Nicolas Copernic

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Nicolas Copernic
Description de cette image, également commentée ci-après

Nicolas Copernic

Naissance
Thorn ( Prusse royale,
Alex K Kingdom of Poland-flag.svg Royaume de Pologne)
Décès (à 70 ans)
Frauenburg (Prusse royale, Royaume de Pologne)
Nationalité Polonaise (voir Controverse sur sa nationalité)
Domaines Astronomie, mathématiques, physique, médecine
Formation Université de Cracovie
Université de Bologne
Université de Padoue
Université de Ferrare
Renommé pour Héliocentrisme

Signature

Nicolas Copernic ( polonais : Mikołaj Kopernik [miˈkɔwaj kɔˈpɜrnik], allemand : Nikolaus Kopernikus, latin : Nicolaus Copernicus Torinensis/Thorunensis/Torunensis), né le à Thorn (aujourd'hui Toruń), Prusse royale ( Royaume de Pologne) et mort le à Frauenburg (également en Prusse royale, Royaume de Pologne, aujourd'hui Frombork), est un chanoine, médecin et astronome polonais. Il est célèbre pour avoir développé et défendu la théorie de l' héliocentrisme selon laquelle le Soleil se trouve au centre de l' Univers et la Terre tourne autour de lui contre la croyance répandue que cette dernière était centrale et immobile. Les conséquences de cette théorie dans le changement profond des points de vue scientifique, philosophique et religieux qu'elle impose sont baptisées révolution copernicienne.

Biographie

Naissance et études

Nicolas Copernic naît le 19 février 1473 dans une famille riche de la ville hanséatique de Thorn, en Poméranie. Son père, prénommé également Nicolas, est un bourgeois de Cracovie venu s'établir à Thorn peu avant l'annexion de la région par le royaume de Pologne, et suffisamment intégré pour y devenir échevin. Sa mère, Barbara Watzelrode (ou Watzenrode) est d'une ancienne famille de Thorn, probablement originaire de Silésie [1]. Le jeune Nicolas passa son enfance à Thorn en habitant dans un premier temps au 17 de la rue Sainte Anne (aujourd'hui renommée rue Copernic) puis, dans un deuxième temps, la famille déménagea au 36 de la place du marché de la même ville alors qu'il était âgé de sept ans. Très tôt, le jeune Copernic fut initié à l' art, à la musique et aux belles-lettres. Il fréquenta l'école paroissiale de l'église Saint-Jean [2].

Toruń (en allemand : « Thorn »), la ville où est né Nicolas Copernic

Il est pris en charge par son oncle maternel, futur évêque de Ermeland (en allemand : Ermland, en polonais : Warmia), Lukas Watzelrode (ou Lucas Watzenrode) à la suite du décès de son père (vers 1483). Celui-ci veille sur son neveu et s'assure qu'il fréquente les meilleures écoles et universités ; en 1491, il devient étudiant à l'Université de Cracovie (actuellement l' université jagellonne de Cracovie) où il étudie les mathématiques et l'astronomie ( quadrivium), mais aussi la médecine et le droit [3], tout en suivant probablement le trivium, cours habituel de la Faculté des arts (centré sur la dialectique et la philosophie [4]). Il quitte cette université après trois ou quatre ans, trop tôt pour obtenir un diplôme [5].

Il retourne alors chez son oncle, qui tente de le faire élire chanoine au chapitre de la cathédrale de Frauenburg. Sans attendre la confirmation de son élection (en 1497 [6]), il se rend en 1496 en Italie où il étudie à l' université de Bologne le droit canonique puis le droit civil [7], mais aussi la médecine et la philosophie. Il y apprend de plus le grec, qui lui servira grandement pour étudier les sources de la science antique [8], [9]. À Bologne, il loge chez l'astronome Domenico Maria Novara, qui est l'un des premiers à remettre en cause l'autorité de Ptolémée.

Selon Rheticus, « il fut moins le disciple que l'assistant et le témoin des observations du très savant Dominicus Maria » [10]. C'est ainsi que Copernic fit la première observation dont nous ayons connaissance de l' occultation de l' étoile Aldébaran par la Lune, le [11].

En 1500, il donne, d'après Rheticus [12], une conférence sur l'astronomie à Rome, et y observe une éclipse partielle de lune. Le chanoine Copernic se rend l'année suivante au chapitre de la cathédrale de Frauenburg, où on lui accorde une absence supplémentaire de deux ans pour étudier la médecine. Il poursuit donc ses études en médecine et droit à l' université de Padoue, réputée pour son enseignement de médecine. Mais c'est à Ferrare, le 31 mai 1503, qu'il obtient le titre de docteur en droit canon (le doctorat de médecine aurait nécessité trois années d'études) [13].

À la fin de ses études, en 1503, il quitte définitivement l'Italie et réintègre son diocèse.

Humaniste aux activités multiples, et astronome révolutionnaire

À son retour en Pologne, Copernic se loge auprès de son oncle dans le palais épiscopal de Heilsberg (Lidzbark Warmiński). Il assiste l'évêque dans l'administration du diocèse (qui disposait d'une autonomie politique vis-à-vis du roi de Pologne), et devient également son médecin personnel. La réputation du médecin Copernic semble avoir été grande, puisqu'après la mort de Lukas Watzelrode, il soigne deux de ses successeurs (les évêques Maurice Ferber et Johannes Dantiscus), mais aussi d'autres personnalités et des gens du peuple [14].

Nicolas Copernic tenant un muguet, attribut du médecin.

En bon humaniste, Copernic s'essaye aussi à la traduction du grec : son premier livre, imprimé en 1509, est une traduction latine de lettres grecques dont l'auteur est un Byzantin du VIIe siècle, Théophylacte Simocatta [15]. Copernic devient ainsi le premier Polonais à publier en Pologne une traduction d'un auteur grec [16].

Copernic ne succédera pas à son oncle, ainsi que celui-ci l'aurait souhaité, mais il ne délaisse pas pour autant ses tâches de chanoine de l'évêché de Warmie (institution politique tout autant que religieuse). Ainsi, il occupe à plusieurs reprises le poste important d'administrateur des biens du chapitre à Olsztyn (Allenstein). L'invasion de la Warmie par les chevaliers teutoniques en 1520 l'amène même à devenir commandant militaire d'Olsztyn jusqu'à la fin des hostilités [17]. C'est encore à Olsztyn qu'il compose un Essai sur la frappe de la monnaie, à l'occasion de la crise monétaire qui touche son pays [18].

Tout au long de ces années, et probablement dès son retour d'Italie, Copernic continue ses recherches en astronomie, et réalise quelques observations des astres [19] depuis la tour de la cathédrale de Frauenburg, qu'il a fait aménager pour cela et où il vécut la plus grande partie de sa vie. Il se convainc rapidement de la nécessité d'abandonner le modèle d'Univers de Ptolémée au profit d'un système héliocentrique. C'est ainsi qu'il écrit, dès les années 1511-1513, De Hypothesibus Motuum Coelestium a se Contitutis Commentariolus (connu sous le titre de Commentariolus [20]), un court traité qui expose le système héliocentrique [21] et qu'il fait secrètement circuler, sous forme manuscrite, auprès de ses amis.

Palais épiscopal de Heilsberg ( Lidzbark Warmiński) où vécut Copernic

C'est à la même période que Copernic, dont les compétences astronomiques sont visiblement reconnues, est sollicité dans le cadre du Ve concile du Latran sur la réforme du calendrier.

Pendant 36 ans, de son propre aveu, Copernic garde sa pensée sans la divulguer. C'est probablement bien plus par rigueur scientifique que par conscience des dangers d'une telle publication. Car Copernic, en se livrant aux observations et aux calculs qui doivent confirmer son Système, rencontre des difficultés insurmontables. Comme tous ses prédécesseurs il a une faiblesse initiale à l'égard du mouvement circulaire et uniforme, or les mouvements planétaires sont en réalité légèrement elliptiques. C'est Kepler qui fera cette découverte près d'un siècle plus tard (1609), grâce au Système de Copernic. En attendant, ce dernier ne parvint jamais à concilier parfaitement la réalité avec l'idée fausse du mouvement circulaire. Autre difficulté rencontrée, le ciel brumeux de la Vistule empêche souvent l'astronome de mener ses observations et il se trouve ainsi dans la nécessité d'exploiter les matériaux douteux accumulés depuis Ptolémée en leur accordant une confiance absolue. Copernic passe alors de longues années à gâter la simplicité de son Système en l'emplissant d' épicycles et d'excentriques, et ce jusqu'au découragement. [22]

Les disciples de Copernic, dont Rheticus, sont moins soucieux des précisions de détail et restent éblouis par les nobles lignes du Système de Copernic. L'enthousiasme des savants ne permet plus à la réalité de se perdre.

Le manuscrit de De Revolutionibus Orbium Coelestium (Des révolutions des sphères célestes) est achevé vers 1530. En 1533, l'hypothèse héliocentrique de Copernic s'est déjà répandue jusqu'au Pape Clément VII, et plusieurs prélats pressent Copernic de la publier. Vers 1540 circulent peut-être déjà des copies ; du moins Georg Joachim Rheticus en publie à cette date à Dantzig une analyse qui connaît un grand succès. [22]

Mais ce n'est qu'en 1543 que l'ouvrage immortel parait enfin chez un imprimeur luthérien de Nuremberg, au moment même de la mort de son auteur. On rapporte que Copernic eu l'occasion d'en manier un exemplaire dans les heures de son agonie. [22]

Bien que chanoine, de son vivant Copernic ne fut jamais inquiété pour ses théories par les autorités ecclésiastiques, et il dédia son livre au Pape Paul III. Mais en 1616 De Revolutionibus Orbium Coelestium est finalement mis à l'index. Cette censure très tardive arrive parce que les preuves de la réalité du Système Héliocentrique de Copernic sont enfin apportées par Galilée.

Système et théories de Copernic

Le système héliocentrique de Copernic (De Revolutionibus orbium coelestium).

Copernic propose une rupture radicale dans l'organisation du cosmos jusque-là établie : les systèmes du monde admis à son époque avaient un point commun, leur géocentrisme : la Terre était immobile au centre de l'univers, tous les astres tournant autour. Au contraire, Copernic place le Soleil au centre de l'univers, la Terre devenant une planète tournant autour de ce point fixe ; c'est l' héliocentrisme.

Motivations

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Pour justifier cette remise en cause totale, Copernic met en exergue les défaillances des systèmes astronomiques existants [23] : tout d'abord, leur multiplicité, d' Eudoxe à Ptolémée en passant par les nombreux aménagements opérés aux théories de ce dernier par les astronomes qui lui ont succédé. Ensuite, leur incapacité à décrire avec précision les phénomènes observés [24]. Le manque d'ordre et d'harmonie dans ces systèmes extrêmement complexes [25]. Concernant la théorie de Ptolémée, il ajoute une sévère critique de l'astucieuse invention de ce dernier, l' équant [26], qui viole le principe de l'uniformité des mouvements circulaires par rapport à leur centre, ce qui la rend irréaliste aux yeux de Copernic.

Il propose en réponse à ces insuffisances un système reposant sur quelques axiomes révolutionnaires (présentés dès le Commentariolus) [27], et étayé par une démonstration mathématique minutieuse (exposée dans le De Revolutionibus).

Axiomes du système héliocentrique

Ayant disposé le Soleil au centre de l'Univers, il dote donc la Terre de deux mouvements principaux : sa rotation (la Terre tourne sur elle-même et fait un tour sur son axe en une journée) explique dans un premier temps le mouvement diurne de la sphère céleste en un jour, la sphère des étoiles demeurant immobile ; sa révolution annuelle autour du Soleil fait de la Terre une planète, toutes les planètes tournant autour du Soleil. La Terre n'est plus que le centre des mouvements de la Lune.

Pour Copernic, « le mouvement de la terre seule suffit donc à expliquer un nombre considérable d'irrégularités apparentes dans le ciel » [28], notamment le mouvement rétrograde des planètes, phénomène qui n'était expliqué qu'à grand-peine par les systèmes géocentriques. Pour justifier que l'on ne perçoive pas les effets de la révolution annuelle de la Terre par un effet de parallaxe sur les étoiles, Copernic postule enfin que la sphère des étoiles se situe à une distance considérable, bien plus importante que ce que l'on imaginait jusqu'alors [29].

Avantages du système copernicien

Pour son auteur, la grande force de ce système héliocentrique est qu'il introduit ordre et harmonie dans le cosmos [30]. Il y a en particulier une corrélation logique entre les distances des planètes au centre du système et leur période de révolution. En effet, plus l'orbite d'une planète est grande, plus il lui faudra de temps pour faire une révolution complète autour du Soleil (ce qui n'était pas le cas pour Mercure et Vénus dans le système de Ptolémée, ces deux planètes ayant la même période de révolution que le Soleil). Copernic n'a plus besoin des monstrueux épicycles [31] des planètes que Ptolémée avait introduits pour expliquer leurs rétrogradations. Il élimine également l'incroyable coïncidence qui donnait par exemple à Mars, Jupiter et Saturne la même période d'un an sur ces épicycles (de tailles pourtant inégales). Sa théorie explique en outre pourquoi les planètes internes, Vénus et Mercure, ne s'écartent jamais beaucoup du Soleil et ne se retrouvent jamais en opposition par rapport à lui.

Le système de Copernic permet même de mesurer les distances de chaque planète au Soleil, ce qui était impossible dans un système géocentrique [32]. C'est ce qui permettra plus tard à Johannes Kepler de calculer les trajectoires de ces astres, et d'établir les lois du mouvement dans le Système solaire, lois sur lesquelles Isaac Newton s'appuiera pour élaborer sa théorie de la gravité.

Univers de Copernic : plus simple et moderne que celui de Ptolémée

Malgré la modernité révolutionnaire de son système, Copernic conserve toutefois certains éléments archaïques des anciens systèmes du monde : ainsi l'idée aristotélicienne (pourtant abandonnée par Ptolémée et même probablement déjà par Hipparque) des sphères solides [33], ou encore la sphère des fixes, contenant les étoiles et marquant la limite d'un univers fini [34].

On oppose souvent la complexité du système de Ptolémée et de leurs dérivés à la simplicité du système de Copernic. En effet, le premier comporte une multitude de cercles (excentriques et épicycles) [35], tandis que la représentation classique du second ne montre que les six cercles des planètes et celui de la Lune (voir l'illustration) [36]. Et il est vrai, comme Copernic nous le dit, que son modèle a permis de supprimer les énormes cercles disgracieux (épicycles ou excentriques) destinés à justifier les inégalités des mouvements des astres (rétrogradations). Cependant, ce schéma du système héliocentrique est trompeur, car extrêmement simplifié. En effet, Copernic considère que le mouvement circulaire uniforme est un principe fondamental de l'astronomie [37]. Or, les observations contredisent l'uniformité des mouvements célestes. Pour concilier ce principe avec la réalité, Copernic, qui a rejeté l'équant de Ptolémée, est obligé d'ajouter à son système une multitude de petits épicycles et d'excentriques dont l'effet est de moduler la vitesse de chaque planète sur son parcours [38].

Au nom du principe antique de l'uniformité des mouvements circulaires, Copernic a donc rendu son système tout aussi complexe que celui de Ptolémée [39]. Cependant, de nombreux commentateurs de l’œuvre du chanoine-astronome maintiennent que celui-ci a introduit une simplification [40], car les épicycles de Copernic, beaucoup plus petits que les cercles déférents, ne sont là que pour corriger les petites variations de vitesse et de position des planètes (qui se déplacent en réalité à vitesse variable sur des orbites elliptiques) par rapport à une trajectoire circulaire uniforme, et ne sont pas nécessaires, en première approche, pour décrire les irrégularités apparentes les plus importantes de leurs trajectoires (rétrogradations). Au contraire, les épicycles de Ptolémée, de tailles beaucoup plus importantes (et comparables à celles des déférents), sont indispensables pour expliquer ces irrégularités et ne peuvent donc être omis, même en première approximation [41].

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