La mesure du méridien

Les anciens astronomes chinois ont su très tôt que les ombres créées sous l'effet du Soleil allaient en diminuant du nord au sud. Cependant puisqu'ils ignoraient que la Terre est sphérique et qu'ils n'avaient pas fait d'enquêtes sur le terrain, ils ne connaissaient pas les dimensions exactes des ombres par rapport à leur position géographique. Ils croyaient que la longueur d'une ombre variait d'un pouce tous les 500 km en allant du nord au sud. Dans les premières années (604 - 607) du règne de l'empereur Yangdi de la dynastie des Sui, un astronome appelé Liu Zhuo (544 - 608) a suggéré qu'un expert en mathématiques prenne des mesures sur les plaines du nord et du sud du Huanghe, s'étendant sur plusieurs centaines de km. En 607, l'empereur Yangdi a ordonné qu'on mesure la longueur des ombres dans chaque région, mais le projet a échoué suite à la mort de Liu Zhuo. Un siècle plus tard, le moine Yixing, astronome de la dynastie des Tang, a effectué la mission historique de mesurer le méridien sur le terrain.

Le moine Yixing (683 - 727), aussi appelé Zhang Sui, est né à Changle (district Nanle de la province du Henan). Il a beaucoup lu dans son enfance et a refusé de servir Wu Sansi, un ministre puissant, pour pouvoir s'isoler dans un temple du mont Songshan et devenir un moine. On l'a ainsi surnommé le moine Yixing. En 717, il est arrivé à Chang'an, capitale des Tang, et a endossé la fonction de conseiller astronomique de l'empereur Xuanzong. Puis il a popularisé le calendrier Dayan ainsi que la formule de Liu Zhuo sur le mouvement de vitesse variable du Soleil et a créé, avec Liang Lingzan, un autre astronome, un certain nombre d'instruments astronomiques, dont une sphère armillaire en bronze et une sphère armillaire écliptique. Avec ses nouveaux instruments, Yixing a redéfini les positions de plus de 150 étoiles et a mesuré plusieurs fois les degrés de l'angle séparant les 28 constellations et le pôle nord céleste. Il a découvert que certains enregistrements précédents étaient inexacts. En se basant sur ses propres observations, Yixing a déduit que les étoiles changeaient constamment de position dans la sphère céleste. Il est ainsi devenu le premier astronome du monde à s'être penché sur le mouvement des étoiles, soit 1 000 ans plus tôt que l'astronome anglais Edmund Halley (1656 -1742).

Des erreurs importantes ayant été commises dans les prévisions d'éclipsés solaires basées sur les calendriers précédents, l'empereur Xuanzong a assigné Yixing pour l'élaboration d'un meilleur calendrier. Ce dernier a décidé de corriger les erreurs en allant prendre des mesures sur le terrain. En 724, il a lancé et dirigé le premier projet de mesure de la longueur du méridien dans l'histoire. Les sites choisis pour les mesures couvraient tout le territoire chinois de l'époque, s'étirant du centre du Vietnam actuel (à 18° de latitude Nord) jusqu'en Mongolie actuelle (à 51° de latitude Nord). Les travailleurs ont enregistré les différences de longueur d'ombres lors du solstice d'été, du solstice d'hiver, de l'équinoxe de printemps et de l'équinoxe d'automne. Yixing a constaté que la longueur d'un degré en radian du méridien était de 129,22 km, soit 18,02 km de plus que la valeur actuelle de 111,2 km. Il a ainsi renversé le concept erroné selon lequel un pouce dans l'ombre égalait à 500 km dans la distance. Selon Joseph Needham, c'est un travail pionnier dans l'histoire astronomique, apparu 90 ans plus tôt que la mesure de l'astronome arabe Al Mamun originaire du bassin de l'Euphrate.