Les Banū Mūsā, ingénieux scientifiques venus de l’Est iranien

L’histoire des Banū Mūsā commence à Merv (actuel Turkménistan). Le patriarche de la fratrie, Mūsā ibn Shakir, s’allie avec celui qui deviendra le calife al-Maʿmūn (en 813). L’histoire trouble et mystérieuse raconte que Mūsā était alors un bandit de grands chemins devenu, le temps du cheminement vers Bagdad, un savant astronome et astrologue (munajjim) à la cour.

Les fils de Mūsā, Jafar Muhammad (v.800-ap.873), Ahmad (v.805-ap.873) et Hassan (v.810-ap.873) naissent et grandissent à la cour de Bagdad. A la mort de Mūsā, ils sont protégés par le calife, instruits par Esḥāq bin Ebrāhīm Mosaʿbī et introduits à la célèbre maison des sciences (Bayt al-Hīkma) par Yaḥyā bin Abī Manṣūr (v.832), astronome chargé par le calife de coordonner l’équipe dédiée aux observations astronomiques. Unis dans la recherche du savoir, ils développent des prédilections pour les diverses sciences : l’astronomie pour Muḥammad alors qu’Ahmad oriente ses intérêts vers la mécanique et qu’Hassan se spécialise en géométrie. Ils travaillent également avec des savants traducteurs des diverses langues vers l’arabe notamment le munajjim [1] Ḥonayn b. Esḥāq. Moḥammad et son disciple Thābit ibn Qurra (836-901) que Jafar a ramené d’un périple passant par la ville de Harrān. Le chrétien nestorien Ḥunayn ibn Iṣhāq (m.v.877), médecin en chef de la cour du calife al-Mutawakkil (822-861), traducteur du syriaque, du persan et du grec fait également partie de leur cercle.

Les Banū Mūsā ont marqué l’histoire des sciences par leurs travaux en mathématiques, mécanique et astronomie. Le Kitāb al-Ḥiyal (Livre des Artifices Ingénieux), leur œuvre majeure, est un traité d’ingénierie automatisée décrivant plus de cent dispositifs mécaniques. Il nous est connu par l’intermédiaire de six témoins manuscrits présents au Caire, à Istanbul, à Berlin, Gotha et dans la bibliothèque apostolique du Vatican [2]. Y sont décrits et dessinés des dispositifs mécaniques alimentés par l’eau, le vent, la gravité ou par la force et servant autant aux tâches quotidiennes qu’à offrir des divertissements aux califes. Lampes, conteneurs, outils pour le travail mécanisé sur des longues distances, vannes contrôlant le débit d’eau, soufflets et tuyaux pour le travail anaérobique sous terre, instruments de musique mécanisés ou encore instruments de mesure du temps. Ce traité majeur a inspiré des savants chercheurs pour mécaniser les divers aspects du quotidien comme Al-Jazarī (1136-1206) ou les ingénieurs de la Renaissance. Dans le domaine du savoir mathématique, ils ont perfectionné les travaux d’Archimède et Apollonius, notamment dans Le Livre sur la Mesure des Figures Planes et Sphériques.
 
Leur contribution aux savoirs astronomiques est déterminante et une douzaine d’ouvrages qui leur sont attribués traitent des sciences astrales. En tant qu’astronomes du calife, ils participèrent aux observations de l’observatoire de Bagdad et corrigèrent les tables ptolémaïques consignées dans les Zīj al-Mumtaḥan compilés par Yaḥyā ibn Abī Manṣūr (m.830). Les paramètres solaires tirés de ces tables astronomiques sont rapportés par al-Bīrūnī (973-1048) et Ibn Yūnūs (950-1009) alors qu’il prépare les Zīj al-kabīr al-ḥākemī pour le calife Fatimide al-Ḥākīm autour de l’an 1000 en vue de remplacer les Zīj al-Mumtaḥan.
Moḥammad et Aḥmad avaient déterminé le mouvement moyen du soleil dans une année solaire persane qui comptait 365 jours et moins de 6 heures. Les trois frères ont également observé la longitude de Regulus (ou Alpha Leonis) depuis leur maison située sur un pont à Bagdad en 840-41, 847-48 et 850-51. Bīrūnī affirme avoir utilisé les paramètres lunaires résultant de leurs observations dans ses calculs des nativités (mawālīd) des années.
 
Le patronage califal des sciences astrales et géographiques incluait des campagnes scientifiques de mesures importantes qui ont conduit à établir des données qui n’ont été redéfinies que bien plus tard à partir du 17ème siècle.
 
L’une de ces expéditions géodésiques menée par les Banū Mūsā dans le désert de Sinjār (nord de l’Irak actuel), consistait à mesurer la longueur d’un degré de latitude afin d’établir la circonférence de la terre et affiner la mesure d’Eratosthène (m.v.194 acn) [3]. Grâce aux sources et notamment à al-Birûni et à Ibn Khaldūn, nous pouvons nous figurer l’opération de manière concrète. Afin de remplir leur mission, les frère Mūsā devaient élire un terrain plat, vaste, permettant la mesure d’une longueur en ligne droite, de préférence sous contrôle politique abbasside pour la sûreté de l’opération. Le désert de Sinjār, entre Mossoul et Raqqa, remplissait parfaitement ces conditions. A l’aide d’un repère astronomique fiable tel que le soleil (ou l’étoile polaire si l’opération était pratiquée de nuit), la première opération consistait à mesurer un degré de latitude. Dans un parfait alignement Nord-Sud obtenu grâce à gnomon, deux équipes se plaçaient à une distance d’environ 100 km, soit plus ou moins 1 degré de latitude. Ils calculaient ensuite l’angle du soleil à midi avec un astrolabe ou un quadrant et les tables de latitude. Si, par exemple, la première équipe mesurait un angle de 60 degrés, la seconde se positionnait toujours dans le même alignement de cordes et chaînes d’arpenteur, pour obtenir un angle de 61 degrés. On mesurait ensuite la distance entre ces deux équipes, laquelle valait, selon al-Birūnī, 56 miles arabes deux-tiers, soit plus ou moins 111,8 km (1 mile arabe vaut plus ou moins 1,8 km). Donc si 1 degré mesurait 111,8 km ; 360 degrés totalisaient 40 248 km (ce qui est proche de la valeur actuelle de 40 075 km).
 
Les Banū Mūsā ont eu une influence certaine sur leurs successeurs au vu de la large production d’ouvrage relatée par Ibn Yūnus, al-Bīrūnī, al-Tābarī ou Ibn al-Nadīm, le bibliothécaire de Bagdad. Il nous indique que Muḥammad a écrit un traité intitulé Sur la visibilité du croissant, un livre sur la création du monde et un ouvrage connu sous différents titres, notamment Livre sur le mouvement des sphères célestes (Kitāb Ḥarakāt al‐aflāk). Ibn al-Nadīm recense également un livre d’astronomie mathématiques (Kitāb al-Hayʾa) et un livre sur le premier mouvement de la sphère céleste (Kitāb Ḥarakāt al-falak al-ūlā), qui contient une critique du système ptolémaïque de l’univers. Dans cet ouvrage, Muḥammad explique le mouvement quotidien des cieux par la rotation de toutes les sphères du Soleil, de la Lune, des cinq planètes et des étoiles fixes, réfutant l’existence de la 9e sphère, qui est à l’origine du mouvement chez Ptolémée. Deux ouvrages majeurs sur l’astrologie intitulés Ketāb al-darajāt (Le livre des degrés. Voir illustration) également appelé Aḥkām al-daraj li-l-mawālīd (Prédictions des degrés pour les nativités), ainsi qu’un manuscrit sur la nature des signes du zodiaque, précisant qu’il s’agit d’une traduction d’un original chinois. La plupart de ces ouvrages ont aujourd’hui disparu.
 
Cependant, la liste des titres et les études sur les œuvres existantes montrent que les Banū Mūsā ont été un maillon essentiel à la transmission et l’hybridation des techniques et savoirs astronomiques et autres qui migreront encore, depuis Bagdad, vers l’Est et l’Ouest.
 
Lire également, dans cette série sur les scientifiques et les mathématiciens :
– Muḥammad ibn Mūsā al-Khwārizmī : l’algèbre au service des prédictions astrales