Arquímedes: biografía y contribuciones a la ciencia de este investigador griego

Contenido

• Tal fue la vida y el legado científico del matemático griego Arquímedes de Siracusa.
• Arquímedes de Siracusa: biografía y contribuciones a la ciencia
• Primeros años
• Servicio a la patria
• Conflicto en Siracusa
• Las cuatro muertes de Arquímedes
• Después de su muerte
• Contribuciones a la ciencia
• 1. Principio de Arquímedes
• 2. Principio de palanca
• 3. Avances en matemáticas
• 4. Método mecánico
• 5. El odómetro
• 6. El primer planetario
• 7. El tornillo de Arquímedes
• 8. La garra de Arquímedes

Tal fue la vida y el legado científico del matemático griego Arquímedes de Siracusa.

La Antigüedad clásica fue una época convulsa pero, al mismo tiempo, repleta de nuevos avances y un desarrollo de la ciencia tan significativo que, de no haber sido por la Edad Media, seguramente hubiéramos ido mucho más lejos de donde nos encontramos ahora.

A pesar de que la mayoría de la población era analfabeta y sin educación, no pocos grandes hombres vivieron en ese momento, entre ellos Arquímedes, gran matemático, físico e inventor de artilugios para fines civiles y, sobre todo, militares.

A continuación, veremos la vida y las grandes aportaciones a la ciencia de este investigador a través de esta biografía de Arquímedes, y comprenderemos mejor cómo se fundamentan, aunque primitivo, lo que sería nuestro método científico moderno con el paso de casi 2000 años.

Arquímedes de Siracusa: biografía y contribuciones a la ciencia

Arquímedes fue un matemático, físico, inventor, ingeniero y astrónomo que vivió en la época de la Antigua Grecia hace unos 2.000 años. En ese momento, pocas personas fueron las que tuvieron el privilegio de saber leer y escribir, por lo que no hay muchos escritos sobre él y todo lo que sabemos de este inventor es de tradición oral y testimonios de varios escritores clásicos, la mayoría de ellos posteriores. . Arquímedes.

Su tierra natal era Siracusa, una ciudad que estaba ubicada en la Magna Grecia, una región asentada en la isla de Sicilia y el sur de la península italiana.. El gobernante de esa ciudad, que la gobernó como un tirano, fue Hieron II, de quien se sospecha que está relacionado de una forma u otra con Arquímedes. Cualquiera que fuera su relación, los dos tenían una relación muy interesante, ya que Herion II confiaba en que el matemático fuera un asesor e inventor para la defensa de la ciudad.

Sabemos poco sobre la familia Arquímedes. No se sabe mucho de su madre, pero sí de su padre Fidias, un astrónomo que transmitió su interés por la ciencia del cielo. No parece que se haya casado ni haya tenido hijos, y si lo hizo, eso se borró de los anales de la historia. Tampoco podemos confirmar si dijo su famosa "eureka" caminando desnudo por las calles de su ciudad natal, o si realmente dijo la frase "dame un punto de apoyo y moveré el mundo".

Primeros años

Arquímedes nació en 287 a. C. en Siracusa, Sicilia. Gracias a un fragmento de su libro "El Contador de Arena" sabemos que su padre se llamaba Fidias y que era un conocido astrónomo de la época. Al ver a Fidias que su hijo mostraba grandes habilidades desde muy joven, decidió introducirlo en el mundo de las matemáticas y la astronomía.

Gracias a sus grandes habilidades y su buena relación con el rey de Siracusa, Hierón II Arquímedes fue enviado a Alejandría en el 243 a.C., centro de la ciencia de la época, para poder ampliar sus conocimientos en matemáticas bajo la enseñanza de las eminencias de el tiempo. Entre sus maestros se encontraba el canónigo de Samos, un gran matemático de quien el joven Arquímedes aprendió mucho. Después de su estancia en la ciudad egipcia, Arquímedes regresó a su tierra natal para comenzar su investigación.

Servicio a la patria

A su regreso de Alejandría, Arquímedes fue aceptado como asesor de Hiero II, encargado de diseñar sistemas y artilugios que ayudarían a defender la ciudad. Bajo la protección y el patrocinio del monarca, el joven matemático tuvo plena libertad para realizar todo tipo de experimentos, siempre y cuando beneficiaran al rey y a Siracusa. Con Hierón II como patrón, Arquímedes iniciaría una época de extensas investigaciones y grandes avances.

Uno de los episodios más importantes de esta época para su carrera fue cuando el rey ordenó la construcción del barco más grande jamás construido, con tan mala suerte que, cuando lo puso en el mar, quedó varado. Como incluso con la fuerza bruta el barco Hieron II no pudo ser removido, encargó a Arquímedes que lograra poner el barco a flote. Así, Arquímedes ideó un sistema de poleas compuestas que aumentaban la fuerza de empuje, moviendo la nave con poco esfuerzo, sentando las bases de su ley de palanca.

Otro de los momentos más importantes en la vida de Arquímedes fue cuando el rey le pidió que resolviera una duda que lo dejó sin dormir. El monarca quiso saber si su corona era realmente de oro macizo o si había sido engañada y su interior estaba hecho de un material menos valioso. Este problema resultó ser un verdadero dolor de cabeza para Arquímedes, ya que no supo resolver esta cuestión sin romper la corona en dos y mirar adentro.

El científico griego sabía que tenía que encontrar la densidad de la corona y, considerando que pesaba lo mismo que un lingote de oro, la respuesta había que buscarla en su volumen. El problema era que en ese momento no se conocía forma de calcular el volumen de objetos irregulares. Cuenta la leyenda que descubrió cómo se bañaba. Mientras se sumergía en la bañera, vio subir el nivel del agua. La cantidad de agua que subió fue directamente proporcional al volumen del cuerpo sumergido.

De esto concluyó que Si sumergía la corona y medía la variación en el nivel del agua, podía saber con precisión cuál era su volumen.. Este fue uno de sus grandes descubrimientos, y por eso fue conocido como el principio de Arquímedes. Se dice que, ante tal descubrimiento, salió del baño eufórico gritando "eureka", desnudo por las calles de Siracusa ante la mirada sorprendida de los transeúntes.

Conflicto en Siracusa

Durante el 213 a.C., Los soldados romanos atacaron Siracusa y acosaron a sus habitantes para que se rindieran.. Esta acción estuvo encabezada por Marco Claudio Marcelo, distinguido militar y político romano bautizado como la Espada de Roma, figura clave en la Segunda Guerra Púnica. La guerra duró dos años, en los que los habitantes de Siracusa lucharon contra los romanos con coraje, tenacidad y ferocidad, entre ellos Arquímedes, quien jugó un papel muy importante en la defensa de la ciudad.

Pero lamentablemente la ciudad terminó cayendo. Marco Claudio Marcelo, que conoció a la gran intelectualidad de Arquímedes, ordenó explícitamente que no lo lastimaran ni lo mataran, ya que lo quería entre sus asesores. Sin embargo, ya sea por ignorancia o por la ineptitud de sus propios subordinados, Arquímedes murió a manos de uno de los soldados romanos en el 212 a. C. Hay cuatro versiones de lo sucedido.

Las cuatro muertes de Arquímedes

Una versión dice que Arquímedes estaba resolviendo un problema matemático cuando el soldado romano se le acercó. El matemático le pidió un poco de tiempo para solucionar el problema y eso no debió agradarle al soldado, quien decidió poner fin a su vida.

Otra versión dice que Arquímedes estaba resolviendo un problema matemático cuando se tomó Siracusa. Un soldado romano entró a su recinto y le ordenó reunirse con Marcelo, a lo que el matemático respondió que quería solucionar el problema que estaba trabajando. El soldado, molesto por la respuesta, asesinó a Arquímedes desobedeciendo a Marcelo.

Hay una tercera versión que cuenta que Arquímedes tenía en sus manos muchos instrumentos matemáticos. El soldado lo vi, pensando que debía llevar objetos valiosos o algún tipo de arma para ganar a los invasores romanos, así que sin pensarlo dos veces acabó con la vida del matemático.

Finalmente, la cuarta y más realista versión cuenta que Arquímedes estaba agachado en el suelo, contemplando uno de sus planes. Mientras lo estudiaba, un soldado romano se le acercó por detrás y, sin saber que era el genio griego, decidió dispararle por la espalda.

Después de su muerte

Habiendo pasado más de 130 años después de su muerte, en 137 a.C. el escritor, político y filósofo romano Marco Tulio Cicerón ocupó un puesto en la administración de Roma y quería encontrar la tumba de Arquímedes.. No le resultó fácil, pues Cicerón no encontró a nadie que le indicara el lugar exacto donde había sido enterrado el matemático.

A pesar de las incógnitas y del total desconocimiento sobre dónde estaban los restos de Arquímedes, Cicerón logró ubicar la tumba, muy cerca de la puerta de Agrigento. Su lugar de descanso estaba en mal estado, por lo que Cicerón decidió limpiar su tumba y, para su sorpresa, encontró que estaba inscrito en una esfera dentro de un cilindro, aludiendo a uno de sus descubrimientos.

Contribuciones a la ciencia

Si bien el paso del tiempo y las tinieblas de la Edad Media hicieron que muchos conocimientos de la Antigüedad se perdieran para siempre, son muchos los conocimientos atribuidos a Arquímedes que han logrado llegar a nuestros días. Entre los más destacados tenemos los siguientes:

1. Principio de Arquímedes

El principio de Arquímedes es sin duda el legado más famoso e importante del griego.. De forma totalmente accidental, Arquímedes descubrió cómo calcular el volumen de cualquier objeto, tuviera o no forma regular.

Este principio establece que todo cuerpo sumergido parcial o totalmente en un fluido (líquido o gas) recibe un empuje hacia arriba igual al peso del fluido desprendido por el objeto. Es decir, dependiendo del volumen del objeto, el fluido subirá más o menos, independientemente del peso del objeto en sí.

Este principio no solo nos permitió conocer el volumen de cualquier objeto, sino que también fue clave para perfeccionar la flotación de barcos, chalecos salvavidas, submarinos y globos aerostáticos, inventos que, aunque mucho posteriores a Arquímedes, no existirían sin sus hallazgos. .

2. Principio de palanca

Antes de que se inventaran las grúas modernas para mover objetos pesados, era necesario utilizar la fuerza bruta. La construcción de edificios era una tarea que requería mucha mano de obra y, a veces, era imposible construirlos por falta de hombres.

Afortunadamente, Arquímedes encontró la solución utilizando uno de los principios más básicos y fundamentales de la física y la mecánica. Observó que colocando un objeto en un extremo de una tabla debidamente equilibrado con un punto de apoyo, cualquier cosa podía moverse con relativo esfuerzo.

3. Avances en matemáticas

Son muchos los avances matemáticos que se atribuyen a la figura de Arquímedes. Entre ellos se encuentran calcular con precisión el número Pi, hacer las primeras aproximaciones al sistema de cálculo infinitesimal y descubrir que la relación entre el volumen de una esfera y el cilindro en el que se encuentra es 2: 3, algo que se representó de esta manera su tumba en su honor.

4. Método mecánico

Otra de las aportaciones más interesantes de Arquímedes fue la inclusión de un método puramente mecánico en el razonamiento y argumentación de problemas geométricos, algo inaudito en su tiempo. Hasta entonces, la geometría se consideraba una ciencia puramente teórica y era común pensar que la matemática pura descendería a otras ciencias más prácticas que podrían ser más útiles para fines militares y civiles.

Arquímedes, en una carta dirigida a su amigo Eratóstenes, indica que con su método mecánico puede abordar cuestiones matemáticas a través de la mecánica. También indica que es más fácil construir la prueba de un teorema geométrico si tiene conocimientos prácticos previos en lugar de formular hipótesis teóricamente. Este nuevo método de investigación se convertiría el precursor de la etapa informal de descubrimiento y formulación de hipótesis típica del método científico actual.

5. El odómetro

Por sorprendente que parezca, Arquímedes inventó el primer odómetro. Conocido como odómetro, fue un dispositivo construido sobre la base del principio de una rueda que, cuando gira, activa los engranajes que permiten calcular la distancia recorrida.

6. El primer planetario

Según lo dicho por muchos escritores clásicos, incluidos Cicerón, Ovidio, Claudio, Marciano Capela, Casiodoro, Sexto Empírico y Lactancio, se considera que Arquímedes inventó el primer planetario.

Seguramente construyó dos, según Cicerón.. Uno de ellos representaba la Tierra y varias constelaciones cercanas a ella, mientras que otro, que solo tenía una rotación, representaba al Sol, a la Luna, los planetas que realizaban movimientos propios e independientes en relación a las estrellas fijas.

7. El tornillo de Arquímedes

Arquímedes inventó un tornillo que Permitió el transporte de agua de abajo hacia arriba a través de una pendiente.. Según Diodoro, este invento facilitó el riego en las fértiles tierras del río Nilo en el antiguo Egipto, ya que las herramientas tradicionales implicaban movilizar mucho esfuerzo humano.

Este cilindro tenía en su interior un tornillo de la misma longitud que interconectaba un sistema de hélices que realizaban un movimiento giratorio accionado manualmente por una palanca giratoria. Así, las hélices lograron empujar cualquier sustancia de abajo hacia arriba, formando una especie de circuito sin fin.

8. La garra de Arquímedes

La garra de Arquímedes, también llamada mano de hierro, fue una de las armas de guerra más temibles creadas por el matemático, crucial en la defensa de Sicilia contra las invasiones romanas.

Era una palanca grande que tenía un gancho de agarre unido a la palanca por medio de una cadena que colgaba de ella. A través de esta palanca, el gancho fue manipulado de tal manera que se precipitaría sobre el barco enemigo, enganchándolo y provocando que se volcara o se estrellara contra las rocas de la orilla.