Momentos Estelares de la CienciaIsaac Asimov

SALVAT

Título original: Breakthroughs in Science. Publicado por acuerdo conScholastic Magazines Inc., New York. Traductor: Miguel Paredes Larruca

©   Scholastic Magazines Inc.©  Ed. cast.: Alianza Editorial, S. A., Madrid©  Por la presente edición: Salvat Editores, S. A., Barcelona, 1984Calle Mallorca, 41­49Traducción cedida por Alianza Editorial para esta edición

ISBN: 84­345­4505­5 Depósito Legal: NA. 126­1984

Fotocomposición: Pérez­Díaz, S.A. Madrid Impresión: Gráficas Estella, S. A. Estella, NavarraPrinted in Spain

Capítulo 1Arquímedes

Arquímedes

Cabría decir que hubo una vez un hombreque luchó contra todo un ejército. Los historiadoresantiguos nos dicen que el hombre era un anciano,pues pasaba ya de los setenta. El ejército era el dela   potencia   más   fuerte   del   mundo:   la   mismísimaRoma.

Lo cierto es que el anciano, griego por másseñas,   combatió   durante   casi   tres   años   contra   elejército  romano...  y a punto  estuvo de vencer:  eraArquímedes  de  Siracusa,   el   científico  más  grandedel mundo antiguo.

El   ejército   romano   conocía   de   sobra   lareputación de  Arquímedes,  y  éste  no defraudó   lasprevisiones.   Cuenta   la   leyenda   que,   habiendomontado espejos curvos en las murallas de Siracusa(una ciudad griega en Sicilia), hizo presa el fuego enlas   naves   romanas   que   la   asediaban.   No   erabrujería: era Arquímedes. Y cuentan también que enun momento dado se proyectaron hacia adelante gi­gantescas garras suspendidas de una viga, haciendopresa   en   las   naves,   levantándolas   en   vilo   yvolcándolas. No era magia, sino Arquímedes.

Se   dice   que   cuando   los   romanos   —que,como   decimos,   asediaban   la   ciudad—   vieron   izarsogas   y   maderos   por   encima   de   las   murallas   deSiracusa,   levaron  anclas   y   salieron  de  allí   a   todavela.

Y es que  Arquímedes  era  diferente  de   loscientíficos   y   matemáticos   griegos   que   le   habíanprecedido, sin que por eso les neguemos a éstos unápice   de   su   grandeza.   Arquímedes   les   ganaba   atodos ellos en imaginación.

Por poner un ejemplo: para calcular el áreaencerrada  por  ciertas  curvas  modificó   los  métodosde cómputo al uso y obtuvo un sistema parecido alcálculo  integral.  Y eso casi dos mil  años antes deque   Isaac   Newton   inventara   el   moderno   cálculodiferencial.   Si   Arquímedes   hubiese   conocido   los

números arábigos, en lugar de tener que trabajar conlos griegos, que eran mucho más incómodos, quizáhabría ganado a Newton por dos mil años. 

Arquímedes   aventajó   también   a   susprecursores  en  audacia.  Negó   que   las  arenas  delmar fuesen demasiado numerosas para contarlas einventó   un   método   para   hacerlo;   y   no   sólo   lasarenas,   sino   también   los   granos   que   harían   faltapara cubrir la tierra y para llenar el universo. Con esefin   inventó   un   nuevo   modo   de   expresar   cifrasgrandes; el método se parece en algunos aspectosal actual.

Lo más importante es que Arquímedes hizoalgo que nadie hasta entonces había hecho: aplicarla ciencia a los problemas de la vida práctica, de lavida   cotidiana.   Todos   los   matemáticos   griegosanteriores   a   Arquímedes   —Tales,   Pitágoras,Eudoxo,   Euclides—   concibieron   las   matemáticascomo una entidad abstracta, una manera de estudiarel  orden  majestuoso  del  universo,  pero nada  más;carecía de aplicaciones prácticas. Eran intelectualesexquisitos que despreciaban las aplicaciones prácti­cas   y   pensaban  que  esas   cosas  eran  propias  demercaderes y esclavos. Arquímedes compartía en nopequeña medida esta actitud, pero no rehusó aplicarsus   conocimientos   matemáticos   a   problemasprácticos.

Nació  Arquímedes   en   Siracusa,   Sicilia.   Lafecha exacta de su nacimiento es dudosa, aunque secree  que   fue  en  el  año 287  a.  C.  Sicilia  era  a   lasazón   territorio   griego.  Su  padre  era  astrónomo  ypariente de Hierón II, rey de Siracusa desde el año270 al 216 a. C. Arquímedes estudió en Alejandría,Egipto,   centro   intelectual   del  mundo  mediterráneo,regresando   luego   a   Siracusa,   donde   se   hizoinmortal.

En   Alejandría   le   habían   enseñado   que   elcientífico está por encima de los asuntos prácticos y

de los problemas cotidianos; pero eran precisamenteesos problemas los que le fascinaban a Arquímedes,los que no podía apartar de su mente. Avergonzadode esta afición, se negó a llevar un registro de susartilugios mecánicos; pero siguió  construyéndolos ya ellos se debe hoy día su fama.

Arquímedes   había   adquirido   renombremucho antes de que las naves romanas entraran enel  puerto  de Siracusa y el  ejército   romano pusierasitio a la ciudad. Uno de sus primeros hallazgos fueel   de   la   teoría   abstracta   que  explica   la   mecánicabásica de la palanca. Imaginemos una viga apoyadasobre un pivote, de manera que la longitud de la vigaa un lado del fulcro sea diez veces mayor que el otrolado. Al empujar hacia abajo la viga por el brazo máslargo,   el   extremo  corto   se  desplaza  una  distanciadiez   veces   inferior;   pero,  a   cambio,   la   fuerza  queempuja  hacia  abajo  el   lado  largo se multiplica  pordiez en el extremo del  brazo corto.  Podría decirseque, en cierto sentido,   la distancia se convierte enfuerza y viceversa.

Arquímedes   no   veía   límite   a   esteintercambio   que   aparecía   en   su   teoría,   porque   sibien era cierto que un individuo disponía sólo de unacopio restringido de fuerza, la distancia carecía defronteras.   Bastaba   con   fabricar   una   palancasuficientemente   larga  y   tirar  hacia  abajo  del  brazomayor a lo largo de un trecho suficiente: en el otrobrazo,   el   más   corto,   podría   levantarse   cualquierpeso.

«Dadme   un   punto   de   apoyo»,   dijoArquímedes, «y moveré el mundo.» 

El rey Hierón, creyendo que aquello era unfarol,   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 ypidió que la cargaran de pasajeros y mercancías; nisiquiera vacía podrían haberla botado gran númerode hombres tirando de un sinfín de sogas.

Arquímedes anudó   los cabos y dispuso unsistema  de  poleas   (una  especie  de  palanca,   peroutilizando sogas en lugar de vigas). Tiró de la soga y

con una sola mano botó lentamente la nave.

Hierón  estaba  ahora  más  que  dispuesto  acreer que su gran pariente podía mover  la tierra siquería,   y   tenía   suficiente   confianza   en   él   paraplantearle problemas aparentemente imposibles.

Cierto orfebre le había fabricado una coronade   oro.   El   rey   no   estaba   muy   seguro   de   que   elartesano hubiese obrado rectamente; podría haberseguardado parte  del  oro que  le habían entregado yhaberlo sustituido por plata o cobre. Así que Hierónencargó a Arquímedes averiguar si la corona era deoro puro, sin estropearla, se entiende.

Arquímedes no sabía qué hacer. El cobre yla plata  eran más  ligeros que el  oro.  Si  el  orfebrehubiese  añadido  cualquiera  de  estos  metales  a   lacorona,  ocuparían un espacio  mayor que  el  de unpeso   equivalente   de   oro.   Conociendo   el   espacioocupado por la corona (es decir, su volumen) podríacontestar   a   Hierón.   Lo   que   no   sabía   era   cómoaveriguar el volumen de la corona sin transformarlaen una masa compacta.

Arquímedes   siguió   dando   vueltas   alproblema   en   los   baños   públicos,   suspirandoprobablemente   con   resignación   mientras   sesumergía   en   una   tinaja   llena   y   observaba   cómorebosaba el agua. De pronto se puso en pie comoimpulsado por un resorte: se había dado cuenta deque su cuerpo desplazaba agua fuera de la bañera.El volumen de agua desplazado tenía que ser igualal volumen de su cuerpo. Para averiguar el volumende cualquier cosa bastaba con medir el volumen deagua   que  desplazaba.     ¡En   un   golpe   de   intuiciónhabía descubierto el principio del desplazamiento! Apartir de él  dedujo las leyes de la flotación y de lagravedad específica.

Arquímedes   no   pudo   esperar:   saltó   de   labañera  y,  desnudo  y empapado,  salió  a   la  calle  ycorrió a casa, gritando una y otra vez: «¡Lo encontré,lo   encontré!»   Sólo   que   en   griego,   claro   está:«¡Eureka! ¡Eureka!» Y esta palabra se utiliza todavíahoy para anunciar un descubrimiento feliz.

Llenó de agua un recipiente, metió la corona

y midió el volumen de agua desplazada. Luego hizolo propio con un peso igual de oro puro; el volumendesplazado  era  menor.  El  oro  de   la  corona  habíasido mezclado con un metal  más  ligero,   lo  cual   ledaba un volumen mayor y hacía que la cantidad deagua que rebosaba fuese más grande. El rey ordenóejecutar al orfebre.

Arquímedes   jamás  pudo   ignorar  el  desafíode un problema, ni siquiera a edad ya avanzada. Enel año 218 a. C. Cartago (en el norte de África) yRoma   se   declararon   la   guerra;   Aníbal,   generalcartaginés, invadió Italia y parecía estar a punto dedestruir Roma. Mientras vivió el rey Hierón, Siracusase   mantuvo   neutral,   pese   a   ocupar   una   posiciónpeligrosa entre dos gigantes en combate.

Tras la muerte de Hierón ascendió al poderun grupo que se inclinó por Cartago. En el año 213a. C. Roma puso sitio a la ciudad.

El  anciano  Arquímedes  mantuvo  a   raya  alejército   romano   durante   tres   años.   Pero   un   solohombre no podía hacer más y la ciudad cayó al finen el año 211 a. C. Ni siquiera la derrota fue capazde   detener   el   cerebro   incansable   de   Arquímedes.

Cuando  los soldados entraron en  la ciudad estabaresolviendo un problema con ayuda de un diagrama.Uno de aquellos le ordenó que se rindiera, a lo cualArquímedes   no   prestó   atención;   el   problema   erapara  él  más   importante  que  una  minucia   como  elsaqueo   de   una   ciudad.   «No   me   estropeéis   miscírculos», sé limitó a decir. El soldado le mató.

Los   descubrimientos   de   Arquímedes   hanpasado   a   formar   parte   de   la   herencia   de   lahumanidad.  Demostró   que  era  posible  aplicar   unamente científica a los problemas de la vida cotidianay que una  teoría abstracta  de  la ciencia pura —elprincipio   que   explica   la   palanca—   puede   ahorraresfuerzo a los músculos del hombre.

Y   también   demostró   lo   contrario:   porquearrancando   de   un   problema   práctico   —el   de   laposible adulteración del oro— descubrió un principiocientífico.

Hoy día  creemos  que  el  gran  deber  de   laciencia   es  comprender  el   universo,   pero   tambiénmejorar las condiciones de vida de la humanidad encualquier rincón de la tierra.