Shen Kuo

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Shen Kuo
Vision d'artiste moderne de Shen Kuo.
Nom de naissance	沈括
Naissance	1031 Hangzhou
Décès	1095 (à 64 ans) Zhenjiang
Nationalité	Chinoise

Shen Kuo^[1] (chinois : 沈括, pinyin : Shěn Kuò), Shen K’uo, Shen Kua ou encore Shen Gua (Hangzhou, 1031 - Zhenjiang, 1095) est un scientifique polymathe chinois et un fonctionnaire gouvernemental sous la dynastie Song (960-1279).

Homme d'esprit universel, il fut notamment géologue, astronome, mathématicien, cartographe, inventeur, météorologue, agronome, ethnographe, zoologiste, botaniste, ingénieur en hydraulique, pharmacologue, auteur encyclopédiste, poète, musicien, diplomate, général, chancelier académique, ministre des finances et inspecteur des services de l'État. Il fut également responsable du Bureau de l'Astronomie à la cour des Song, ainsi qu'adjoint du ministre de l'Hospitalité impériale^[2]. À la cour, son allégeance politique allait à la faction réformiste du « Groupe de nouvelles politiques », dirigée par le chancelier Wang Anshi (王安石 ; 1021-1086).

Dans son livre Mengxi Bitan (夢溪筆談) de 1088, Shen est le premier à décrire le compas à aiguille magnétique qui sera utilisé pour la navigation alors qu'en Europe, cette découverte ne sera décrite pour la première fois qu'en 1187 par Alexandre Neckam^[3],[4]. Shen a aussi découvert le concept du « vrai Nord » en termes de déclinaison magnétique vers le pôle Nord^[4], c'est-à-dire en découvrant qu'il existe une différence entre le pôle Nord géographique et le pôle Nord magnétique^[5]. Ce fut un pas décisif dans l'Histoire pour faire du compas un outil de navigation encore plus utile, alors que cette notion resta encore inconnue en Europe les quatre siècles suivants (Christophe Colomb)^[6].

Parallèlement à son collègue Wei Pu (衛朴), Shen cartographie avec précision les chemins orbitaux de la Lune et d'autres planètes dans un projet intensif de cinq ans qui rivalisera avec le travail réalisé cinq cent ans plus tard par l'astronome danois Tycho Brahe (1546-1601)^[7]. Dans le cadre de ses travaux en astronomie, il réalise des versions améliorées de la sphère armillaire, du gnomon et du télescope. 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 sur terre, ses connaissances sur l'érosion du sol et l'observation des dépôts de limon^[8]. Il propose également une théorie du changement climatique progressif, après avoir observé d'anciens bambous pétrifiés conservés dans un endroit sec et souterrain alors que la région, trop froide, ne permettait pas la croissance du bambou. Il est le premier personnage littéraire en Chine à parler de l'utilisation de la cale sèche (forme de radoub) pour réparer les bateaux hors de l'eau et a également décrit l'efficacité de la relativement nouvelle invention de l'écluse à poids. Bien qu'Alhazen ait été le premier à décrire la chambre noire, Shen Kuo est son premier émule en Chine, à quelques décennies de distance. Shen Kuo a beaucoup écrit au sujet de l'impression typographique inventée par Pi Cheng (畢昇 ; 990-1051) et grâce à ses écrits, l'héritage de Pi Cheng et la compréhension moderne des premiers caractères typographiques ont été transmis aux générations suivantes^[9].

Shen Kuo a écrit plusieurs autres livres en plus de Mengxi Bitan, même si une grande partie a disparu. Certains de ses poèmes ont été préservés dans des écrits posthumes. Bien que beaucoup de ses efforts aient porté sur les questions techniques et scientifiques, il s'intéressa aussi à la divination et au surnaturel. Il a également écrit des commentaires sur d'anciens textes taoïstes et confucéens.

Biographie

Enfance

Shen Kuo est né en 1031 à Qiantang, l’actuelle Hangzhou. Son père Shen Zhou (沈周 ; 978-1052) faisait partie de la petite noblesse et occupait des postes officiels à l’échelon provincial. Sa mère était d’une famille de Suzhou de statut similaire, son nom de jeune fille étant Xu (許)^[10].

Kuo reçoit sa première éducation de sa mère, pratique courante en Chine à l'époque^[10]. Elle-même très instruite, elle enseigne à Kuo et à son frère Pi (披) les doctrines militaires de son propre frère aîné Xu Tang (許洞 ; 975-1016)^[10]. Shen ne pouvant se vanter d’une généalogie de clan comme beaucoup de ses pairs nés dans le Nord, il est forcé de se fier à son esprit et à sa forte détermination durant ses études pour passer avec succès les examens impériaux^[10].

À partir de 1040, la famille Shen nomadise à travers la province du Sichuan, en fonction des postes provinciaux mineurs occupés par le père^[11]. La famille se fixe finalement à Xiamen. Shen Zhou sert également plusieurs années au tribunal de Xiamen, qui était l’équivalent de la Cour fédérale suprême^[10]. Shen Kuo prend note, au gré de ses pérégrinations dans différentes villes et terroirs, des caractéristiques de la Chine, s’intéressant dans sa jeunesse à la diversité du relief de la Terre^[11]. Il remarque aussi les aspects fascinants de l’implication de son père dans la gouvernance administrative et des problèmes qui en découlent. Cette expérience devait avoir un impact profond sur lui car, plus tard, il deviendra un haut fonctionnaire du gouvernement^[11]. Comme il est souvent malade étant enfant, Shen Kuo développe également un fort intérêt pour la médecine et la pharmacie^[11].

Shen Zhou décède à la fin de 1051 (ou au début de 1052), alors que son fils Shen Kuo a 21 ans. Kuo attristé par la mort de son père et suivant l’éthique confucéenne, reste inactif dans un état de deuil pendant trois ans, c’est-à-dire jusqu’en 1054 (ou début 1055)^[12]. Vers 1054-1055, il commence à servir à des postes gouvernementaux, mineurs et locaux. Toutefois ses capacités naturelles à planifier, organiser et concevoir apparurent très tôt. Sa conception et la supervision du drainage hydraulique d’un système de digues, qui convertit des marais en une centaine de milliers d’hectares (400 km²) de terres arables en sont un exemple^[12]. Shen Kuo note dans ses écrits que le succès de la méthode de fertilisation du limon se basait sur le bon fonctionnement des vannes de canaux d’irrigation^[13].

Au service du gouvernement impérial

En 1063, à 32 ans, il passe avec succès l’examen impérial nécessaire pour entrer au service du gouvernement en se plaçant dans la catégorie des plus brillants étudiants^[12]. Bien que siégeant à Yangzhou, le sens du devoir de Shen attire l’attention de Zhang Chu (張蒭 ; 1015-1080), l’intendant fiscal de la région. Shen fait une très bonne impression sur Zhang, qui le recommande pour un poste dans un tribunal de l’administration financière de la Cour centrale^[12].

Durant sa carrière de fonctionnaire de l’Administration centrale, Shen Kuo est également ambassadeur auprès de la dynastie des Xia occidentaux et de la dynastie Liao^[14], commandant militaire, directeur des travaux hydrauliques et premier chancelier de l’Académie Hanlin^[15]. En 1072, il est nommé responsable du « Bureau de l’astronomie »^[12]. Il y est chargé des améliorations et des réformes du calendrier chinois^[9] en collaboration avec son collègue Wei Pu (衛朴)^[7]. Étant donné ses compétences et ses aptitudes pour les questions économiques et financières, Shen est aussi nommé Commissaire des finances à la Cour centrale^[16]. Enfin, il fait avec d’autres responsables des tournées d'inspection du système de greniers de l’Empire, au cours desquelles il enquête également sur des problèmes de collectes illégales, de négligences, d’inefficacité des secours en cas de catastrophe, et sur l’insuffisance des projets de retenues d’eau^[17]. Pour ces services rendus, Shen Kuo reçoit le titre honorifique de « vicomte de l’État Fondateur » par l’Empereur Shenzong des Song (神宗 ; vers 1067-1085), qui avait une grande confiance en lui^[16].

Au tribunal, Shen est un des politiciens favoris du chancelier Wang Anshi (王安石 ; 1021-1086), chef de la faction politique des Réformateurs, également connu sous le nom de « Groupe de nouvelles politiques » (新法, Xin Fa)^[18]. Shen Kuo était déjà proche de Wang Anshi puisque c’était Wang qui avait composé l’épitaphe funéraire du père de Shen^[19]. Shen Kuo impressionne Wang Anshi par ses dons d'administrateur et ses multiples compétences. En 1072, il est envoyé pour superviser le programme de Wang concernant la construction de dépôts de limon dans le canal de Bian (le « Grand Canal »), situé à l’extérieur de la capitale. Grâce à une technique originale, Shen réussit brillamment le dragage du canal et démontre la formidable valeur de la boue utilisée comme engrais^[19].

Il acquiert en outre une bonne réputation à la Cour lorsqu’il est envoyé officiellement comme représentant à la dynastie Liao à l’été 1075^[19]. Les Khitans avaient plusieurs fois manœuvré par des négociations agressives afin de repousser leurs frontières plus au sud, manipulant plusieurs ambassadeurs chinois incompétents qui avaient cédé aux demandes du royaume Liao^[19]. Par une brillante démonstration de diplomatie, Shen Kuo se rend au camp du monarque Khitan au mont Yongan (de nos jours près du district de Pingquan, Hebei) avec les comptes-rendus des précédentes négociations diplomatiques entre les deux dynasties^[19]. Shen Kuo réfute point par point les prétentions de l’Empereur Daozong des Liao, rétablissant la frontière originelle^[19]. Par ces succès mémorables, Shen devient un membre de confiance du cercle proche de Wang Anshi, lequel se composait officieusement de dix-huit personnes loyales aux projets du Groupe de nouvelles politiques^[19].

Frontières de la dynastie Song, de la dynastie Liao et de la dynastie des Xia occidentaux.

Dessin de Wang Anshi tiré de Wan Xiao Tang, 1743.

Bien que beaucoup des réformes de Wang Anshi exposées par le Groupe de nouvelles politiques étaient centrées sur les finances de l’État, la taxe foncière et l’examen impérial, il y avait également des préoccupations militaires. Il s’agissait notamment de la mobilisation de milices afin de réduire les frais d’une armée atteignant un million de soldats^[20], la création de monopoles sur la production et la distribution de salpêtre et de soufre en 1076 afin d'éviter que l’approvisionnement en poudre à canon ne tombe entre des mains hostiles^[21],[22] et la mise en place d’une politique militaire agressive vis-à-vis des rivaux en Chine du Nord, la dynastie des Xia occidentaux et la dynastie Liao^[23].

Quelques années après que les forces militaires de la dynastie Song ont gagné du territoire sur les Xia occidentaux, en 1080, Shen Kuo est nommé en tant qu’officier militaire pour la défense de Yanzhou (de nos jours Yan'an dans la province de Shaanxi)^[24]. Au cours de l’automne 1081, Shen défend avec succès le territoire de la dynastie Song en capturant plusieurs villes fortifiées des Xia occidentaux^[16]. L’empereur Shenzong des Song récompense Shen avec de nombreux titres pour son mérite dans ces combats. En seize mois de campagne militaire, Shen a reçu 273 lettres de l’empereur^[16]. Cependant, l’empereur Shenzong eut aussi confiance envers un officier militaire arrogant : ce dernier désobéit à l’empereur et aux recommandations stratégiques de fortification de Shen, ce qui eut pour conséquence de fortifier inutilement des positions que Shen considérait comme très secondaires. En outre, cet officier renvoie Shen de son poste de commandement au sein de la principale place-forte, afin de l’empêcher de s'illustrer lors d'une éventuelle victoire^[16]. Les conséquences sont presque catastrophiques car les forces de cet officier sont décimées^[16]. Néanmoins, Shen réussit à défendre ses fortifications et la seule route possible pour une invasion Tangoute sur Yanzhou^[16].

Toutefois, le nouveau Chancelier Cai Que (蔡確 ; 1036-1093) tient Shen pour responsable de la catastrophe et des pertes humaines^[16]. Suite à l’abandon du territoire pour lequel Shen Kuo avait lutté, Cai Que lui ôte toute responsabilité^[16] et le met sous probation, avec assignation à résidence, durant les six années suivantes.

Shen, coupé du gouvernement, décide de reprendre la plume et de se consacrer à des études intensives. Après avoir terminé deux atlas pour un programme parrainé par l’État, il se voit récompensé par l'abrogation de son assignation^[16]. Il est aussi absous par la Cour de toutes les fautes qui lui avaient été imputées^[16].

Dernières années

Selon le livre Pingzhou Ketan (萍洲可談) de Zhu Yu de 1119, Shen Kuo se marie deux fois, sa seconde épouse étant la fille de Zhang Chu (張蒭) et originaire de Huainan. Cette seconde femme était connue pour ses tendances autoritaires et pour sa fierté, et elle abusa souvent de Shen Kuo. Bouleversés, les enfants de Shen Kuo lui demandèrent souvent de changer de comportement mais, malgré tout, elle alla jusqu’à chasser du foyer le fils du premier mariage de Shen Kuo.

Dans les années 1070, Shen achète un domaine avec un jardin luxuriant à la périphérie de l’actuel Zhenjiang dans la province de Jiangsu. Il nomme ce lieu d’une grande beauté « Mengxi », après sa première visite en 1086^[16], et il y emménage définitivement en 1088 ; la même année, il termine l’écriture de Mengxi Bitan (梦溪笔谈), intitulé d’après sa propriété. Ce livre est l’ultime tentative de Shen pour comprendre et décrire une multitude de facettes de la nature, de la science et de toutes les coutumes et curiosités du monde. La traduction littérale de « Mengxi Bitan » est en anglais « Dream Brook Brush Talks », c’est-à-dire dans une traduction libre « Discussions de pinceau au ruisseau du rêve ». On attribue à Shen Kuo cette citation : « Parce que je n’avais en tout que mon pinceau et mon encre avec qui converser, je l’appelle Discussion de pinceau »^[25].

Après la mort de sa dernière épouse, Shen Kuo tombe dans une profonde dépression et tente même de se suicider en sautant dans le Yangzi Jiang pour se noyer. Bien que cette tentative de suicide échoue^[26], retiré dans son domaine et malade, il meurt un an plus tard en 1095^[16].

Œuvre

Shen Kuo a beaucoup écrit sur de nombreux sujets. Son travail écrit comprend deux types d’atlas géographique, un traité sur la musique avec des harmoniques mathématiques, des études de l’administration gouvernementale, sur l’astronomie mathématique, sur les instruments astronomiques, sur les tactiques défensives militaires et des recherches pour des fortifications, la peinture, le thé, la médecine, ainsi que beaucoup de poésie^[27]. Il proposa des versions améliorées de la sphère armillaire, du gnomon et de la clepsydre ainsi que de nombreuses évolutions.

Les écrits scientifiques de Shen Kuo ont reçu de nombreux éloges de sinologues comme Joseph Needham et Nathan Sivin. Son travail a souvent été comparé à celle d’un autre brillant polymathe chinois Su Song (1020-1101). Shen Kuo a également été comparé à de nombreux intellectuels occidentaux comme Gottfried Wilhelm von Leibniz et Mikhaïl Lomonossov^[28].

Cartographie

Le plus grand atlas de Shen incluait vingt-trois cartes de Chine et des régions proches, cartes qui ont été dessinées uniformément à l’échelle de 1:900 000^[5]. Shen a également créé une carte en tridimensionnelle à l’aide de sciure de bois, de morceaux de bois, de cire d'abeille et de la pâte faite à partir de céréales^[5].

Météorologie

En météorologie, Shen a écrit plusieurs descriptions de tornades et a donné raison à une théorie de Sun Sikong, expliquant que les arcs-en-ciel qui sont formés par l’ombre du Soleil sous la pluie, se produisent lorsque le Soleil brille sur elle^[29]. Shen estima que, bien que les arbres étaient de plus en plus rares en raison de la déforestation pour les besoins de l’industrie du fer locale, « le pétrole était produit continuellement au sein de la Terre »^[29].

Pharmacologie et botanique

En matière de pharmacologie, Shen a décrit les difficultés de donner un diagnostic et une thérapie adéquate, ainsi que le bon choix, la préparation et l’administration de drogues^[30]. Il accordait une grande importance aux détails et à l’exactitude philologique dans l’identification, l’utilisation et la culture des différents types de plantes médicinales, comme les mois où elles devaient être récoltées et leur degré précis de mûrissement pour qu’elles soient propres à des fins thérapeutiques^[31]. Il écrivit également sur l’horticulture et les plantes communes, leurs époques de plantation et de fertilisation^[31]. Shen Kuo prit un soin particulier à décrire des centaines de plantes.

Zoologie et minéralogie

Dans les domaines de la zoologie et la minéralogie, Shen Kuo se documenta et décrivit les animaux et les minéraux présents dans son pays^{[32],[33],[34],[35]}. En outre, il décrivit le phénomène des insectes prédateurs naturels qui assurent le contrôle de la population d’insectes nuisibles au potentiel ravageur pour l'agriculture chinoise^[36].

Médecine

Shen eut également comme centre d'intérêt l’anatomie humaine : il anéantit la théorie selon laquelle la gorge contenait trois canaux, écrivant notamment, « Quand les liquides et les solides sont mêlés les uns aux autres, comment se fait-il que dans la bouche, ils se trient eux-mêmes en deux voies ? »^[31]. Shen soutint que le larynx était le début d’un système qui distribuait le « Qi » vital de l’air dans tout le corps et que l’œsophage était un simple tube amenant les aliments à l’estomac^[37]. Continuant le raisonnement de Shen et corrigeant les résultats de la dissection de bandits exécutés en 1045, un rapport chinois datant du début du XII^e siècle confirma la présence de deux canaux à la gorge et non trois^[38]. En outre, un juge de la dynastie Song et un expert dans ce qu’on l’on appellera bien plus tard médecine légale, Song Ci (宋慈 ; 1186-1249), permirent de promouvoir l’utilisation de l’autopsie comme moyen de résoudre les cas d’homicides, tel qu’il est rédigé dans Xǐyuān Jílù (« Collected Cases of Injustice Rectified »)^[39].

Hydraulique et architecture civile et navale

Les écrits de Shen Kuo sont la seule source datant la première utilisation de la cale sèche en Chine^[40]. Shen Kuo a écrit que pendant le règne de Xi Ning (1068-1077), le fonctionnaire Huang Huaixin conçut un plan pour la réparation des bateaux du palais, longs de 60 m et vieux d’un siècle. En substance, Huang Huaixin conçut la première cale sèche chinoise pour suspendre les bateaux hors de l’eau^[40]. Ces bateaux furent ensuite placés sous une toiture pour les protéger des intempéries^[40].

Shen Kuo a également décrit l’efficacité d’une invention relativement nouvelle, remontant au X^e siècle par l’ingénieur Qiao Weiyo, concernant l’écluse à poids afin de remplacer les anciens pertuis utilisés dans les canaux^[41]. Selon Shen Kuo, ce nouveau type d’écluse économisait le travail annuel de cinq cents hommes, diminuait les coûts annuels et permettait d’augmenter la taille maximum des bateaux accueillis de 21 à 113 tonnes^[41].

S’il n’y avait eu Shen Kuo et ses analyses dans Mengxi Bitan, le travail de l’architecte du XI^e siècle Yu Hao aurait été perdu^[42]. Yu Hao conçut notamment une célèbre pagode en bois qui brûla en 1044 et qui fut remplacée en 1049 par une pagode de briques de même hauteur, surnommée la « Pagode de fer ».

Mathématiques et optique

Dans le vaste domaine des mathématiques, Shen Kuo maîtrisa de nombreux problèmes mathématiques pratiques, y compris de nombreuses formules complexes pour la géométrie^[43], le calcul infinitésimal^[44] et les problèmes de trigonométrie^[45]. Il écrivit abondamment sur ce qu’il avait appris en travaillant pour la Trésorerie de l’État, y compris des problèmes mathématiques posés par le calcul des taxes foncières, des estimations des besoins, des questions monétaires, de la métrologie^[46]. Il calcula aussi, un jour, la surface requise pour une bataille rangée, en vue de s'en servir en stratégie militaire^[47]. Il calcula également la plus longue campagne militaire possible, calculée d'après les limites et les capacités de transport, étant entendu que les soldats emporteraient leur propre nourriture et celle d’autres soldats^[48].

Shen Kuo fit des expériences sur le sténopé et les miroirs, comme jadis les chinois mohistes au IV^e siècle av. J.‑C.. Bien que le scientifique musulman Alhazen (965-1039) ait été le premier à étudier la chambre noire, Shen Kuo fut celui qui appliqua des attributs géométriques et quantitatifs à celle-ci, plusieurs décennies après la mort d’Alhazen^[49].

Shen a écrit sur Yi Xing (一行 ; 672-717), un moine bouddhiste, qui avait appliqué un mécanisme d’échappement à une sphère armillaire hydraulique. De plus, en utilisant les permutations mathématiques, Shen décrivit le calcul de Yi Xing des combinaisons possibles au jeu de go. Shen calcula ce total avec jusqu’à cinq lignes et vingt-cinq pièces du jeu, et obtint 847 288 609 443 possibilités^[50],[51] Toutefois, certains de ses plus impressionnants travaux dans le domaine des mathématiques sont ceux qu'il appliqua au domaine de l’astronomie.

Compas à aiguille magnétique

Modèle de Charriot pointant le Sud du Science Museum de Londres.

Boussole chinoise « Si Nan » de la Dynastie Han.

Depuis l’époque de l’ingénieur et inventeur Ma Jun (馬鈞 ; vers 200-265), les Chinois utilisaient un appareil mécanique connu sous le nom de pointage « Chariot pointant le sud » afin de se diriger sur terre (et éventuellement en mer, comme la chanson Song Shu le suggère par allusion). Ce dispositif était particulièrement ingénieux, car il utilisait un différentiel. En 1044, le célèbre Wujing Zongyao (武經總要, « Collection des plus importantes techniques militaires ») rapporte que l'on utilisait pour indiquer le sud un dispositif fait d'un objet de tôle de fer en forme de tête de poisson, magnétisé par thermorémanence (c’est-à-dire par un échauffement qui produit une faible force magnétique), et placé dans un bol d’eau, lui-même placé dans une boîte marquée de points cardinaux^[52],[53].

Toutefois, ce n’est qu’à partir de Shen Kuo que les premiers compas magnétiques seront utilisés pour la navigation. Dans ses écrits, Shen Kuo réalise l’une des premières références historiques au compas à aiguille magnétique, au concept de « Vrai Nord » et à son utilisation pour la navigation en mer^[15]. En effet selon lui, « [Les aiguilles magnétiques] sont toujours déplacées légèrement à l’Est au lieu de pointer plein Sud »^[52].

D'après ce qu'il nous dit, les aiguilles étaient magnétisées en les frottant avec de la magnétite ; on les laissait flotter ou on les montait librement. Il affirme que le « compas suspendu » est la meilleure sorte de boussole, et note que l’aiguille du compas magnétique indique soit le Sud, soit le Nord^[52].

Shen Kuo a aussi écrit qu’il était préférable d’utiliser une rose des vents utilisant vingt-quatre points au lieu du vieux compas avec huit points cardinaux. La première utilisation maritime d'une rose de ce type est enregistrée peu de temps après la mort de Shen^[5]. La préférence pour ce compas semble liée à sa découverte d’un plan méridien plus précis, déterminé par ses mesures entre l’Étoile polaire et le Vrai Nord^[5]. Toutefois, elle pourrait également avoir été inspirée par des croyances et des pratiques tirées de la géomancie^[5].

Le livre de l’auteur chinois Zhu Yu, le Pingzhou Ketan (萍洲可談), publié en 1119 et écrit de 1111 à 1117, contient la première mention de l’utilisation d’un compas par les marins. Cependant, le livre de Zhu Yu relate les évènements remontant à 1086, à l'époque où Shen Kuo écrivait Mengxi Bitan, ce qui signifie qu’au temps de Shen, le compas pouvait déjà être en usage^[54].

Quoi qu'il en soit, les écrits de Shen Kuo sur le compas magnétique sont des indications précieuses sur la façon dont les Chinois s'en servaient alors. En Europe, un tel concept ne devait apparaître qu’un siècle après, par l’intermédiaire d’Alexandre Neckam.

Théorie sur la géologie

Aristote (384 avant J.-C. - 322 avant J.-C.) décrivait dans sa Météorologie la façon dont la Terre peut changer physiquement, et exprimait sa conviction que tous les fleuves et les mers existant à un moment donné n’avaient pas toujours existé, ni qu'ils couleraient toujours car ils finiraient par s'assécher. Son compatriote Xénophane de Colophon (570 avant J.-C. - 480 avant J.-C.) voyait dans les fossiles marins retrouvés à terre la preuve que des inondations périodiques massives étaient survenues jadis, mais il n'a rien écrit sur la formation des bords de mer^[55]. Du côté musulman, l’érudit perse Al-Biruni (973-1048) émit l’hypothèse que l’Inde était autrefois couverte par l’océan Indien, tout en observant les formations rocheuses à l’embouchure des rivières^[56].

La montagne Taihang

Ce fut Shen Kuo qui formula une hypothèse sur le processus de formation de la Terre et de ses continents (géomorphologie) en utilisant ses observations comme preuves empiriques. Ainsi, en trouvant des fossiles marins dans une strate géologique d’une montagne de l'intérieur des terres, et en observant d’étranges érosions naturelles dans les montagnes Taihang et Yandang près de Wenzhou, il déduisit que la terre avait été remodelée et formée par l’érosion de la montagne, l’élévation, et les dépôts de limon^[57]. Il émit l’hypothèse que les dépôts de limon avaient dû mettre très longtemps à former les terres du continent^[58]. En visitant la montagne Taihang en 1074, Shen Kuo remarqua sur une falaise les strates de coquillages de la classe des Bivalvia et des roches de forme ovoïde sur un plan horizontal^[58]. Il en conclut que la falaise était autrefois l’emplacement d’un ancien littoral qui se situait alors à des centaines de kilomètres à l’est^[58].

Toujours selon Shen, sous le règne de Zhiping (1064-1067) un homme de Zezhou trouva un objet en creusant dans son jardin. Celui-ci ressemblait à un serpent ou à un dragon mais après examen, l’homme conclut que l’animal s’était apparemment pétrifié^[59],[60]. Zheng Boshun, le magistrat de Jincheng, examina également la créature et nota la présence de marques d’écailles comme sur d’autres animaux marins^[59],[60]. Shen Kuo compara cela aux « crabes de pierre » trouvés en Chine^[59],[60].

Vers 1080, il nota qu’un glissement de terrain sur une rive d’un grand fleuve près de Yanzhou (l’actuelle Yan'an) avait révélé un espace ouvert à plusieurs dizaines de mètres sous le sol, sous la rive effondrée^[60],[61]. Cet espace souterrain contenait des centaines de bambous pétrifiés encore intacts avec leurs racines. « Tous se sont changés en pierre » écrivit Shen Kuo^[60],[61]. Il précisa que les bambous ne poussent pas près de la ville de Yanzhou, située dans le Nord de la Chine, et s'interrogea sur la dynastie durant laquelle ces bambous avaient poussé^[60],[61]. Considérant que les endroits humides et sombres offraient des conditions adéquates pour la croissance du bambou, Shen déduisit que le climat de Yanzhou devait avoir été tel dans des temps très anciens^[60],[61]. La paléoclimatologie n’est cependant jamais devenue une discipline établie en Chine médiévale.

Le philosophe Zhu Xi (朱熹 ; 1130-1200), connu pour avoir lu les œuvres de Shen Kuo^[60], a écrit sur ce curieux phénomène naturel. Les descriptions de Shen sur l’érosion des sols, les changements climatiques et les dépôts sédimentaires précédèrent deux ouvrages de référence comme De veteribus et novis metallis par Georgius Agricola en 1546^[62] ou les travaux de James Hutton en 1802^[62]. L’historien Joseph Needham compara la trouvaille de Shen à celle du savant écossais Roderick Murchison (1792-1871) qui devint géologue suite à l’observation providentielle d’un glissement de terrain.

Astronomie

Une des cartes astronomiques publiées dans un livre de Su Song datant de 1092, avec la position de l’étoile polaire corrigée par Shen Kuo.

En tant que chef du Bureau de l’astronomie, Shen Kuo était un passionné érudit d’astronomie et améliora plusieurs instruments astronomiques. On lui attribue des modèles améliorés de gnomon, de sphère armillaire, de clepsydre et d’horloge^[63]. Il conçut un nouveau type de réservoir pour la clepsydre, et plaida pour une interpolation plus efficace de l’étalonnage de la mesure du temps^[63]. Pour améliorer le modèle du V^e siècle du tube astronomique, Shen Kuo en accrut le diamètre afin que le nouveau calibrage puisse observer l’étoile polaire indéfiniment^[63]. Ce fut en raison du déplacement de la position de l’étoile polaire depuis l’époque de Zu Geng au V^e siècle, que Shen Kuo observant le mouvement de l’étoile polaire pendant trois mois, conclut qu’elle avait bougé d’un peu plus de trois degrés^[63]. Apparemment, cette « trouvaille » astronomique eut un impact sur la communauté intellectuelle de l’époque en Chine. Même le rival politique de Shen, l’astronome Su Song, corrigea la position de l’étoile polaire dans les versions de son atlas céleste^[64]. Avec son collègue Wei Pu du Bureau de l’astronomie, Shen Kuo traça les coordonnées exactes des mouvements planétaires et lunaires en enregistrant leurs observations astronomiques trois fois par nuit sur une durée de cinq ans^[7]. Bien que les cartes du ciel aient été créées entretemps, cette quantité d’observations astronomiques collectées sur une durée aussi longue ne fut égalée en Europe qu’à l’époque de l’astronome Tycho Brahe (1546-1601)^[7].

Les phénomènes astronomiques des éclipses solaire et lunaire étaient connus en Chine depuis au moins l’époque des astronomes Gan De (甘德 ; IV^e siècle av. J.‑C.) et Shen Shi (石申 ; IV^e siècle av. J.‑C.), puisque ce fut Shi Shen qui donna des instructions sur la prévision des éclipses fondées sur la position de la Lune par rapport au Soleil^[65]. Le philosophe Wang Chong (王充 ; 27-97) avait avancé des arguments contre la théorie de « l’influence rayonnante » des écrits de Jing Fang au I^er siècle av. J.‑C., et sur la véracité de l’hypothèse de l’astronome Zhang Heng (張衡 ; 78-139), selon laquelle la Lune ne faisait que refléter la lumière du soleil^[66]. Jing Fang disait au I^er siècle av. J.‑C. qu’il était depuis longtemps admis en Chine que le Soleil et la Lune avaient une forme sphérique et non plate^[67]. Shen Kuo développa également cette théorie, expliquant pourquoi les corps célestes étaient sphériques, allant à l’encontre de la théorie de la « Terre plate » pour les corps célestes^[67]. Cependant, il n’y a pas de preuves laissant à penser que Shen Kuo ait soutenu la théorie d’une Terre ronde, laquelle fut introduite dans les sciences chinoises par Matteo Ricci et Xu Guangqi au XVII^e siècle^[68]. Lorsque le directeur de l’Observatoire astronomique demanda à Shen Kuo si les formes du Soleil et la Lune étaient comme les balles rondes ou plates, Shen Kuo expliqua que les corps célestes étaient, dans la limite de ses connaissances, sphériques^[69]. Tout comme Zhang Heng, Shen Kuo assimilait la Lune à une balle d’argent, qui ne produisait pas de lumière, mais reflétait simplement celle fournie par une autre source (le Soleil)^[69]. Il expliqua que lorsque la lumière du soleil était « inclinée », la pleine lune apparaissait^[69]. Il poursuivit en expliquant que si l’on couvrait n’importe quelle sorte de sphère de poudre blanche et qu’on la regardait sur le côté, elle donnerait l’impression d’être un croissant, et par conséquent, il estimait que les corps célestes étaient sphériques^[69]. Il affirma également que, bien que le Soleil et la Lune fussent en conjonction et en opposition entre eux une fois par mois, cela ne signifiait pas que le Soleil serait éclipsé à chaque fois que leurs chemins seraient réunis, en raison de la légère obliquité de leurs chemins orbitaux^[69].

Une réplique moderne d’une sphère armillaire de l’époque Ming, située à l’ancien observatoire de Pékin.

Shen Kuo est aussi réputé pour ses hypothèses cosmologiques expliquant les variations des orbites planétaires, y compris le mouvement rétrograde^[70]. Son collègue Wei Pu s'était rendu compte que l’ancienne méthode de calcul du temps solaire moyen était inexacte par rapport à la vision apparente du Soleil, puisque ce dernier est en avance de celle-ci dans la phase accélérée du mouvement et derrière elle dans la phase retardée^[71]. Les hypothèses de Shen étaient similaires à la notion d'épicycle dans les traditions gréco-romaines^[70], mais lui seul compara la section latérale des chemins orbitaux des planètes et les variations de leur vitesse à ces points, ce qu'il compara à la forme des feuilles de saule^[72]. Les travaux de Shen sur le mouvement planétaire peut aussi être comparés à celui de l’astronome persan Nasir ad-Din at-Tusi (1201-1274), qui écrivit Zij-i Ilkhani.

Les astronomes de la dynastie Song de l’époque de Shen utilisaient encore la théorie de la Lune et les coordonnées de Yi Xing, ce qui après 350 ans était devenu une erreur considérable^[7]. Pour résoudre ce problème, Shen et Wei tinrent des archives astronomiques où ils notaient la position de la Lune, à l’instar de ce qu’ils avaient fait pour les planètes, trois fois par nuit pendant cinq années successives^[7]. Les fonctionnaires et les astronomes de la cour s'opposèrent violemment à Shen et Wei, s'estimant offensés par leur insistance à démontrer que les calculs du renommé Yi Xing étaient devenus inexacts^[73]. Ils diffamèrent aussi Wei Pu, par jalousie envers sa basse extraction^[74]. Lorsque Shen et Wei firent une démonstration publique en utilisant le gnomon pour prouver l’erreur, les autres ministres acceptèrent de corriger ces erreurs lunaires et solaires^[73],[75]. Malgré ce succès, ils finirent par rejeter les tables des mouvements planétaires de Shen et Wei^[19]. De ce fait, seule la pire et la plus évidente des erreurs fut corrigée, tandis que de nombreuses imprécisions demeuraient^[74].

Typographie

Le Sūtra du Diamant, le plus ancien livre imprimé connu. Dynastie Tang, 868.

Selon Shen Kuo, durant le règne Qingli (1041-1048), sous l’Empereur Renzong des Song (仁宗 ; 1022-1063), un artisan connu sous le nom de Bi Sheng (毕升 ; 990-1051) inventa l’impression typographique à l’aide de caractères mobiles en céramique^[76]. Bien que l’assemblage de caractères individuels pour composer un texte ait ses origines dans l’Antiquité, l’innovation de Bi Sheng était totalement révolutionnaire pour l’époque. Shen Kuo note que le processus était fastidieux si l’on ne voulait imprimer que quelques copies d’un livre, mais si l’on désirait en faire des centaines, voire des milliers, il s'avérait incroyablement rapide et efficace^[76]. Hors des écrits de Shen Kuo, cependant, on ne sait rien de la vie de Bi Sheng ou de l’influence des caractères mobiles de son vivant^[77].

Il reste quelques livres imprimés à la fin de la dynastie Song en utilisant ce procédé^[78], dont Notes du hall de Jade (玉堂雜記) de Zhou Bida imprimé en 1193 avec les de caractères mobiles d’argile cuite décrits dans Mengxi Bitan^[79]. Yao Shu (1201-1278), conseiller auprès de Kubilai Khan, persuada un jour son disciple Yang Gu d’imprimer des manuels de philologie et des textes néo-confucéens à l’aide de ce qu’il appelait « la méthode de Shen Kuo »^[80]. Wang Zhen (王祯 ; vers 1290-1333), auteur du traité agricole, scientifique et technologique Nong Shu, mentionne une autre méthode de cuisson de la faïence sur cadres afin de créer des blocs complets^[80].

Wang Zhen améliora également son utilisation en inventant des caractères mobiles en bois dans les années 1297 ou 1298, alors qu’il était magistrat à Jingdezhen^[81]. Bi Sheng avait déjà expérimenté cette méthode^[82], mais Wang fut celui qui contribua le plus à augmenter la rapidité d'impression grâce à de simples dispositifs mécaniques, et qui permit l’agencement complexe et systématique de blocs types en bois impliquant l’utilisation de tables de roulement^[83].

Bien plus tard, Wang Zhen fit des tentatives avec de l'étain, mais le trouva inefficace^[84].

Au XV^e siècle, l’imprimerie à caractères mobiles en métal fut développée en Chine par la dynastie Ming (et plus tôt vers le milieu XIII^e siècle en Corée pendant la période Chosŏn), et fut largement pratiquée en Chine au moins jusqu’au XVI^e siècle^[85]. À Jiangsu et Fujian, les riches familles de l’ère Ming sponsorisèrent le métal, le plus souvent du bronze. Cela incluait notamment les travaux de Hua Sui (华燧 ; 1439-1513) qui mit au point la première méthode chinoise utilisant le bronze en 1490^[86].

En 1718, vers le milieu de la dynastie Qing (1644-1912), le savant de Tai'an connu sous le nom de Xu Zhiding développa des caractères mobiles en émail au lieu de la faïence^[80]. Il y eut également Zhai Jinsheng (né en 1784), un professeur de Jingxian, qui passa trente années à créer une police d'écriture mobiles en faïence, laquelle en 1844 comptait plus de 100 000 caractères chinois en cinq tailles différentes^[80].

Malgré ces avancées, l’imprimerie à caractères mobiles ne se généralisa jamais en Asie de l'Est, que la gravure sur bois avait atteinte depuis la dynastie Tang au IX^e siècle. Avec les sinogrammes, la grande quantité des caractères écrits (morphèmes) entrava l’adoption et l’utilisation des caractères mobiles^[76]. En outre, l’imprimerie de Johannes Gutenberg (1398-1468) fut finalement entièrement adoptée comme norme en Chine, malgré une tradition de gravure sur bois toujours populaire en Asie de l’Est.

Pensées personnelles et philosophie

Les idées du penseur Mencius influencèrent profondément Shen.

Les écrits de Shen Kuo ne portaient pas tous sur des sujets scientifiques ou pratiques. Outre ses travaux sur la divination chinoise, la magie et le folklore, Shen Kuo a aussi été critique d'art. Par exemple, il a critiqué le travail du peintre Li Cheng pour avoir omis de respecter le principe de « voir le petit du point de vue du grand », par exemple en peignant des bâtiments^[87].

Malgré toutes ses réalisations scientifiques, Shen Kuo était nettement en faveur du taoïsme qui contestait l'influence de la science empirique à son époque. Bien que beaucoup de choses puissent être connues par le biais de l'observation empirique et de l'étude, le taoïsme affirme que les secrets de l'univers sont infinis, et que la recherche scientifique ne pourrait jamais qu'en exprimer des fragments et des compréhensions partielles^[88]. Shen Kuo se réfère à l'antique manuel taoïste Yi Jing dans l'explication du processus spirituel et de la prescience qui ne peuvent être atteintes par « des traces brutes », qu'il assimile à l'astronomie mathématique^[88].

Shen était aussi un fervent partisan des notions de destin et de pronostics, et a formulé des explications rationnelles sur les relations entre elles^[89]. Il portait un intérêt particulier au sort (bon ou mauvais), à la divination mystique, aux phénomènes bizarres, alors même qu'il était prémuni contre la tendance à croire que tout est joué d'avance dans la vie^[90].

Un jour, décrivant le cas d'une maison frappée par la foudre dont les murs en bois ont noirci au lieu de brûler, tandis que les objets décoratifs recouverts de laque restaient intacts et que les objets métalliques avaient fondu, Shen Kuo écrivit : « La plupart des gens ne peuvent juger des choses que par les expériences de la vie ordinaire, mais les phénomènes en dehors de ce champ sont vraiment très nombreux. Il est peu sécurisant d'étudier les principes naturels en utilisant uniquement la lumière des connaissances habituelles et des idées subjectives »^[91].

Dans son commentaire de l'ancien philosophe confucéen Mencius (-372 - -289), Shen insiste sur l'importance de suivre le choix de ce que l'on sait être le vrai chemin, mais il ajoute que le cœur et l'esprit ne peuvent atteindre la pleine connaissance de la vérité, du fait de sa simple expérience sensorielle^[92]. De sa propre manière, mais en utilisant des termes influencés par les idées de Mencius, il formule l'idée d'une autorité autonome intérieure qui servirait de base à son acceptation des choix moraux, une notion liée aux expériences de sa vie quant au succès par l'auto-suffisance^[92].

En plus de son commentaire sur les textes classiques chinois, Shen Kuo a également écrit de nombreux articles sur les thèmes du surnaturel, de la divination et de la méditation bouddhiste^[93].

Mengxi Bitan

Comme l’historien Chen Dengyuan l’a fait remarquer, beaucoup des écrits de Shen Kuo ont probablement été purgés sous le ministre Cai Jing (蔡京 ; 1046-1126), qui avait relancé les Nouvelles Politiques de Wang Anshi, bien qu’il ait fait campagne pour la destruction ou la modification radicale des travaux écrits de ses prédécesseurs, et en particulier de ses ennemis conservateurs^[94]. Par exemple, seul six des livres de Shen demeurent, et quatre d’entre eux ont été altérés de manière significative depuis leur rédaction initiale^[95].

Mengxi Bitan (夢溪筆談) est cité pour la première fois dans un écrit chinois de 1095, montrant que, même vers la fin de la vie de Shen, son dernier livre était largement imprimé^[96]. Mengxi Bitan était constitué de quelque 507 essais distincts explorant une large variété de sujets^[97]. L’ouvrage était initialement composé de 30 chapitres, mais en 1166, un éditeur chinois inconnu modifia et réorganisa l'œuvre en 26 chapitres^[96]. Il reste un exemplaire de cette édition.

Une réimpression eut lieu en 1305^[96] et une autre en 1631, mais le texte fut alors radicalement réorganisé en trois grands chapitres^[96]. Chiwuming Shitukao de 1848 mentionne souvent des passages du livre de Shen Kuo, ainsi ses classifications des espèces végétales^[32].

À l’époque moderne, la tentative la plus complète de lister et de résumer les écrits de Shen fut un appendice rédigé par Hu Daojing dans son édition de Brush Talks de 1956^[94]. L’édition chinoise de 1166 fut fidèlement traduite en japonais lors d’un séminaire de l’Institut de recherche en Sciences humaines (japonais : Jimbun Kagaku Kenkyusho) de l’Université de Kyōto puis imprimé par Umehara Kaoru dans son édition en trois volumes Bokei hitsudan (1978-1981)^[98]. Zhang Jia Ju a partiellement traduit Mengxi Bitan du chinois médiéval en chinois vernaculaire dans sa biographie Shen Kuo de 1962. Cette biographie est d’une grande importance car elle est — selon l’historien Nathan Sivin — la référence la plus complète et la plus exacte sur la vie de Shen Kuo^[98].

Le plus grand nombre de traductions en anglais de Mengxi Bitan se trouve dans divers volumes des séries Science and Civilization in China de Joseph Needham, publiées à partir de 1954^[98]. En français, des extraits du livre ont été cités dans les travaux de J. Brenier^[99] ainsi que J.F. Billeter^[100].

Autres écrits

Un portrait contemporain de Su Shi, dont les travaux pharmaceutiques furent associés à ceux de Shen Kuo en 1126.

Bien que Mengxi Bitan soit certainement le plus vaste et important travail de Shen Kuo, il n'est pas le seul.

En 1075, il composa le Xining Fengyuan Li (熙寧奉元曆 ; anglais : The Oblatory Epoch astronomical system of the Splendid Peace reign period) qui a été perdu, mais répertorié dans une bibliographie de la dynastie Song^[101]. C’était le rapport officiel sur les réformes de Shen Kuo sur le calendrier chinois, qui ne furent que partiellement intégrées au calendrier officiel des Song^[101].

Il est aussi l'auteur d'un traité pharmaceutique intitulé Liang Fang (良方 ; Bonnes formules médicinales), fruit de notes compilées durant ses années de retraite du service gouvernemental^[102]. Autour de l’année 1126, il fut combiné à une œuvre écrite de Su Shi (苏轼 ; 1037-1101), lequel, ironiquement, comptait parmi les opposants au « Groupe de nouvelles politiques » de Shen Kuo^[102]. Cependant on sait aujourd'hui que Shen Kuo et Su Shi étaient quand même amis et associés^[103].

Cette même retraite lui donna le temps de composer Mengqi Wanghuai Lu (夢溪忘懷錄 ; anglais : Record of longings forgotten at Dream Brook). Il s'agit d'un traité ethnographique sur les populations montagnardes isolées de la Chine, notamment inspiré de sa jeunesse^[104]. Seules des citations en survivent dans la collection Shuo Fu (說郛), qui décrit les travaux agricoles et les outils de ces régions.

Shen Kuo a également écrit Changxing Ji (長興集 ; Recueil d'œuvres littéraires du [vicomte de] Changxing), recueil de divers poèmes et documents administratifs de sa main, mais ce livre fut sans doute publié de manière posthume^[104]. Il fut réimprimé au XV^e siècle, sous la dynastie Ming), mais seul le 19^e chapitre fut par la suite conservé^[104] et réimprimé en 1718, et ce sous une forme corrompue^[104]. Enfin, dans les années 1950, l’auteur Hu Daojing compléta ce travail d’autres poèmes épars de la main de Shen, dans l’ancienne collection Collection of Shen Kua’s Extant Poetry (Shanghai, Shang-hai Shu-tian, 1958)^[104].

Dans la tradition des « récits de voyage » (youji wenxue) de la littéraire populaire de l’ère Song^[105], Shen Kuo est enfin l'auteur du Registre de ce qu’il ne faut pas oublier, un guide du voyageur précisant le type de transport idéal selon le type du voyage, les aliments, les vêtements spéciaux et de nombreux autres articles utiles^[106].

Postérité de Shen Kuo

À sa mort, Shen Kuo a été enterré dans une tombe dans la région de Yuhang, à Hangzhou, au pied de la colline Taiping^[107]. Son tombeau a finalement été détruit, mais les archives de la dynastie Ming indiqués son emplacement et il fut découvert en 1983 puis protégé par le gouvernement depuis 1986^[107]. Des restes de la structure de brique de la tombe ont été retrouvés, ainsi que du verre et des pièces de monnaie datant de la dynastie Song^[107]. Le Comité municipal de Hangzhou termina une restauration de la tombe de Shen en septembre 2001. En plus de sa tombe, le domaine de Shen Kuo à Zhenjiang, notamment ses deux premiers acres (8 000 m² environ), ont été réhabilités par le gouvernement en 1985^[108]. Cependant, la partie rénovée du jardin n'est qu'une partie de l'original au temps de Shen Kuo^[109]. Une salle d'inspiration Qing fut construite sur le site et est maintenant utilisée comme porte d'entrée principale^[108]. Dans le hall servant comme mémorial, se trouve un grand tableau dépeignant le jardin d'origine de Shen Kuo en son temps, y compris les puits, les bosquets de bambous verts, des chemins pavés de pierres et des murs décorés comme à l'origine^[109]. Dans ce hall d'exposition il y a une statue de Shen Kuo assis sur une plate-forme, avec des éditions de son livre datant de plusieurs siècles dans des armoires en verre^[109]. Dans le domaine se trouve également des statues de Shen Kuo, une sphère armillaire et un petit musée retrace les diverses réalisations de Shen^[108].

L'Observatoire de la Montagne Pourpre a découvert un nouvel astéroïde en 1964. En 1979, l'Académie chinoise des sciences a décidé de nommer Shen Kuo comme l'un de ses membres d'honneur.

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Notes et références

• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Shen Kuo » (voir la liste des auteurs)

Liens externes

• (en) Chapitre de livre de Nathan Sivin sur Shen Kuo
• (en) Shen Kua at JOC/EFR
• (en) Shen Kuo, un mathématicien, ingénieur, physicien, et astronome
• (en) Œuvres de Shen Kuo sur le projet Gutenberg
• (en) Shen Kuo et Chinaculture.org
• (en) Shen Kuo's « Bamboo Shoots »

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