaient un instrument capable d'indiquer la direction du Sud : c'est la cuiller-montre-sud- »

* la première mention de « l'attraction d'une aiguille par un aimant » se trouve dans un ouvrage chinois composé entre 70 et 80 après J.-C. : « La magnétite attire une aiguille » (de fer). Ce passage de Louen-heng est le premier texte chinois mentionnant l'attraction d'une aiguille par un « aimant » En 1948, le savant Wang Chen Tuo construisit un « compas » sous la forme d'une cuillère indiquant le sud sur la base de ce texte. Cependant, « on ne trouve pas de mention explicite d'un aimant dans le Louen-heng »-

* La première référence à un « instrument d'orientation » magnétique spécifique se trouve dans un livre écrit sous la dynastie des Song et daté de 1040-1044. Il y a la description d'un « poisson indiquant le sud » en fer, flottant dans un bol d'eau, et se dirigeant vers le sud. Cet instrument est décrit comme un moyen de s'orienter « dans l'obscurité de la nuit ».

Le Wujing Zongyao ( « Réunion des techniques militaires les plus importantes ») précise : Quand les troupes doivent faire face au mauvais temps, ou à la nuit noire, et que l'on n'arrive plus à s'orienter, (...) ils faisaient appel à un instrument mécanique pointant vers le sud, appelé aussi « poisson indiquant le sud »- On parvenait à ce résultat en chauffant du métal (tout particulièrement si c'était de l'acier), selon le procédé connu aujourd'hui sous le nom de « thermo-rémanence », et qui aurait été capable de provoquer un léger état de magnétisation. La première référence de ce type en Europe n'apparaît que vers 1600, lorsque William Gilbert publia son ouvrage De Magnete -

Imprimerie

Avant d'être une invention de Johannes Gutenberg, la Chine avait déjà connu l'imprimerie à caractères mobiles (au IXe siècle)[9] bien longtemps avant que la Corée et l'Occident ne découvrent cette dernière (au XVe siècle). Cependant cette technique a été abandonnée par les Chinois à l'époque car ce système n'était pas adapté à l'écriture chinoise (les idéogrammes) alors qu'en Occident, l'alphabet, par le nombre très réduit de signes auxquels il fait appel, se prête admirablement à l'imprimerie.

Les premières traces de papier imprimé retrouvées sont celles des dhāranī, en langue chinoise, de l'impératrice Shōtoku au Japon, datant du VIIIe siècle après JC. L'impression de ces premiers textes est généralement considérée comme relevant de l'influence chinoise, très forte en cette époque de pénétration de la culture et du bouddhisme chinois au Japon-

« Selon les auteurs chinois, on aurait commencé à pratiquer l'impression tabellaire ou fixe sur planchettes de bois vers la fin du VIe siècle de notre ère. Dès 1317, un livre coréen est déclaré imprimé à l'aide de caractères fondus; malheureusement, on manque de preuves concrètes à l'appui. En 1403, un décret royal de Htai-Tjong prescrit l'extension du procédé, mais l'Occident n'en a rien su- »

Papier

Le papier porteur d'un message le plus ancien connu à ce jour, découvert en Chine, serait daté de -8, sous la dynastie des Han de l'Ouest (-206, 25). Il s'agit d'un fragment de lettre dont le papier est fait à partir de fibres de lin, sur laquelle une vingtaine de sinogrammes anciens ont été déchiffrés. Il a été trouvé en 2006 à Dunhuang, dans la province du Gansu, et a été daté en fonction d'autres documents écrits trouvés au même endroit de la fouille.

D'après une tradition chinoise, on pensait que le papier était apparu au IIIe siècle av. J.-C. en Chine, sous le règne de Qin Shi Huang (fondateur de la dynastie Qin). Une histoire racontait que des personnes auraient alors repéré les dépôts blancs d'écume sur les rochers à la suite des crues et auraient tenté de le reproduire.

D'après une autre tradition chinoise, ce serait Cai Lun, ministre de l'agriculture qui, en 105, aurait codifié pour la première fois l'art de fabriquer du papier et en aurait amélioré la technique afin de le produire en masse.

Poudre à canon

La poudre à canon est généralement reconnue comme ayant été inventée en Chine vers le IXe siècle, durant la Dynastie Tang (618-907). La découverte semble avoir pour origine des recherches faites dans les milieux taoïstes de l'époque des Táng, mais fut bientôt suivie par une application militaire dans les années 904-906. Il s'agissait alors de projectiles incendiaires nommés "feux volants"-
La première mention de la formule de la poudre à canon (charbon, salpêtre et soufre) apparaît dans le Wǔjīng zǒngyào de 1044, près de 250 ans avant qu'un texte européen y fasse allusion, en 1285.
La poudre à canon fut une invention majeure car elle permit ensuite l'invention de la fusée, du lance-flammes, des feux d'artifice, des mines terrestres et marines, des premières armes à feu, du canon ou encore du mortier.