Rencontrez Shen Kuo, un polymathes remarquable et un homme d'État de la dynastie Song en Chine (960-1279). Avec un nom de courtoisie Cunzhong et un pseudonyme Mengqi Weng, Shen était réputé pour ses compétences exceptionnelles en mathématiques, optique et horlogerie. Tout au long de sa carrière en tant que fonctionnaire civil, Shen a occupé diverses positions de haut rang, notamment ministre des finances, inspecteur d'État, chef officiel du Bureau d'astronomie, ministre adjoint de l'Hospitalité impériale et chancelier académique. En tant que membre dévoué de la faction réformiste connue sous le nom de Groupe des Nouvelles Politiques, dirigée par le chancelier Wang Anshi, l'allégeance politique de Shen a renforcé son influence à la cour.

Percée de Shen Kuo en navigation : la boussole magnétique

Les Essais du Rêve du Bassin de Shen Kuo de 1088 ont révolutionné la navigation avec sa découverte de la boussole à aiguille magnétique. Il fut le premier à décrire son utilisation, avant la description européenne d'Alexander Neckam en 1187. Les expériences de Shen avec des aiguilles magnétiques suspendues ont conduit au concept du vrai nord, déterminé par la déclinaison magnétique vers le Pôle Nord. Cette découverte révolutionnaire a amélioré l'utilisation des boussoles pour la navigation et aurait pu rester inconnue en Europe pendant quatre cents ans supplémentaires. Des preuves de cadrans solaires allemands de 1450 montrent même des marquages similaires aux boussoles des géomanciens chinois en termes de déclinaison magnétique.

Contributions de Shen Kuo à la science et à la technologie

Aux côtés de Wei Pu, Shen visait à cartographier les trajets orbitaux de la Lune et des planètes dans un projet de cinq ans, mais il a été contrecarré par des adversaires politiques. Pour soutenir son travail en astronomie, il a amélioré les conceptions de la sphère armillaire, du gnomon, du tube de visée, et a inventé un nouveau type de clepsydre à entrée d'eau. En géologie, Shen a présenté une hypothèse sur la formation des terres basée sur les résultats de fossiles marins terrestres, la connaissance de l'érosion des sols et la sédimentation du limon. Il a également suggéré une théorie du changement climatique graduel, en observant des bambous pétrifiés préservés souterrainement dans les habitats secs du nord. Shen fut l'un des premiers à mentionner l'utilisation de cales sèches pour la réparation de bateaux et a écrit sur l'efficacité de l'écluse à sas des canaux. Bien qu'il ne fut pas le premier à documenter la chambre obscure, il a noté la relation entre le point focal d'un miroir concave et un trou d'épingle. Il a écrit largement sur l'invention de l'imprimerie à caractères mobiles de Bi Sheng, préservant l'héritage de cette invention et la compréhension de la typographie mobile ancienne pour les générations futures. Lors d'une inspection de frontière, Shen a créé une carte en relief surélevé suivant une ancienne tradition chinoise. En tant qu'archéologue amateur, sa description d'un ancien mécanisme d'arbalète s'est avérée être un bâton de Jacob, un outil d'arpentage inconnu en Europe jusqu'à ce que Levi ben Gerson le décrive en 1321.

Shen Kuo était un individu multitalentueux qui a écrit sur divers sujets au-delà des Essais du Rêve du Bassin. Malheureusement, une grande partie de son écriture dans d'autres ouvrages n'est plus disponible. Certaines de ses poésies peuvent toujours être trouvées dans des ouvrages compilés ultérieurement. En plus de son intérêt pour la science et la technologie, Shen a également exploré la divination et le paranormal, notamment en relatant des récits d'objets volants mystérieux. Il a également offert des perspectives sur les textes anciens taoïstes et confucéens.

Vie

Naissance et jeunesse

Shen Kuo est né à Hangzhou, en Chine en 1031. Son père, Shen Zhou, était un gentilhomme de bas rang qui occupait des postes au niveau provincial et sa mère provenait d'une famille de rang similaire à Suzhou. Shen a reçu son éducation précoce de sa mère, qui était bien éduquée et lui a enseigné ainsi qu'à son frère les doctrines militaires. Sans antécédents familiaux importants comme beaucoup de ses pairs, Shen s'est appuyé sur son intelligence et sa détermination pour exceller dans ses études, finissant par réussir les examens impériaux et devenant un bureaucrate d'État.

La famille de Shen s'est déplacée dans la province du Sichuan et finalement vers le port de Xiamen, où son père occupait des postes provinciaux mineurs. Shen a observé la topographie des terres et les défis de la gouvernance en voyageant avec sa famille. Sa maladie précoce a suscité un intérêt pour la médecine et les produits pharmaceutiques.

Le père de Shen est décédé en 1051/52 et Shen a observé une période de deuil pendant trois ans avant de servir dans des postes gouvernementaux mineurs. Il était compétent en planification, organisation et conception, comme lorsqu'il a supervisé l'assèchement de terres marécageuses en terres agricoles. Shen a noté que le succès du projet dépendait de l'utilisation efficace des vannes d'écluse.

Carrière officielle

Shen Kuo était un érudit-officiel éminent du gouvernement central de la Chine au 11e siècle. Il était un meilleur pointeur aux examens impériaux, le test requis pour entrer dans le gouvernement, et a attiré l'attention de Zhang Chu, le gouverneur de Yangzhou. Shen a été nommé à plusieurs positions importantes, notamment ambassadeur auprès des dynasties Xi Xia et Liao, commandant militaire, chef des travaux hydrauliques et chancelier principal de l'Académie Hanlin. Il a été nommé chef du Bureau d'astronomie en 1072 et était responsable des projets visant à améliorer la science calendaire, aux côtés de son collègue Wei Pu. En tant que commissaire des finances, Shen était très apprécié pour ses compétences en économie et finance.

Shen était également un mentor de Li Zhiyi, qui était marié à Hu Wenrou, une célèbre mathématicienne. Quand Shen avait besoin de clarifications pour son travail mathématique, il demandait parfois à Li de transmettre des questions à Hu. Shen était connu pour avoir dit, 

« Si seulement elle était un homme, Wenrou serait mon ami. »

Shen a été envoyé inspecter le système de grenier de l'empire, enquêtant sur des problèmes tels que la perception illégale des taxes, la négligence, les secours aux catastrophes inefficaces et les projets de conservation de l'eau inadéquats. Lorsqu'il a été nommé inspecteur régional du Zhejiang en 1073, l'Empereur lui a demandé de visiter le poète Su Shi, et Shen a saisi l'occasion de copier certaines poésies de Su, qu'il a ensuite présentées à l'Empereur, affirmant qu'elles contenaient un discours « abusif et haineux » contre la cour Song. Cela a conduit au Procès de la Poésie de la Terrasse du Corbeau en 1079. Pour sa loyauté et ses capacités, Shen a reçu le titre de Vicomte de la Fondation de l'État et est devenu un compagnon de l'héritier apparent.

Shen était un favori politique du chancelier Wang Anshi, leader des Réformateurs ou du Groupe des Nouvelles Politiques. Shen avait un historique avec Wang, car il avait composé l'épitaphe funéraire du père de Shen. Shen a impressionné Wang avec ses compétences et ses capacités, et a été envoyé superviser le dragage du Canal Bian en 1072. Il a démontré sa valeur en tant qu'émissaire quand il s'est rendu à la dynastie Khitan Liao en 1075 et a réussi à réfuter les bluffs de l'empereur, rétablissant la ligne de frontière rightful. Dans ses Essais du Rêve du Bassin, Shen a montré une connaissance des acteurs impliqués dans le prélude à la Guerre sino-vietnamienne de 1075–1077. Il était un membre de confiance du cercle intérieur de loyalistes politiques de Wang Anshi.

Les Nouvelles Politiques de Wang Anshi comprenaient les finances d'État, la réforme de l'impôt foncier et les examens impériaux, mais avaient également un accent militaire. Les politiques visaient à lever des milices, à établir des monopoles gouvernementaux sur la production de salpêtre et de soufre, et à adopter une politique militaire agressive.

Destitution et vie ultérieure

Le nouveau chancelier, Cai Que, a tenu Shen Kuo responsable d'une catastrophe qui a entraîné une perte de vies humaines et a abandonné le territoire pour lequel Shen s'était battu. En conséquence, Cai a évincé Shen de son siège et l'a placé sous probation dans une résidence fixe pendant 6 ans. Pendant son temps d'isolement, Shen s'est consacré aux études savantes, produisant deux atlas géographiques qui ont été récompensés par une levée de sentence et un pardon de la cour.

Pendant ses loisirs, Shen Kuo jouissait des passe-temps culturels de la gentry et des lettrés chinois, comme décrit dans ses « Essais du Rêve du Bassin ». Il était connu pour apprécier les « neuf invités », qui comprenaient jouer du cithare, la méditation, la calligraphie et la peinture, la dégustation de thé, l'alchimie, la poésie, la conversation et le vin.

Shen Kuo était marié deux fois, sa deuxième épouse étant la fille de Zhang Chu de Huainan. Lady Zhang était connue pour son comportement abusif envers Shen et a même tenté de lui arracher sa barbe. Malgré cela, Shen s'est plongé dans une profonde dépression après la mort de Lady Zhang et a tenté de se noyer dans le fleuve Yangtze. Il a finalement décédé un an plus tard.

Shen Kuo a acheté une propriété jardins dans les années 1070, la nommant « Dream Brook », où il a passé les dernières années de sa vie. C'est là qu'il a achevé son livre « Essais du Rêve du Bassin » et a décédé en 1095.

Réalisations savantes

Shen Kuo était un écrivain prolifique, couvrant un éventail diversifié de sujets dans ses œuvres. De la création de deux atlas géographiques à l'écriture sur l'harmonique mathématique en musique, l'administration gouvernementale, les instruments astronomiques, les tactiques défensives et les fortifications, la peinture, le thé, la médecine et la poésie, les œuvres de Shen mettent en évidence ses vastes connaissances et son expertise dans divers domaines.

Mathématiques

Shen Kuo était un mathématicien accompli qui excellait dans les problèmes mathématiques pratiques. Il maîtrisait les formules complexes pour la géométrie, l'emballage de cercles et les problèmes d'accords et d'arcs utilisant la trigonométrie. Il a même relevé le défi d'écrire très grands nombres, tels que (104)43. Sa « technique des petits incréments » a établi une base en mathématiques chinoises pour résoudre les séries de différences égales dans les problèmes d'emballage. Selon Sal Restivo, Shen a utilisé la sommation de séries supérieures pour déterminer le nombre maximum de fûts qui pourraient être empilés en couches dans un espace en forme de tronc d'une pyramide rectangulaire. Il a également conçu la « technique des cercles qui se croisent » pour approximer l'arc d'un cercle à partir du diamètre, de la sagitta et de la longueur de la corde. Ce travail a formé la base de la trigonométrie sphérique développée au 13e siècle par Guo Shoujing. Shen a également rationalisé la méthode des bâtons de comptage en présentant des raccourcis dans les procédures algorithmiques utilisées sur le plateau de comptage, une idée développée par Yang Hui. Victor J. Katz croit que la méthode de Shen « divisant par 9, augmenter de 1 ; divisant par 8, augmenter de 2 » était un précurseur de la méthode du schéma de rime d'addition répétée « 9, 1, bas ajouter 1 ; 9, 2, bas ajouter 2 ».

Shen a écrit largement sur ses expériences de travail pour le trésor d'État, qui comprenaient des problèmes mathématiques liés au calcul de l'impôt foncier, l'estimation des exigences, les questions de devises et la métrologie. Il a calculé l'espace de terrain requis pour les formations de bataille et la campagne militaire la plus longue possible, en tenant compte des limites des porteurs humains et de leurs provisions alimentaires. Il a également écrit sur le moine bouddhiste Yi Xing, qui a appliqué un mécanisme d'échappement précoce à un globe céleste alimenté par l'eau. En utilisant les permutations mathématiques, Shen a décrit le calcul d'Yi Xing des positions possibles sur un plateau de jeu de go, ce qui a résulté en un total de 847 288 609 443.

Boussole à aiguille magnétique

Les Chinois ont utilisé le char pointant vers le sud, une boussole non magnétique, depuis l'époque de l'ingénieur et inventeur Ma Jun (c. 200–265). En 1044, la « Collection des Techniques militaires les plus importantes » a enregistré que des feuilles de fer en forme de poisson, magnétisées par la thermorémanence, étaient utilisées pour la détermination des directions dans un bol rempli d'eau enfermé dans une boîte. Cela a été utilisé en plus du char pointant vers le sud.

La dynastie Han (202 BC–220 AD) a utilisé une boussole pointant vers le sud en pierre magnétique pour la géomancie, mais non pour la navigation. Ce n'est que du temps de Shen Kuo que les boussoles magnétiques ont été utilisées pour la navigation. Shen Kuo a fait la première référence enregistrée de l'aiguille de boussole magnétique et du concept du vrai nord. Il a écrit sur les aiguilles en acier étant magnétisées en les frottant avec de la pierre magnétique et les flottant ou les montant. Il a déclaré que la boussole suspendue était la meilleure forme à utiliser et que l'aiguille pointait soit vers le nord, soit vers le sud, mais avec une légère déviation vers l'est.

Shen Kuo a préféré l'utilisation d'une boussole rose à vingt-quatre points à l'ancien système de huit points cardinaux. Cette préférence aurait pu découler de sa mesure plus précise du méridien astronomique entre l'étoile polaire et le vrai nord. Alternativement, cela aurait pu être influencé par les croyances et pratiques géomantiques. Le premier usage enregistré d'une boussole pour la navigation maritime était dans le « Pingzhou Table Talks » de Zhu Yu publié en 1119. Le livre de Zhu Yu couvre les événements à partir de 1086, ce qui était à l'époque où Shen Kuo écrivait les « Essais du Rêve du Bassin ». Ce