Époque 02 — De Samarcande à Leyde
L'ère des formules et des tombeaux
On quitte la géométrie pure : le calcul devient un art de l'infini.
Produits infinis, séries, arctangentes — chaque nouvelle formule
apporte des décimales par poignées, et les mathématiciens se les
disputent comme des trophées.
Vers 1424 · Samarcande
Al-Kashi atteint 16 décimales
L'astronome Jamshid al-Kashi, au service d'Ulugh Beg, calcule π avec
neuf chiffres en base 60 — soit l'équivalent de seize décimales. Il
bat tous les records précédents et les consigne dans un traité
entièrement consacré au cercle.
16 décimales exactes
1579 · France
Viète ouvre l'infini
François Viète donne la première expression de π sous forme de
produit infini de racines carrées imbriquées. C'est un basculement
conceptuel : π cesse d'être une longueur à mesurer pour devenir la
limite d'une suite.
9 décimales exactes
1596 – 1610 · Pays-Bas
Ludolph van Ceulen et son tombeau
Obstiné, Ludolph van Ceulen passe des années à doubler les polygones.
Il publie 20 décimales, puis atteint 35 décimales. Sa fierté fut
telle que les chiffres furent gravés sur sa pierre tombale, dans
l'église Saint-Pierre de Leyde. On appela longtemps π le « nombre
ludolphien ».
35 décimales
1665 – 1676 · Angleterre et Allemagne
Newton, Gregory et Leibniz : les séries
Isaac Newton calcule π à la main avec une série et pousse jusqu'à
15 décimales. James Gregory puis Gottfried Wilhelm Leibniz trouvent
la plus élégante et la plus inutile des formules : la somme alternée
des inverses des nombres impairs, qui tend vers π/4 à une lenteur
légendaire.
π/4 = 1 − 1/3 + 1/5 − 1/7 + …
1706 · Pays de Galles
Une lettre pour un nombre
William Jones utilise pour la première fois le symbole π dans un
traité de mathématiques. Il explique que la lettre grecque est
commode pour désigner le « périmètre ». L'idée passe inaperçue…
jusqu'à ce qu'Euler s'en empare.
La même année, Machin atteint 100 décimales
1735 – 1748 · Bâle et Berlin
Euler donne ses lettres de noblesse à π
En résolvant le problème de Bâle, Leonhard Euler montre que la somme
des inverses des carrés vaut π²/6 : π surgit là où l'on n'attendait
aucun cercle. En 1737, sa notation π s'impose définitivement. En
1748, il écrit l'identité eiπ + 1 = 0, qui relie cinq
constantes fondamentales.
1 + 1/4 + 1/9 + 1/16 + … = π²/6
1761 – 1794 · L'irrationalité démontrée
Lambert tranche, Legendre confirme
Johann Heinrich Lambert démontre que π n'est pas un rapport de deux
entiers : aucune fraction, jamais, ne l'égalera. Sa preuve comporte
des lacunes que Legendre comble en 1794. On sait enfin pourquoi
l'on ne finira jamais d'énumérer ses décimales.
π est irrationnel
1777 · France
L'aiguille de Buffon
Le naturaliste Georges-Louis Leclerc de Buffon pose un problème
saugrenu : en jetant des aiguilles sur un parquet rayé, quelle est la
probabilité qu'une aiguille croise une rainure ? La réponse contient
π. Un siècle plus tard, on y verra la première idée d'une méthode de
calcul probabiliste — et une belle façon de faire des statistiques
avec du hasard.
P(croisement) = 2L/(πd)
1873 – 1882 · Royaume-Uni et Allemagne
Shanks s'égare, Lindemann achève le débat
William Shanks calcule 707 décimales à la main — un exploit de
patience. Erreur cruelle : il se trompe à la 528e et les 180
suivantes sont fausses. En 1882, Ferdinand von Lindemann démontre
que π est transcendant, prouvant du même coup la quadrature du cercle
impossible. Le millénaire de cette quête s'achève — non par un
succès, mais par une impossibilité.
1882 : la quadrature du cercle est impossible
1897 · États-Unis
La loi de l'Indiana
L'assemblée de l'Indiana examine un texte qui prétend résoudre la
quadrature du cercle et, au passage, fixer π à des valeurs fausses.
Le projet passe la Chambre avant d'être bloqué au Sénat grâce au
professeur C. A. Waldo, présent par hasard. Une anecdote racontée en
détail sur la page Anecdotes.
π par décret : presque