Arquímedes
 

Cabría decir que hubo una vez un hombre que luchó contra todo un ejército. Los historiadores antiguos que el hombre era un anciano, pues pasaba ya de los setenta. El ejército era el de la potencia más fuerte del mundo: la mismísima Roma.
Lo cierto es que el anciano, griego por más señas, combatió durante casi tres años contra el ejército era romano... y a punto estuvo de vencer: era Arquímedes de de Siracusa, el científico más grande del mundo antiguo.

El ejército romano conocía de sobra la reputación de Arquímedes, y éste no defraudó las previsiones. cuenta la leyenda que, habiendo montado espejos curvos en las murallas de Siracusa (una ciudad griega en Sicilia), hizo presa el fuego en las naves romanas que la asediaban.
No era brujería: era Arquímedes. Y cuentan también que en un momento dado se proyectaron hacia adelante gigantescas garras suspendidas de una vida, haciendo presa en las naves, levantándolas en vilo y volcandolas. No era magia, si no Arquímedes. Se dice que cuando los romanos (que asediaban la ciudad) vieron izar sogas y maderos por encima de las murallas de Siracusa, levaron anclas y salieron de allí a toda vela.
Y es que Arquímedes era diferente de los científicos y matemáticos griegos que le habían precedido, sin que por eso les neguemos a éstos un ápide de su grandeza.
Arquímedes les ganaba a todos ellos en imaginación.
Por poner un ejemplo: para calcular el área encerrada por ciertas curvas modificó los métodos de compúto al uso y obtuvo un sistema parecido al cálculo integral.olcándolas. No era magia, sino Arquímedes.
Se dice que cuando los romanos -que, como decimos, asediaban la ciudad- vieron izar sogas y maderos por encima de las murallas de Siracusa, levaron anclas y salieron de allí a toda vela.
Y es que Arquímedes era diferente de los científicos y matemáticos griegos que la habían precedido, sin que por eso los neguemos a éstos un ápice de su grandeza.
Arquímedes les ganaba a todos ellos en imaginación.
Y es casi dos mil años antes de que Isaac Newton inventara el moderno cálculo diferencial. Si Arquímedes hubiese lo números arábigos en lugar de tener que trabajar con los griegos, que eran mucho mas incómodos, quizá habría ganado a Newton por dos mil años.
Arquimedes aventajó también a sus precursores en audacia. Negó que las arenas del mar fuesen demasiado numerosas para contarlas e inventó un método para hacerlo; y no sólo las arenas, si no también los granos que harían falta para cubrir la tierra y para llenar el universo.Con ese fin invento un nuevo modo de expresar cifras grandes; el método se parece en algunos aspectos al actual.
    Lo mas importante es que Arquímedes hizo algo que nadie hasta entonces había hecho: aplicar la ciencia a los problemas de la vida práctica, de la vida cotidiana. Todos los matemáticos griegos anteriores a Arquímedes -Tales, Pitágoras, Eudoxo, Euclides- concibieron las matemáticas como una entidad abstracta, una manera de estudiar el orden majestuoso del universo, pero nada más; carecía de aplicaciones prácticas. Eran intelectuales exquisitos que despreciaban las aplicaciones prácticas y pensaban que esas cosas eran propias de mercaderes y esclavos. Arquímedes compartía en no pequeña medida esta actitud, pero no rehusó aplicar sus conocimientos matemáticos a problemas prácticos.
 
Nació Arquímedes en Siracusa, Sicilia. La fecha exacta de su nacimiento es dudosa, aunque se cree que fue en el año 287 a. C. Sicilia era a la sazón territorio griego. Su padre era astrónomo y probablemente pariente de Herón II, rey de Siracusa desde el 270 al 216 a. C. Arquímedes estudió en Alejandría, Egipto, centro intelectual del mundo mediterráneo, regresando luego a Siracusa, donde se hizo inmortal.
En Alejandría le habian enseñado que el científico está por encima de los asuntos prácticos y de los problemas cotidianos; pero eran precisamente esos problemas los que le fascinaba a Arquímedes, los que no podía apartar de su mente. Avergonzado de esta afición, se negó a llevar un registro de sus artilugios mecánicos; pero siguió construyéndolos y a ellos se debe hoy día su fama.
Arquímedes había adquirido renombre mucho antes de que las naves romanas entraran en el puerto de Siracusa y el ejército romano pusiera sitio a la ciudad. Uno de sus primeros hallazgos fue el de la teoría abstracta que explica la mecánica básica de la palanca. Imaginemos una viga apoyada sobre un pivote, de manera que la longitud de la viga a un lado del fulcro sea diez veces mayor que el otro lado. Al empujar hacia abajo la viga por el brazo más largo, el extremo corto se desplaza una distancia diez veces inferior; pero, a cambio, la fuerza que empuja hacia abajo el lado largo siempre se multiplica por diez en el extremo del brazo corto. podría decirse que, en cierto sentido, la distancia se convierte en fuerza y viceversa.
Arquímedes no veía límite a este intercambio que aparecía en su teoría, porque si bien era cierto que un individuo disponia disponía sólo de un acopio restringido de fuerza, la distancia carecía de fronteras. Bastaba con fabricar una palanca suficientemente larga y tirar hacia abajo del brazo mayor a lo largo de un trecho suficiente: en el otro brazo, el más corto, podría levantarse cualquier peso.
Dadme un punto de apoyo, dijo Arquímedes, y moveré el mundo.
El rey Hierón, creyendo que aquello era un farol, le pidió que moviera algún objeto pesado: quizá no el mundo, pero algo de bastante volumen. Arquímedes eligió una nave que había en el dique y pidió que la cargaran de pasajeros y mercancías; ni siquiera vacía podrían haberla botado gran número de hombres tirando de un sinfín de sogas.
Arquímedes anudó los cabos y dispuso un sistema de poleas (una especie de palanca, pero utilizando sogas en lugar de vigas). Tiró de la soga y con una sola mano botó lentamente la nave.
Hierón estaba ahora más que dispuesto a creer que su gran pariente podía mover la tierra si quería, y tenía suficiente confianza en él para plantearles problemas aparentemente imposibles.
Cierto orfebre le había fabricado una corona de oro.
El rey no estaba muy seguro de que el artesano hubiese obrado rectamente; podría haberse guardado parte del oro que le habían entregado y haberlo sustituido por plata o cobre. Así que hierón encargó a Arquímedes averiguar si la corona era de oro puro, sin estropearla, se entiende.
Arquímedes no sabía qué hacer. El cobre y la plata eran más ligeros que el oro. Si el orfebre hubiese añadido cualquiera de estos metales a la corona, ocuparían un espacio mayor que el de un peso equivalente de oro.
Conociendo el espacio ocupado por la corona (es decir, su volumen) podría contestar a Hierón. Lo que no sabía era cómo averiguar el volumen de la corona sin transformarla en una masa compacta.
Arquímedes siguió dando vueltas al problema en los baños públicos, suspirando probablemente con resignación mientras se sumergía en una tinaja llena y observaba cómo rebosaba el agua. De pronto se puso en pie como impulsando por un resorte:
se había dado cuenta de que su cuerpo desplazaba agua fuera de la bañera. El volumen de agua desplazado tenía que ser igual al volumen de su cuerpo. Para averiguar el volumen de cualquier cosa bastaba con medir el volumen de agua que desplazaba. ¡En un golpe de intuición había descubierto el principio del desplazamiento1 A partir de él dedujo las leyes de la flotación y de la gravedad específica. Arquímedes no pudo esperar: saltó de la bañera y, desnudo y empapado, salió a la calle y corrió a casa, gritando una y otra vez: <<¡ Lo encontré, lo encontré >> sólo que en griego, claro está: <<¡Eureka1 ¡Eureka1>> y esta palabra se utiliza todavía hoy para anunciar un descubrimiento feliz.
Llenó de agua un recipiente, metió la corona y midió el volumen de agua desplazada. Luego hizo lo propio con un peso igual de oro puro; el volumen desplazado era menor. El oro de la corona había sido mezclado con un metal más ligero, lo cual le daba un volumen mayor hacía que la cantidad de agua que rebosaba fuese más grande. El rey ordenó ejecutar al orfebre.
Arquímedes jamás pudo ignorar el desafío de un problema, ni siquiera a edad ya avanzada. En el año 218 a.C. Cartago (en el norte de africa) y Roma se declararon la guerra Aníbal, general cartaginés, invadió Italia y parecía estar a punto de destruir Roma. Mientras vivió el rey Hierón, Siracusa se mantuvo neutral, pese a ocupar una posición peligrosa entre dos gigantes en combate. Tras la muerte de Hierón ascendió al poder un grupo que de inclinó por Cartago. En el año 213 a. C. Roma puso sitio a la ciudad. El anciano Arquímedes mantuvo a raya al ejército romano durante tres años. Pero un solo hombre no podía hacer más y la ciudad cayó al fin en el año 211 a. C. Ni siquiera la derrota fue capaz de detener el cerebro incansable de Arquímedes. Cuando los soldados entraron en la ciudad estaba resolviendo un problema con ayuda de un diagrama. Uno de aquéllos le ordenó que se rindiera, a lo cual Arquímedes no prestó atención; el problema era para él más importante que una minucia como el saqueo de una ciudad. "No me estropeéis mis circulos", se limitó a decir. El soldado le mató.
Los descubrimientos de Arquímedes han pasado a fomar parte de la herencia de la humanidad. Demostró que era posible aplicar una mente científica a los problemas de la vida cotidiana y que una teoría abstracta de la ciencia pura -el principio que explica la palanca- puede ahorrar esfuerzo a los músculos del hombre. Y también demostró lo contrario: porque arrancando de un problema práctico -el de la posible adulteración del oro- descubrió un principio científico. Hoy día creemos que el gran deber de la ciencia es comprender el universo, pero también mejorar las condiciones de vida de la humanidad en cualquier rincón de la tierra.
Arquímedes había adquirido renombre mucho antes de que las naves romanas entraran en el puerto de Siracusa y el ejército romano pusiera sitio a la ciudad. Uno de sus primeros hallazgos fue el de la teoría abstracta que explica la mecánica básica de la palanca. Imaginemos una viga apoyada sobre un pivote, de manera que la longitud de la viga a un lado del fulcro sea diez veces mayor que el otro lado. Al empujar hacia abajo la viga por el brazo más largo, el extremo corto se desplaza una distancia diez veces inferior; pero, a cambio, la fuerza que empuja hacia abajo elo lado largo siempre se multiplica por diez en el extremo del brazo corto. podría decirse que, en cierto sentido, la distancia se convierte en fuerza y viceversa

EL LEGADO DE ARQUÍMEDES

    Este genial aristócrata de la Grecia antigua nos dejó multitud de facetas. Nunca se atrevió (quizás por vergüenza) a dar testimonio escrito de sus hallazgos

Un inventor de artilugios

    El sentir general en los tiempos de Arquímedes era que las personas de bien no debían ocuparse de asuntos como por ejemplo artilugios mecánicos, que estaban reservados a esclavos y trabajadores manuales. Ahora bien: a Arquímedes le interesaban mucho los artilugios y la maquinaria, y a lo largo de su vida inventó muchos de ellos. Sin embargo, quizás como se apuntó antes ´ºººpor vergüenza no dejó testimonio escrito de esos artilugios; sólo tenemos noticias de ellos a través del relato de terceras personas. La única excepción es la descripción que hizo Arquímedes de un dispositivo que imitaba los movimientos celestes del sol, la luna y los planetas. Ahora bien: estos instrumentos estaban dedicados a una ciencia como la astronomía, y no a burdas faenas mecánicas.

Matemáticas e Ingeniería

    Discípulo en Egipto del gran matemático Conón de Samos (a quien superó, por supuesto), también se interesó por las matemáticas y por la ingeniería (campos que en aquel tiempo casi nada tenían en común). Inventó una forma de cálculo dos mil años antes de que los matemáticos modernos elaboraran luego los detalles.
Los ingenieros griegos y también anteriores utilizaban la matemática en sus construcciones y en la elaboración de sus estructuras. Tenían que entender la relación que guardaban entre sí las líneas y cómo unas estructuras determinaban el tamaño de otras. Ahora bien: Arquímedes no estaba familiarizado con estas matemáticas, sino con otra modalidad, abstracta, que los Griegos habían comenzado a desarrollar en tiempos de Eupalino.
Pitágoras había divulgado el sistema de educación matemática en la cual se partía un puñado de nociones elementales aceptadas por todos, para llegar llegar a conclusiones más complicadas a base de proceder, paso a paso, según los principios deductivos.
...
 El teorema de Arquímedes

Otros matemáticos griegos siguieron los pasos de pitágoras y construyeron poco a poco un hermoso sistema de teoremas (de enunciados matemáticos) relativos a ángulos, líneas paralelas, triángulos, cuadrados, círculos y otras figuras.
Sin negar que la maravillosa estructura de la matemática griega sobrepasaba con mucho el sistema matemático de anteriores civilizaciones, hay que decir también que era completamente teórico. Los círculos y triangulos eran imaginarios, construidos con líneas infinitamente delgadas y perfectamente rectas o que se curvaban con absoluta suavidad. La matemática no tenía uso práctico.








   Louis Pasteur

Pasteur, Louis (1822-1895), químico y biólogo francés que fundó la ciencia de la microbiología, demostró la teoría de los gérmenes como causantes de enfermedades (patógenos), inventó el proceso que lleva su nombre y desarrolló vacunas contra varias enfermedades, incluida la rabia.

Pasteur, hijo de un curtidor, nació en Dôle el 7 de diciembre de 1822, y creció en la pequeña ciudad de Arbois. En 1847 obtuvo un doctorado en física y química por la École Normale de París. Tras convertirse en ayudante de uno de sus profesores, inició investigaciones que le llevaron a un descubrimiento significativo: comprobó que un rayo de luz polarizada (véase Óptica) experimentaba una rotación bien a la izquierda o a la derecha cuando atravesaba una solución pura de nutrientes producidos naturalmente, mientras que si atravesaba una solución de nutrientes orgánicos producidos artificialmente no se producía rotación alguna. No obstante, si se incorporaban bacterias u otros microorganismos a la segunda solución, al cabo de cierto tiempo también hacía rotar la luz a la izquierda o la derecha.

Pasteur llegó a la conclusión de que las moléculas orgánicas pueden existir en una o dos formas, llamadas isómeros (es decir, que tienen la misma estructura y difieren tan sólo en que son imágenes especulares la una de la otra), que llamó, respectivamente, formas levógiras y formas dextrógiras. Cuando los químicos sintetizan un compuesto orgánico, se producen ambas formas en igual proporción, cancelando sus respectivos efectos ópticos. Los sistemas orgánicos, por el contrario, tienen un elevado grado de especificidad y capacidad para discriminar entre ambas formas, metabolizando una de ellas y dejando la otra intacta y libre para rotar la luz.

Tras pasar varios años investigando e impartiendo clases en Dijon y Estrasburgo, en 1854 Pasteur marchó a la Universidad de Lille, donde fue nombrado catedrático de química y decano de la facultad de ciencias. Esta facultad se había creado, en parte, como medio para aplicar la ciencia a los problemas prácticos de las industrias de la región, en especial a la fabricación de bebidas alcohólicas. Pasteur se dedicó de inmediato a investigar el proceso de la fermentación. Aunque su convicción de que la levadura desempeñaba algún tipo de papel en este proceso, no era original, logró demostrar, gracias a sus anteriores trabajos sobre la especificidad química, que la producción de alcohol en la fermentación se debe, en efecto, a las levaduras y que la indeseable producción de sustancias (como el ácido láctico o el ácido acético) que agrian el vino se debe a la presencia de organismos como las bacterias. La acidificación del vino y la cerveza había constituido un grave problema económico en Francia; Pasteur contribuyó a resolver el problema demostrando que era posible eliminar las bacterias calentando las soluciones azucaradas iniciales hasta una temperatura elevada.

Pasteur hizo extensivos estos estudios a otros problemas, como la conservación de la leche, y propuso una solución similar: calentar la leche a temperatura y presión elevadas antes de su embotellado. Este proceso recibe hoy el nombre de pasteurización.

Plenamente consciente de la presencia de microorganismos en la naturaleza, Pasteur emprendió una serie de experimentos diseñados para hacer frente a la cuestión de la procedencia de estos gérmenes. ¿Se generaban de forma espontánea en las propias sustancias o penetraban en ellas desde el entorno? Pasteur llegó a la conclusión de que la respuesta era siempre la segunda. Sus descubrimientos dieron lugar a un feroz debate con el biólogo francés Félix Pouchet -y posteriormente con el reputado bacteriólogo inglés Henry Bastion- que mantenía que, en las condiciones apropiadas, podían darse casos de generación espontánea. Estos debates, que duraron hasta bien entrada la década de 1870, a pesar de que una comisión de la Academia de Ciencias aceptó oficialmente los resultados de Pasteur en 1864, dieron un gran impulso a la mejora de las técnicas experimentales en el campo de la microbiología.

En 1865 Pasteur salió de París, donde era administrador y director de estudios científicos de la École Normale, en auxilio de la industria de la seda del sur de Francia. La enorme producción de seda del país se había visto muy afectada porque una enfermedad del gusano de seda, conocida como pebrina, había alcanzado proporciones epidémicas. Al sospechar que ciertos objetos microscópicos hallados en los gusanos enfermos (y en las mariposas y sus huevos) eran los organismos responsables de la enfermedad, Pasteur experimentó con la cría controlada y demostró que la pebrina no sólo era contagiosa, sino también hereditaria. Llegó a la conclusión de que la causa de la enfermedad sólo sobrevivía en los huevos enfermos vivos, por tanto, la solución era la selección de huevos libres de la enfermedad. Merced a la adopción de este método, la industria de la seda se salvó del desastre.

Los trabajos de Pasteur sobre la fermentación y la generación espontánea tuvieron importantes consecuencias para la medicina, ya que Pasteur opinaba que el origen y evolución de las enfermedades eran análogos a los del proceso de fermentación. Es decir, consideraba que la enfermedad surge por el ataque de gérmenes procedentes del exterior del organismo, del mismo modo que los microorganismos no deseados invaden la leche y causan su fermentación. Este concepto, llamado teoría microbiana de la enfermedad, fue muy debatido por médicos y científicos de todo el mundo. Uno de los principales razonamientos aducidos en su contra era que el papel desempeñado por los gérmenes en la enfermedad era secundario y carecía de importancia; la idea de que organismos diminutos fueran capaces de matar a otros inmensamente mayores le parecía ridícula a mucha gente. No obstante, los estudios de Pasteur mostraban que estaba en lo cierto, y en el transcurso de su carrera hizo extensiva esta teoría para explicar las causas de muchas enfermedades.

Pasteur desveló también la historia natural del carbunco, una enfermedad mortal del ganado vacuno. Demostró que el carbunco está causado por un bacilo determinado y sugirió que era posible inducir una forma leve de la enfermedad en los animales vacunándoles con bacilos debilitados, lo que les inmunizaría contra ataques potencialmente letales. Con el fin de demostrar su teoría, Pasteur empezó inoculando 25 ovejas; pocos días más tarde inoculó a éstas y otras 25 un cultivo especialmente poderoso, y dejó sin tratamiento a 10 ovejas. Predijo que las segundas 25 ovejas perecerían y concluyó el experimento de forma espectacular mostrando a una multitud escéptica los cadáveres de las mismas dispuestas una junto a la otra.

Pasteur dedicó el resto de su vida a investigar las causas de diversas enfermedades -como la septicemia, el cólera, la difteria, el cólera de las gallinas, la tuberculosis y la viruela- y su prevención por medio de la vacunación. Es especialmente conocido por sus investigaciones sobre la prevención de la rabia, llamada también hidrofobia en la especie humana. Tras experimentar con la saliva de animales afectados por la enfermedad, Pasteur llegó a la conclusión de que la enfermedad residía en los centros nerviosos: inyectando un extracto de la médula espinal de un perro rabioso a animales sanos, éstos mostraban síntomas de rabia. Estudiando los tejidos de animales infectados, sobre todo de conejos, Pasteur consiguió desarrollar una forma atenuada del virus que podía emplearse en inoculaciones.

En 1885 llegaron al laboratorio de Pasteur un muchacho y su madre. El joven había sufrido graves mordeduras de un perro rabioso y su madre le pidió a Pasteur que le tratara con su nuevo método. Al final del tratamiento, que duraba diez días, el muchacho estaba siendo inoculado con el virus de la rabia más potente que se conocía; se recuperó y conservó la salud. Desde entonces, miles de personas se han salvado de la enfermedad gracias a este tratamiento.

Las investigaciones de Pasteur sobre la rabia inspiraron la creación, en 1888, de un instituto especial para el tratamiento de la enfermedad en París. Este acabó llamándose Instituto Pasteur, y fue dirigido por el propio Pasteur hasta su muerte. (El Instituto sigue adelante y es uno de los centros más importantes del mundo para el estudio de enfermedades infecciosas y otros temas relacionados con los microorganismos, incluyendo la genética molecular). Cuando le llegó la muerte en St. Cloud el 28 de septiembre de 1895, Pasteur era ya considerado un héroe nacional y había recibido todo tipo de honores. Se celebró un funeral propio de un jefe de estado en la catedral de Notre Dame y su cuerpo fue inhumado en una cripta en el instituto que lleva su nombre.