INVENCIONES Y DESCUBRIMIENTOS TRASCENDENTES DEL SIGLO XVII

 

Rolando Delgado Castillo

Universidad de Cienfuegos


 

COORDENADAS SOCIOECONÓMICAS

 

La Europa que sirve de escenario al despegue de las ciencias y más particularmente a la Revolución de la Física en la Inglaterra de Isaac Newton (1642- 1727), conformó un complejo panorama político, económico y social.

 

Domina el acontecer político de la primera mitad del siglo, la guerra de los 30 años, (1618 – 1648) resultado de choques de intereses religiosos, políticos y económicos. A partir de la paz de Westfalia, Europa se convierte en un mosaico de estados nacionales que representan el fin del poder del Imperio y del Papado. El Sacro Imperio Romano Germánico sale debilitado y fragmentado de la Guerra, e Italia se retarda en su proceso de integración nacional. A la secularización del estado correspondió una secularización del pensamiento que impulsó el progreso de las ideas científicas.

 

Hacia la segunda mitad se destacan los desarrollos de dos modelos políticos:

  • El esplendor de la monarquía absoluta de Luis XIV (1643-1715) que cristaliza el liderazgo francés en la época.

  • El agitado paisaje de las sociedad inglesa con la guerra civil (1642) que conduce a la instauración y vida de la República de Cromwell (1649-1660), la posterior restauración de los Estuardos, y finalmente la abdicación de Jacobo II (1660 –1688) mediante la Revolución pacífica de 1688.  Esta revolución se considera el hito histórico que inaugura el dominio inglés de los mares, del comercio y de la Revolución industrial. 

En lo económico se producen zigzageos pero la tendencia expresa un incremento del comercio colonial reflejado en la constitución de las grandes compañías de la Indias en las tres potencias que emergen  como líderes, Holanda, Inglaterra y  Francia. Aparecen las instituciones que prefiguran el naciente capitalismo como la Bolsa de Amberes y la Banca nacional. El transito de la producción artesanal, doméstica, a la manufactura se traduce en la creación de instalaciones,  se incuban novedosas técnicas y proliferan las profesiones que gestan las propias instituciones de nuevo tipo.

 

Procedencia de imagen:

The Royal Society.

 www.royalsoc.ac.uk/

royalsoc/index.html

Es hacia mediados de este siglo que se crean, en los grandes polos de Europa, las primeras sociedades científicas. En 1662 abre sus puertas la famosa sociedad londinense “Royal Society”, uno de cuyos fundadores fue el más importante químico – físico del siglo, el irlandés Robert Boyle (1627 – 1691). La Sociedad Real tendría como su presidente  a partir de 1703, durante 24 años,  a sir Isaac Newton (1642 – 1727).

Aún hoy esta sociedad existe y es la sociedad científica más antigua que de manera continua ha funcionado. Sigue radicando en Londres y tiene más de mil miembros activos. La divisa de la sociedad es: "Nullius in Verba", lo que significa "Nada en palabras". Es decir, toda la ciencia debe fundamentarse en hechos experimentales.

Poco después de la fundación de la Royal Society, en la próspera Florencia del Ducado de Toscana, comienza sus actividades la Academia de Cimento, actuando como su fundador el célebre físico Evangelista Torricelli (1608 – 1647); en 1666 el ministro de Economía y mecenas del arte y de las ciencias francesas Jean-Baptiste Colbert (1619 – 1683) inaugura la Academia de Ciencias de París,  y cierra el período la fundación de la Academia de Ciencias berlinesa, bajo la inspiración del pionero del cálculo, el matemático alemán Gottfried Wilhelm Leibniz (1646 - 1716).

 

Procedencia de imagen:

 //www.ugcs.caltech.edu

/~plavchan/ses158/

library.htm

La fijación en la memoria escrita de las prioridades en los descubrimientos, los informes presentados en las recién inauguradas Academias, el afán de alimentar el debate que ofreciera la necesaria luz en los temas investigados, constituyeron fuerzas motrices para  insertar en la matriz del tiempo la publicación de las revistas científicas periódicas. El nacimiento de tales revistas tuvo como escenario histórico el Londres de la Royal Society y el París de la Academié, en fecha de 1665, portando como título “Journal des Scavans” y “Philosophical Transactions”. La última llega hasta hoy como publicación de la Royal Society en dos series. La serie A dedicada a problemas de las ciencias matemáticas, físicas y de las ingenierías y la serie B a los problemas de las ciencias biológicas. 

 

ebooks.adelaide.edu.

au/b/bacon/francis/

sir_francis_bacon.jpg

La aparición de grandes obras filosóficas en el siglo XVII,  repercuten en el camino que toman las Ciencias Naturales. En este marco es necesario destacar la obra del filósofo inglés Francis Bacon  (1561 - 1626). Bacon reclamaba para el trabajo científico la aplicación del método inductivo de investigación en lugar del viejo método deductivo en que se basaba la escolástica. El procedimiento fundamental para conducir la investigación propuesto por Bacon lo constituía el experimento organizado y planificado. Sus ideas tuvieron una amplia repercusión, primero en Inglaterra y luego en otros países.

 

Cumbres del arte universal del siglo XVII

 


 

Procedencia de imagen:

www3.uva.es/arte/

anatomia.jpg

Rembrandt Harmenszoon van Rijn (1606 - 1669) pintor y grabador holandés es uno de los más grandes pintores de todas las épocas por la riqueza deslumbrante de su pincel, la maestría de los efectos de luz y los dramáticos claroscuros, y sobre todo por la intensidad y realismo de sus figuras. En 1632 realiza una de sus obras más famosas, La Lección de anatomía del doctor Tulp, que tuvo enorme éxito. Rembrandt fallece en Amsterdam a la edad de 63 años, siendo uno de los más excepcionales artistas de todos los tiempos.


 

Procedencia de imagen:

fis.ucalgary.ca/

aval/405/

Don%20Quijote.jpg

La obra maestra de Miguel de Cervantes Saavedra (1547 - 1616), "El Quijote", constituye una de las cimas de la literatura universal. Herido en la batalla naval de la ciudad griega del Lepanto, encarcelado por los turcos en Argel, y luego en la propia España, la penosa existencia de Cervantes encuentra la gloria cuando publica a comienzos de 1605 "El ingenioso hidalgo don Quijote de la Mancha". Su segunda parte que tituló "El ingenioso caballero don Quijote de la Mancha" apareció en 1615.  El Quijote es una auténtica integración del arte novelístico del renacimiento español.

La muerte sorprende a Cervantes cuando se disponía a cerrar su séptima década de existencia con pena y sin gloria.


 

Procedencia de imagen:

 www.etab.ac-caen.fr/

malherbe/SiteCLEF03

/biblioth%E8que/m/

Moli%E8re/MolDoss/

moliere.jpg

La obra literaria de Jean-Baptiste Poquelin (1622 -1673), Moliere en el mundo artístico, es una de las más geniales del teatro universal.  Su teatro ejerce una feroz crítica social, creando arquetipos que son utilizados para representar vicios y virtudes que sirven para fustigar a la aristocracia y la burguesía de la época.  Su dominio de la escena se plasma en la composición de su obra, reflejando un control absoluto de las técnicas interpretativas y escenográficas. La comicidad la logra mediante la creación de tipos burlescos y desmesurados, con los que ataca el exceso y el extremismo, tan poco queridos a su condición de burgués mesurado. Su inmortal "Tartufo" es la encarnación de la perversidad y corrupción disimulada hipócritamente.


 

Imagen:

facweb.furman.edu/

~rfriis/Lope%20de

%20Vega.jpg

Lope de Vega (1562 - 1635) es una de los genios de la literatura universal. Iniciado en la carrera sacerdotal debe abandonarla por sus amores. Toma las armas para participar en la conquista de Azores (1583) y en la fracasada Armada Invencible (1588). Una vitalidad desbordante y un ensalzamiento hasta límites extrahumanos del amor parecen definir tanto su vida como su obra. En su drama histórico "Fuenteovejuna" se hizo célebre la respuesta de los habitantes del pueblo ante el tormento ordenado por el juez pesquisador del ajusticiamiento del tirano: - ¿Quién mató al Comendador?. - Fuenteovejuna, señor. - ¿Y quién es Fuenteovejuna? - Todos a una. 


 

Grandes invenciones en el campo de las Matemáticas

 


La etapa de naciente formación en las Ciencias tal vez explique la inclinación abarcadora de los científicos de la época. Los grandes matemáticos incursionan con frecuencia en el campo filosófico, se esfuerzan por explicar los fenómenos en su totalidad, e intentan construir los instrumentos matemáticos requeridos para la formalización de los experimentos en el campo de la Mecánica. Constituyen logros de este siglo la geometría analítica cartesiana, la teoría matemática de la probabilidad, el cálculo diferencial y el cálculo de las variaciones.  También aparecen los primeros inventos modernos de sistemas mecánicos para efectuar cálculos aritméticos.

 

Imagen:

www.utc.fr/~tthomass/

Themes/Unites/Hommes/

nep/images/Neper_03.jpg

Existen las pruebas documentales de que el matemático escocés John Neper (1550 - 1617) ya a fines del XVI proyecta diferentes sistemas mecánicos para realizar cálculos aritméticos. Pero Neper alcanza la celebridad por la publicación, apenas tres años antes de morir, de sus tablas de logaritmos que fueran muy utilizadas en los siglos siguientes. Además fue uno de los primeros en introducir la moderna notación decimal para expresar fracciones. Neper fue seguidor del movimiento de la Reforma en Escocia y años más tarde tomó parte activa en los asuntos políticos promovidos por los protestantes.

 

Procedencia imagen:

www.mat.usach.cl/

histmat/

html/desc.html

La monumental obra de René Descartes (1596 - 1650) nos lega la creación de la Geometría Analítica. Descartes introduce la noción de plano cartesiano y combina el Álgebra y la Geometría de manera que a partir de sus trabajos los problemas geométricos podían resolverse algebraicamente y las ecuaciones algebraicas podían ilustrarse geométricamente. Se asiste así a una de las bases del cálculo moderno  y por consiguiente a un instrumento esencial para la formalización matemática de los fenómenos físicos.

En el ámbito de la estructura de la sustancia,  Descartes   hace renacer la atomística antigua. De manera hipotética planteó la singular idea de que las propiedades de las sustancias dependían de  la forma que adoptaban sus partículas constituyentes.   Puede considerarse por tanto el iniciador de la Estereoquímica, pero sus ideas no podrían tener un ulterior desarrollo en esta época. Debía antes desarrollarse la Mecánica de Newton, para que Dalton, a inicios del XIX, pudiera  atribuir a la masa, la propiedad fundamental de los átomos.

 

Fermat

micro.magnet.fsu.edu

/optics/timeline/people/

fermat.html  

Considerado por algunos como el padre del cálculo diferencial,  Pierre de Fermat (1601 -1665) abre un nuevo capítulo en la historia de la matemática  con su obra   "Métodos para encontrar máximos y mínimos y tangentes de líneas curvas". El contacto inicial de Fermat con la comunidad científica parisina se produce precisamente a través de la correspondencia sostenida en 1636 con notables matemáticos de la capital francesa en la cual expone sus criterios sobre supuestos errores cometidos por Galileo al describir la caída libre.

 

Casi veinte años después, en 1654, Blaise Pascal (1623 – 1662), conocedor por su padre (Etienne, 1588-1651) de las sobresalientes habilidades de Fermat, le consulta por cartas, sus ideas sobre la probabilidad y de este breve pero fecundo intercambio epistolar quedaron sentadas las bases de la teoría de la probabilidad. Hoy Fermat y Pascal comparten la gloria de ser fundadores de esta disciplina. Una gran resonancia tuvo la teoría de las probabilidades en el desarrollo de las estadísticas matemáticas y sociales.

 

Newton

dbhs.wvusd.k12.ca.

us/webdocs/Gallery/

Gallery1.html

El episodio matemático de mayor trascendencia en este siglo fue el descubrimiento del cálculo diferencial e integral, al cual contribuyeron principalmente matemáticos británicos y franceses, pero que tiene en Newton y Leibniz a sus más brillantes constructores. Es la Física, la ciencia que en todo este período impulsa el desarrollo de la formalización matemática para describir las leyes de los objetos que estudia, en particular el movimiento de los cuerpos bajo un enfoque dinámico. No es casual que, como veremos a continuación, el nacimiento del Cálculo Diferencial estuviera vinculado con necesidades del propio crecimiento de las Ciencias Físicas. 

Existen los registros históricos que dan fe de que Newton escribió en 1671 el “De Methodis Serierum et Fluxionum” conocido como “método de fluxiones” pero este no salió de la imprenta hasta 1736. El análisis newtoniano parte de la aguda percepción de que la integración de una función es el procedimiento inverso a su diferenciación. Produce entonces Newton métodos simples que unificaron técnicas desarrolladas para hallar áreas, tangentes, longitudes de curvas y los máximos y mínimos de las funciones.

 

Imagen: Leibniz

www.mat.usach.cl/

histmat/

html/leib.html

Leibniz había profundizado en el estudio de las Matemáticas sólo a partir de 1672, durante su estancia en París bajo la asesoría de Huygens,  y en los años que siguen avanza rápidamente en la creación de las bases de su versión del cálculo. 1684 marca la fecha de la publicación, en un diario de Leipzig, de su  “Nova Methodus pro Maximis et Minimis, itemque Tangentibus...”. En esta obra, Leibniz ofrece detalles de su cálculo diferencial, introduce la notación d, y las reglas para el cálculo de las derivadas de potencias, productos y cocientes.  Dos años más tarde, en el mismo diario de Leipzig aparecen sus desarrollos sobre el cálculo integral y por primera vez la imprenta reconoce la notación ∫.  

Simplificando una multitud de casualidades históricas que pudieron determinar un retraso y que de hecho influyeron en el curso de los acontecimientos (la peste y las guerras locales constituyen dos buenos ejemplos) lo cierto es que la época debió generar  tal herramienta y dos genios de la segunda mitad del siglo integraron los antecedentes y construyeron “el nuevo producto”. Se enfrascaron luego en una larga disputa por la prioridad y la gloria. Con el Cálculo se inicia la alta Matemática y se parte en dos la historia de esta Ciencia.

 

La primera máquina calculadora fue fabricada por el sabio alemán Wilhelm Schickard (1592-1635) como respuesta a una solicitud de Kepler para ayudarlo en sus cálculos.

Desafortunadamente la máquina antes de llegar a Kepler fue consumida por las llamas de un incendio pero las descripciones y diseños encontrados en su correspondencia son suficientemente detalladas para reconocer su autoría que data de 1623. Este fue el año del nacimiento de Pascal, quién sin haber cumplido los diecinueve, en 1642 reinaugura el camino de las invenciones de las máquinas calculadoras.

Su máquina  podía sumar y restar  mediante un complejo mecanismo de ruedas dentadas, cada una marcada del uno al diez en su borde. Pascal debió resolver muchos problemas técnicos derivados de la moneda usada en la Francia de la época, una libra contenía  240 unidades (dinares) lo que tornaba el mecanismo mucho más difícil que si la división hubiera sido en 100 unidades. Sin embargo para 1652, casi una década después de su invención, se habían producido 50 prototipos de los cuales unos pocos se habían vendido. La manufactura de la máquina de Pascal cesó este año.    

Este capítulo inicial vuelve a Alemania, o más exactamente a Leibniz. Durante una de sus numerosas visitas a Francia, Leibniz conoce una copia de la máquina de Pascal. Cuando él intentó agregar un engranaje extra para formar una máquina con la que podría multiplicar, descubrió lo que se llama hoy el principio del tambor escalonado de Leibniz. Sólo durante el verano de 1674, cuando contó con la ayuda de un relojero parisino, pudo construirse su máquina.   Fue esta calculadora el modelo de todos los perfeccionamientos mecánicos de calculadoras diseñadas en los tres siglos siguientes antes de aparecer en escena la calculadora electrónica. 


 

Nuevos instrumentos y revolución en la Astronomía

 

Es a partir del siglo XVII que se introduce sólidamente en las prácticas de las investigaciones el método experimental, con el cual se conduce una serie de grandes descubrimientos. El propio diseño del experimento físico impulsó el desarrollo de los instrumentos de medición. 

Los instrumentos que resultan exigencia de la época son diseñados y construidos generalmente por los propios investigadores y generan una vinculación dialéctica entre teoría y práctica que representa el apoyo o rechazo de la teoría preconcebida o significa el nacimiento de la nueva ley sustentada por la data experimental. El propio Galileo estrena su pequeño telescopio de refracción y encabeza la revolución astronómica; Robert Hooke (1635 – 1702) y Christian Huygens (1629 -1695) se disputan el título de mejor mecánico del siglo y pretenden registrar el tiempo con la mayor exactitud posible; Torricelli inventa el barómetro y, al hacerlo, derriba el supuesto principio del “horror vacui”; Otto von Guericke (1602-1686) inventa la bomba de vacío con la que se abre un nuevo campo para la experimentación; y, de nuevo Hooke, que perfecciona  el microscopio y descubre un nuevo mundo, e inventa el primer higrómetro, un anemómetro, el barómetro de cuadrante y mecanismos de registros automáticos, que inauguran la meteorología como disciplina científica. En fin que inventores y descubridores se identifican con las necesidades de una época.


 

Históricamente, la invención del telescopio óptico, que impulsa una verdadera revolución astronómica, se disputa entre varias personas. Hoy se reconoce que la solicitud de la patente del fabricante de espejuelos en la floreciente ciudad holandesa de Middelburg, Hans Lippershey (1570 - 1619) es el registro más temprano de fabricación de un telescopio (1608). Se narra que los chicos de Lippershey jugaban con las lentes desechadas y en estos juegos pudieron apreciar que al colocar dos lentes separadas una de otra a una cierta distancia y apuntar hacia la

 torre de la Iglesia que divisaban a lo lejos ésta parecía acercarse.

(En la imagen se recrea este hecho. www.scienceclarified.com/scitech/images/lsts_0001_0001_0_img0008.jpg)

El descubrimiento sorprendió al padre que de inmediato comprendió el valor de un dispositivo así construido para su uso en el mar. Consultado de su invención al Conde Mauricio de Nassau, éste ordenó mantener en secreto el dispositivo por su valor en el escenario de la guerra.

 

 

http://brunelleschi.imss.fi.

it/museum/

esim.asp?c=405001

Galileo Project Web Site

http://galileo.rice.edu/

bio/index.html

Cuando Galileo estaba en Venecia en 1609  fue que indagó por el ingenio holandés. Comprendió entonces el valor comercial de este instrumento para los magnates de las embarcaciones de Venecia. Sin disponer de una copia del telescopio emprendió urgentemente la tarea de construir su propio instrumento de observación. Por este tiempo tenía en Padua un taller y con sus ayudantes, Galileo estuvo evaluando diferentes combinaciones de lentes convexos y cóncavos a lo largo de un tubo de plomo. Para el 20 de agosto de 1609  disponía de un tubo de observación con un aumento de 10. Pronto se organizó en Venecia la exhibición pública del instrumento que pudo ampliar la vista de los buques que entraban en la bahía. Obtuvo entonces los mejores lentes de artesanos de Florencia y les dio un pulido final. Así llegó a construir sus instrumentos con una potencia de x 20. (En la imagen el telescopio de Galileo).

La astronomía telescópica tiene en Galileo Galilei a uno de sus fundadores. En alrededor de dos meses, entre diciembre de 1609 y el enero siguiente, Galileo, auxiliado de su estrenado telescopio de refracción hizo más descubrimientos astronómicos que los que nadie había hecho nunca antes.

 Descubrió las lunas de Júpiter, estructuras alrededor de Saturno, estrellas de la Vía Láctea, los cráteres de la Luna y las fases de Venus. Este último descubrimiento indicaba que este planeta gira alrededor del Sol lo que constituía una evidencia a favor de la teoría copernicana.  Sus hallazgos celestiales aparecen publicados en un pequeño libro "Mensajero Estelar", editado en mayo de 1610 en Venecia.


 

Júpiter hacia el centro

con sus cuatro

satélites según foto

de la NASA

Microsoft ® Encarta ® 2007

 

Alrededor del descubrimiento de las lunas de Júpiter, quizás se estableció la primera disputa de prioridad en el terreno astronómico. El litigio surge cuando el astrónomo germano Simon Marius (1573-1624), quién había viajado a Praga para aprender las técnicas de Brahe, y luego asistido a la Universidad de Padua,  publicó en 1614 "El Mundo Joviano o Mundus Iovialis descubierto en 1609 mediante el telescopio holandés".  Allí afirma haber hecho las primeras observaciones de las lunas de Júpiter, lo que motivó en 1623 la respuesta airada de Galileo en el "Analizador" acusándole  del robo de su descubrimiento. Sin embargo, Mundus Iovialis contiene otro hallazgo telescópico que no fue nunca cuestionado: el descubrimiento de la Nebulosa de Andrómeda, que por entonces no era resuelta como sistema de estrellas.


 

Imagen:

http://dsc.discovery.com/

news/briefs/20041025/

gallery/sunspot_zoom.jpg

Nuevos registros astronómicos se suceden y el propio astro rey revela ahora un nuevo fenómeno. Aparecen manchas en su superficie y estas manchas observan un desplazamiento relativo.  En estas primeras observaciones sobre el fenómeno solar participaron notables astrónomos, entre ellos Galileo reportó la existencia de las manchas solares en su "Discurso sobre cuerpos flotantes" (1612) y, más detenidamente, en "Cartas sobre las manchas del sol" que aparece en 1613. Antes de los reportes de Galileo, con fecha de junio de 1611,   Johannes Fabricius (1587 – 1616), hijo del astrónomo danés  David (1564 -1617),  que  en  1596   había descubierto  la  primera  estrella

variable, escribió un informe sobre las manchas solares impreso en Wittenberg.

Al relatar las observaciones hechas, Fabricius no ofrece las fechas de observación ni muestra un esquema del desplazamiento de las manchas, pero defiende la idea de que estas manchas pertenecen a la superficie solar y sus desplazamientos revelan que el sol probablemente rota sobre su eje. 

 

Por uno u otro motivo, las conclusiones del breve ensayo de Fabricius se eclipsan por la publicación del brillante astrónomo alemán Christopher Scheiner (1575-1650) en 1612, sobre las manchas solares, en la cual ofrece una medida de la inclinación del eje de rotación de estas manchas respecto al plano de la eclíptica, que se desvía sólo en unos pocos minutos del verdadero valor.  

 

(Página de su libro "Rosa Ursina" publicado en 1630 y que representa el estudio más avanzado sobre las manchas solares de este siglo, http://hsci.ou.edu/exhibits/exhibit.php?exbgrp=1&exbid=13&exbpg=3)

Scheiner recibió educación en Colegios Jesuitas y ya en 1610 fungía como profesor de Matemáticas de la Universidad de Ingolstadt.  Por entonces comenzó a hacer cuidadosas observaciones y mediciones de las manchas solares, usando su telescopio como parte de una cámara obscura, según se aprecia en la imagen.

La observación de las manchas solares entraban en conflicto con la creencia de que los orbes celestiales debían ser perfectamente puros. Seis años después fue ordenado como sacerdote y ante él se planteó el dilema de que a un cura se le prohibía publicar sus descubrimientos. Decidió burlar la censura enviando su trabajo a un amigo que publicó sus cartas bajo un nombre falso y se aseguró de que copias de estas llegaran a manos de Kepler y Galileo. Entre Galileo y Scheiner se desarrollaron tensas relaciones personales por el reclamo de la paternidad de este descubrimiento.

 

Imagen: Harriot

http://www.ecu.edu/cs-cas/harriot.cfm

Pero antes que Fabricius y Scheiner, existe el registro de que ya en 1610, el físico británico Thomas Harriot (1560 - 1621) informó sobre la existencia de las manchas del sol en círculos afines, aunque nunca llegó a publicarlo. Esta falta profesional acompañó la vida de Harriot y, aunque hoy se sepa que este físico había descubierto la ley de la refracción de la luz antes que lo hiciera en 1621 el profesor de la Universidad de Leiden Willebrord van Roijen Snell (1580 – 1626),  el reconocimiento universal corresponde a este último.

 

En febrero de 1632, luego de 6 años de trabajo, Galilei publica su “Diálogo concerniente a los dos sistemas principales del mundo: Ptolemaico y Copernicano”. Desafortunadamente, dentro de las verdades inobjetables a favor del sistema copernicano que la obra defiende, Galileo desarrolla una errónea teoría de las mareas, que ya había sido explicada correctamente por Kepler.

Óleo de Cristiano Banti en 1857

Galileo frente a la Inquisición Romana  

http://www.solarnavigator.net/inventors/galileo_galilei.htm

 


 

En rigor histórico, defender a Copérnico después de la obra de Kepler significaba desconocer la dinámica gravitacional y aceptar la santa circularidad de las revoluciones planetarias, pero resulta incomprensible la invisibilidad de los trabajos de Kepler ante la pupila de Galileo.

Poco después de la publicación de la obra, la Inquisición prohíbe su venta y ordena a Galileo presentarse en Roma. Declarado culpable, su obra es considerada herejía y por consiguiente debe cumplir condena que en consideración a su edad se conmuta por arresto domiciliario. Pero sus ideas y su pensamiento creativo, no pudieron ser  encerrados y aún publica en 1638 su última y magistral obra, que resumiría los resultados sobre el movimiento y

los principios de la Mecánica. (Imagen:http://www.astro.umontreal.ca/~paulchar/sp/images/dialogo.gif)

Pasaría más de un siglo para que el Papa Benedicto XIV en 1741 autorizara la publicación de los trabajos científicos completos de Galileo. No obstante la prohibición en la lista negra de la Inquisición el Index Librorum Prohibitorum contra el heliocentrismo permanece hasta 1758. 

En 1992, cuando se cumplían 400 años de la conferencia inaugural del joven profesor de matemáticas en la Universidad de Padua, el primer papa no italiano desde 1523,  Juan Pablo II (1920 - 2005), en nombre de la Iglesia Católica admitió que en el caso de  Galileo se habían cometido graves errores por los consejeros teológicos, pero no reconoció explícitamente que se cometiera una terrible injusticia al condenar a Galileo como hereje por su creencia de que la Tierra rota alrededor del Sol. Así declaró cerrado  el caso.


 

Antecedentes inmediatos de los Principia

 

Microsoft ® Encarta ® 2007

Con la muerte en 1601 de Tycho Brahe, su asistente Kepler se convierte en su sucesor en el cargo de Matemático Imperial, y permanece en este puesto hasta 1612.   Orientado  al estudio de Marte, le obsesiona una discrepancia entre cálculo y observación detectada en su órbita.  La divisa kepleriana de que «el origen de las discrepancias debe hallarse en nuestras hipótesis iniciales» le conduce a rechazar la   circularidad   de la  órbita  marciana  y  la   uniformidad del  movimiento planetario. 

Es entonces que acude a la cónica elíptica desarrollada por Apolonio de Perga (siglo III a.C – siglo II a.C), enterrada en el olvido por más de 1500 años, para deducir las leyes del movimiento planetario y en 1609 Kepler anuncia en "Astronomía Nova" que el movimiento de Marte describe una elipse teniendo al Sol en uno de sus focos y que los radios vectores del planeta barren en tiempos iguales áreas iguales. La segunda ley de Kepler, o regla del área, establece que los planetas no giran con un movimiento circular uniforme sino que se desplazan con mayor velocidad a medida que se aproximan al Sol, barren iguales áreas en igual período. La importancia de esta ley reside en sustituir el movimiento uniforme “resultante de una perfección natural” por una uniformidad física (la conservación del movimiento angular), absolutamente acorde con la observación y que abre paso hacia una nueva formalización e interpretación dinámica. 

La ley de la elipticidad y la ley de las áreas relacionaron el movimiento de cada planeta con el Sol, pero la ley armónica que deduce en 1619 cuando ya está en imprenta su obra “La Armonía del Mundo” integra el movimiento de los planetas en un solo sistema. Los cuadrados de los tiempos empleados en las revoluciones de los planetas son entre sí, como los cubos de sus distancias medias al Sol, está anunciando el nacimiento de la fórmula de la gravitación universal. Con esta ley quedan  establecidas las distancias relativas dentro del sistema solar, pero hasta que una distancia no fuera determinada con precisión el tamaño de los radios medios de las órbitas planetarias permanecería sin conocerse. Veamos el sencillo razonamiento de Kepler emergente del tratamiento matemático de su tercera ley. Al establecer   que la razón de los cuadrados de los periodos de revolución de dos planetas es igual a la razón de los cubos de los semiejes mayores de sus órbitas queda:

P12 (años terrestres) / P22 (años terrestres)  = R13 (UA) / R23 (UA).

Si como planeta 2 se toma la Tierra, los denominadores se hacen iguales a 1 y queda:

P2 (años) =  R3 (UA). 

Determinado el período de revolución de Marte alrededor del Sol como 1,88 años terrestres, entonces: R = P2/3 = (1,88) 2/3  = 1,52 UA, que es exactamente la distancia media medida de Marte al Sol.

 

Imagen: Horrocks

http://www-history.mcs.st-andrews.ac.uk/PictDisplay/

Horrocks.html

La función predictiva de la ciencia astronómica  ha sorprendido en toda época a la humanidad. La predicción de los tránsitos de Venus y Mercurio a través del Sol requieren un conocimiento profundo del movimiento orbital de estos planetas interiores y esta tarea fue cumplida por Kepler a inicios del siglo XVII. Entonces, predijo  un tránsito de Mercurio en  noviembre de 1631 y un tránsito de Venus un mes después, sin que la vida le alcanzara para verlos.  El tránsito de Mercurio fue observado por primera vez en la historia como una mancha que cruzaba la superficie solar en París, justo el mismo día predicho, por el astrónomo Pierre Gassendi (1592-1655), pero la predicción del tránsito de Venus no pudo constatarse ya que el evento ocurrió en la madrugada cuando aún era de noche en Europa.

El joven astrónomo Jeremiah Horrocks (1618 - 1641) corrigió los datos reportados por Kepler y auguró que el 4 de diciembre de 1639 sería observado desde Inglaterra un tránsito. Horrocks, no sólo observó el fenómeno celeste sino que, a partir de sus observaciones, dedujo la distancia de la Tierra al Sol en unos 94 millones de km, la más precisa estimación hasta entonces realizada, que hoy se ha calculado en casi 150 millones de km. Su obra Venus in Sole no fue publicada hasta 1662, había muerto 20 años antes, al cumplir los 23 años. Tres siglos después, un tránsito similar de Mercurio a través del sol, serviría para confirmar espectacularmente la teoría de la relatividad.

 

Casi una década después de la publicación de la obra de Horrocks, "Venus in Sole", y a veinte años de su muerte,  los astrónomos franceses planearon una expedición en 1671 que entre sus objetivos se encontraba determinar con precisión la distancia a Marte.  Las mediciones de la paralaje de Marte desde Cayena – la capital de la Guayana francesa, fundada precisamente a principios de este siglo - y desde París podrían ofrecer un valor preciso de su distancia.  

La fecha para la medición se hizo coincidir con el momento en que Marte se encontraba en la posición más cercana a la Tierra para maximizar la precisión de las observaciones. Jean Richer (1630 – 1696) hizo las observaciones desde Cayena y a su regreso a París,  el astrónomo genovés Giovanni Cassini (1625 - 1712) a partir de los datos obtuvo una distancia de la Tierra al Sol de 87 millones de millas, que ahora arribaba al orden real de los 100 millones de kilómetros.

 

Imagen:

http://www.csdm.qc.ca/

fseguin/classe/fseguin.6a/

03-4/astro/abed/images/

saturne.jpg

La obra del físico – matemático holandés Christian Huygens abarca varios campos de la Física del XVII, pero inicia sus trabajos en los ámbitos de la matemática y la astronomía. Alrededor de 1654, su fina capacidad como instrumentista le permite desarrollar nuevos lentes. Usando una de sus propias lentes, Huygens detectó, en 1655, la primera luna de Saturno.  El año siguiente descubrió la verdadera forma de los anillos de este planeta. En Systema Saturnium (1659), Huygens explicaba las fases y cambios en la forma del anillo y describe sus observaciones sobre la Luna, los planetas, y la nebulosa de Orión.

 

Imagen: Sirio

http://segundonacimiento.

files.wordpress.com/

2007/12/sirio-01.jpg

 

Sus observaciones estelares le llevaron a admitir el principio de que la comparación del brillo entre dos astros serviría para determinar sus distancias relativas. Suponiendo que la estrella Sirio, la más brillante del cielo, es igual al Sol, estimó que la distancia de la Tierra a Sirio era 27 664 veces la distancia que separa al Sol de nuestro planeta. El error cometido demuestra la elevada imprecisión de su método, la distancia real es más de 20 veces mayor que la estimada por Huygens.  

En 1668, el matemático escocés James Gregory (1638 – 1675) en su obra "Geometriae pars universales" incluye una sección dedicada a fenómenos astronómicos en la que retoma la idea de Huygens para calcular distancias cósmicas a partir del brillo relativo de los astros.

 Esta vez compara a Sirio con Júpiter, cuyo brillo relativo con respecto al Sol puede calcularse indirectamente a partir de la distancia y la reflectividad del planeta. El método es esencialmente correcto  y Gregory encontró que Sirio se encuentra a 83 190 unidades astronómicas (unidad astronómica: distancia de la Tierra al Sol, aproximadamente 150 millones de kilómetros), unas 7 veces menos que los 8,7 años – luz que la separan de nuestro planeta. Comenzaba el hombre a penetrar en el conocimiento, por lo pronto aproximado, de las distancias estelares.

 

Imagen: Roemer

http://micro.magnet.fsu.

edu/optics/timeline/

people/roemer.html

En la segunda mitad del siglo XVII, desde el Observatorio de París, el astrónomo genovés Giovanni Cassini, (1625 - 1712) hace descubrimientos revolucionarios que fueron generalmente interpretados por él de manera conservadora.   Entre 1664 y 1666 midió el periodo de rotación sobre su eje de Júpiter y de Marte,  y observó que el primero estaba aplanado en sus polos.   Una audaz deducción devino de las  observaciones de las lunas de Júpiter en 1668, cuando afirmara que las discrepancias en los datos debían atribuirse a  que la luz tenía una velocidad finita y que el tiempo  requerido  para  atravesar  una  distancia  igual  al semidiámetro de la órbita de la Tierra le lleva entre diez y once minutos. Pero su punto de vista tradicional le hizo pronto rechazar esta idea y buscar otras explicaciones.

Resulta irónico que los datos de Cassini fueran usados por el astrónomo danés Ole Christensen Roemer (1644-1710) para calcular la velocidad de la luz ocho años más tarde. En 1672, Römer comenzó a trabajar en el Observatorio Real de París. Pronto Roemer orientaría su telescopio hacia la luna de Júpiter Io y, al determinar el período de sus frecuentes  eclipses, volvió a encontrar desviaciones en sus observaciones que relacionó con las variaciones en el tiempo que debía demorar la luz en hacer su recorrido al variar las distancias entre la Tierra y Júpiter.  Aplicando los cálculos relativamente imprecisos para las distancias entre la Tierra y Júpiter, disponibles durante el siglo XVII, Roemer fue capaz de hacer la primera estimación de la  velocidad de la luz en 220 mil km/seg,  razonablemente cercana al valor actual de casi 300 mil Km/seg. 

 

http://www.astro.umontreal.

ca/~paulchar/sp/images/

discorsi.gif

En 1634, con casi 70 años y habiendo sido  juzgado como hereje dos años antes, Galileo reaborda y perfecciona las ideas no publicadas en 1590 en "De Motu" sobre los problemas relacionados con los ímpetus, momentos, y centros de gravedad, y escribe sus "Discursos y demostraciones  matemáticas sobre las dos nuevas ciencias". La obra fue enviada clandestinamente a Leiden, Holanda, dónde se publica. En los "Discursos" Galileo  describe un experimento con el empleo del péndulo para verificar su postulado sobre el plano inclinado, que le permite deducir el teorema sobre la aceleración de los cuerpos en caída libre. Allana así, al final de su vida, la construcción de lo que hoy todos reconocen como una parte integrante de la Física: la Mecánica.

 

Galileo no solo desarrolla el tratamiento matemático del movimiento acelerado de los cuerpos en la caída libre, sino que diseñó sus famosos experimentos de cuerpos deslizándose por planos inclinados para comprobar sus resultados matemáticos y, además, para obviar la dificultad que para la época significa la medición de pequeños intervalos de tiempo. Al estudiar el lanzamiento de proyectiles pudo desarrollar las ideas sobre la inercia. También pudo enunciar su famoso principio de relatividad del movimiento, relacionado con la imposibilidad de distinguir si un cuerpo está en reposo o en movimiento rectilíneo y uniforme, con experimentos realizados desde el propio cuerpo.

  Imagen: http://www.solarnavigator.net/inventors/galileo_galilei.htm

En forma totalizadora puede afirmarse que, aunque no vinculó sus estudios de la mecánica de los cuerpos en la Tierra con sus ideas sobre el movimiento de los cuerpos celestes, sus investigaciones pulverizan las ideas aristotélicas sobre el movimiento y demuestran la importancia de introducir el método matemático – experimental en las Ciencias Físicas.

 

Imagen:

www.mat.usach.cl/

histmat/html/torr.html

Hacia 1641, Evangelista Torricelli, quién actúo como asistente de  Galileo en los últimos diez meses de la vida del pisano, había completado buena parte del trabajo que iba a publicar como Ópera Geométrica en 1644. En la segunda de las tres secciones de este libro, bajo el título de "De motu gravium", Torricelli profundiza en el estudio de Galileo sobre el movimiento de proyectiles desarrollando la teoría que describe la trayectoria parabólica de un proyectil lanzado a cualquier ángulo y ofreciendo tablas numéricas para ayudar a los tiradores a encontrar la correcta elevación de sus armas para el alcance del blanco.  

En esta obra también demuestra que el flujo de un líquido a través de un orificio es proporcional a la raíz cuadrada de la altura del líquido, resultado ahora conocido como el teorema de Torricelli. Esta fue una de sus sobresalientes aportaciones a la Hidrodinámica, por lo cual ha recibido el título de "padre" de esta disciplina.
 

Imagen:

http://brunelleschi.imss.fi.it/

museum/esim.asp?c=200301

Además, fue Torricelli la primera persona en crear un vacío sostenido y descubrir el principio del barómetro.   

En un famoso experimento conducido en 1644, Torricelli llenó un tubo de vidrio con mercurio, lo cerró por un extremo y lo invirtió por el extremo abierto sumergiéndolo en una pequeña vasija  también llena con mercurio. Observó entonces que la columna no descendía completamente en la vasija sino que se detenía al alcanzar una altura cercana a los 76 cm desde el extremo abierto del tubo. Torricelli identificó correctamente la causa del fenómeno como la presión atmosférica ejercida sobre la superficie del líquido.

Los experimentos realizados posteriormente por toda Europa vinieron a demostrar que la presión atmosférica varía con las diferentes altitudes y que resultan útiles estas mediciones para los pronósticos del estado del tiempo. Diferentes diseños pretendieron mejorar la sensibilidad y precisión y hacerlos más fáciles de trasladar.    

En 1647 Torricelli contrajo la fiebre tifoidea y, a los pocos días, murió a la edad de 39 años cuando solo había publicado su ópera prima.

 

Siete años después de la creación del barómetro por Torricelli, el gran experimentador alemán Otto von Guericke  inventó la  bomba de vacío que, aunque primitiva, proporcionó una importante herramienta para la experimentación. En 1657, Guericke condujo su famosa demostración en la que ocho parejas de caballos tirando en sentidos opuestos eran incapaces de apartar dos hemisferios de una esfera en cuyo interior se había evacuado el aire.

Imagen: Impresión tomada del libro publicado por von Guericke en 1672  "Experimenta Nova".

http://www.scienceandsociety.co.uk/results.asp?image=10328120&wwwflag=2&imagepos=4

 

Imagen: Portada del libro

publicado en 1672

"Experimenta Nova".

 http://www.imss.fi.it/vuoto/

egueri.html

También demostró Guericke que usando un pistón en un cilindro cuando el vacío era creado en un lado de un pistón, la atmósfera podía mover el pistón y una considerable masa a lo largo de una determinada distancia, realizando así un trabajo. Este era el principio básico de trabajo de la máquina de vapor de Newcomen que construida a principios del XVIII comenzó la transformación del mundo.

Por ota parte, el invento de Guericke abrió nuevas investigaciones sobre la propagación del sonido, la combustión de una vela,  la electroluminiscencia y el comportamiento de objetos cargados en el vacío que permitieron comprobar o rechazar hipótesis sobre la naturaleza de estos fenómenos. 

 

 

 

Procedencia imagen:

www.mat.usach.cl/histmat

 /html/pasc.html

 

A poco de la muerte de Torricelli en 1647, Pascal publicaba "Nuevos experimentos concernientes al vacío" que provocó la duda de numerosos científicos de la época. Descartes escribió a Huygens “tiene demasiado vacío en la cabeza”. Pero Pascal continuó sus observaciones que le permitieron descubrir que la presión atmosférica decrece con la altura y le hizo suponer que por encima de la atmósfera existe el vacío. En otro ámbito que lo hermana con Torricelli en  el  estudio  de la  Mecánica  de los Fluidos, escribe en 1653 su “Tratado sobre el equilibrio de los líquidos”, en  el  cual explica la ley de Pascal. Este tratado representa una descripción total de un sistema de hidrostática, el primero en la historia de la ciencia. 

 

Imagen:

www-history.mcs.st-

andrews.ac.uk/history/

PictDisplay/Huygens.html

Cuando en 1658 el célebre físico danés Christian Huygens (1629 -1695) publica los principios para la construcción de un reloj de péndulo, la relojería comenzó a perfeccionarse y la variable tiempo es atrapada por el hombre con mayor precisión. Gracias a la obra de Huygens en el terreno de la Mecánica fueron clarificados los conceptos primarios de la Física, como la masa, el peso, el momento, la fuerza y el trabajo.

En Inglaterra, Huygens participó en sesiones de  la Real Sociedad donde conoció a Newton, y otros grandes de la Mecánica pero se ignora qué discusiones hubo entre ellos.

Existen los testimonios que atestiguan  la admiración  que profesó hacia Newton, pero se sabe que calificó de absurda la teoría de la gravitación en el sentido de considerar la acción a distancia de las fuerzas.

 

Huygens describió el primer sistema dinámico jamás estudiado – el péndulo compuesto y al hacerlo estaba descubriendo, una de sus aportaciones más sobresalientes, que el péndulo servía como regulador del mecanismo de los relojes, contribuyendo por lo tanto a solucionar el problema de la medida exacta del tiempo. En efecto, durante su estancia en París publicó Horologium Oscillatorium (1673), un brillante trabajo dedicado al rey Luis XIV en que se contiene, perfectamente desarrollada, toda la teoría matemática del péndulo con la deducción de las fórmulas correspondientes.

 

Imagen:Huygens clock

http://www.uh.edu/engines/epi1329.htm

 

 

Imagen:

Grabado del Observatorio

Real de Greenwich (1675)

http://chestofbooks.com/

reference/Facts-For-Everybody/

images/Greenwich-Observatory-271.png

Alrededor de la segunda mitad del siglo y aún paralelamente con el trabajo de Newton, se vienen produciendo progresos notables en la expansión del conocimiento acerca del movimiento de los cuerpos.

Por esta época, la Real Sociedad londinense había incluido en su agenda como un tema de investigación, la colisión de los cuerpos elásticos. A esta convocatoria responderían en 1668, con informes o publicaciones de forma independiente, el matemático John Wallis (1616 - 1703), el profesor de astronomía y más tarde brillante arquitecto Christopher Wren (1632 – 1723) y  Huygens. El fruto de estos trabajos apunta al descubrimiento de la primera ley de conservación. En particular, Huygens demuestra experimentalmente que el momento de una dirección fija antes de la colisión de dos cuerpos es igual al momento en esa dirección tras la colisión.

Wren es considerado el padre de la arquitectura británica. Entre sus obras se destaca el Observatorio de Greenwich (1675) y la biblioteca del Trinity College de Cambridge (1692).

 

Imagen:

http://micro.magnet.fsu.edu/

optics/

timeline/people/halley.html

Como una derivación de la ley de la fuerza centrípeta para el movimiento circular uniforme, Huygens comparte con Hooke, Edmund Halley (1656 – 1742) y Wren la formulación de la ley del cuadrado inverso para la atracción gravitatoria. Halley había mostrado que la tercera ley de Kepler implicaba la ley de atracción del inverso del cuadrado y presentó sus resultados en una reunión en la Royal Society en 1684. La discusión sostenida entre Wren, Hooke y Halley en 1684, durante la presentación del informe de Halley en la Sociedad Real, no llegó a demostrar que la ley del inverso del cuadrado implicara órbitas elípticas para los planetas

Halley no dudó en consultar a Newton en Cambridge y allí comprobó que Newton había logrado una solución para este problema, así como para otros, que no tenía intención de publicar.

Los historiadores coinciden que si no fuera por Halley, probablemente, la obra de Newton "Principia Matemática" no hubiera existido. Se reconoce en Halley la devoción que muestra por la obra de su colega, que le aparta de su propio trabajo, y le hace asumir  los gastos de impresión. Esta misión la asume, a pesar de que, con la muerte de su padre, se vio envuelto en asuntos legales, familiares y de propiedad que exigían de su atención.

 

Desde 1695 Halley emprendió un cuidadoso  estudio de la  orbita de los cometas. Se atrevió a rechazar el criterio de Newton sobre el carácter parabólico de las órbitas de los cometas proponiendo que podían describir órbitas elípticas.

Utilizando su teoría, calculó que el cometa de 1682 (ahora llamado cometa Halley) era periódico y era el mismo objeto que el cometa de 1531 y 1607. En 1705 publicó la predicción de que volvería en 76 años, indicando que aparecería en diciembre de 1758. Con cierto adelanto, se haría observable la trayectoria del cometa, quince años después de la muerte de Halley. 


Contenido e impacto de la obra de Newton

 

Imagen: http://euler.us.es/

~libros/images/

newton189.jpg

 

Ya en medio de la epidemia de la peste de 1665, que condujo a la clausura de la Universidad de Cambridge, apenas con  23 años, Newton comprendió que la fuerza responsable de la caída de la manzana era la misma que obligaba a la Luna a girar alrededor de la Tierra: la gravitación universal. Alrededor de 1666 Newton tenía versiones tempranas de sus tres leyes de movimiento. Había descubierto también la ley que permitía calcular  la fuerza centrífuga de un cuerpo que se movía uniformemente en una trayectoria circular. Sin embargo, no tenía una correcta comprensión de la mecánica del movimiento circular.

La nueva idea de Newton de 1666 fue imaginar que la gravedad de la Tierra influenciaba a la Luna, contrarrestando su fuerza centrífuga.

 A partir de su ley de la fuerza centrífuga y de la tercera ley del movimiento planetario de Kepler, Newton dedujo la ley del cuadrado inverso. Pero estos progresos permanecían sin publicar hacia 1686, cuando Halley convenció a Newton de la necesidad de publicar un tratado completo de su nueva física y su aplicación a la astronomía. Un año después salía de la imprenta sus Philosophiae naturalis principia matemática.

La obra de Newton se destaca por haber erigido la Mecánica sobre la base de tres leyes básicas, capaces de resolver todos los casos de movimientos de cuerpos (macroscópicos) referidos a un sistema inercial de referencia. Para tener una idea del grado de validez de este núcleo teórico, para el caso macroscópico de bajas velocidades, bastará con saber que el diseño, control y corrección de las órbitas de los satélites terrestres y las naves cósmicas que el hombre utiliza en la actualidad, son realizados enteramente con arreglo a las predicciones de estas tres leyes. 

La resonancia alcanzada por sus Principia no ha sido igualada por ningún otro libro científico. Newton analizó el movimiento de los cuerpos en medios resistentes y no resistentes bajo la acción de fuerzas centrípetas.   Demostró además que los planetas eran atraídos hacia el Sol por una fuerza que varía con el cuadrado inverso de la distancia y generalizó que todos los cuerpos celestes se atraen mutuamente unos a otros.

Una generalización posterior condujo a Newton a la ley de la gravitación universal "... toda la materia atrae a toda la otra materia con una fuerza proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellos". La capacidad de su teoría de integrar una amplia variedad de fenómenos  tales como las órbitas excéntricas de los cometas, las mareas y sus variaciones, la precesión del eje de la Tierra, y la perturbación del movimiento de la Luna por la gravedad del Sol,  convertiría con el tiempo a Newton en una leyenda de las ciencias.

Sin embargo, en su época, sus teorías no fueron universalmente reconocidas y no pocos  científicos rechazaban la idea de la acción a distancia, y continuaban creyendo en la teoría del vórtice de Descartes, en la que las fuerzas funcionan a través del contacto. Para el propio Newton, esta concepción sólo fue admitida como una necesidad resultante de la observación. La  idea sobre los campos físicos, ejemplo de los cuales es el campo gravitatorio, y de su carácter objetivo, no había sido aún desarrollada.

La principal crítica a las ideas newtonianas se relaciona con su concepción del espacio y el tiempo como receptáculos vacíos en los cuales se mueven los cuerpos. Pero se necesitaron 218 años para que Einstein pusiera en la palestra sus ideas sobre el carácter relativo de estas formas de existencia de la materia con su Teoría de la Relatividad Especial, y luego con la Teoría General de la Relatividad, que le permitiría actualizar las concepciones sobre la gravitación universal.

 

Los matemáticos y

su Historia.

www.mat.usach.cl/

histmat/html/newt.html

Respecto a la personalidad de Newton, el genio  mostró un enfermizo recelo a la crítica que podrían recibir sus trabajos, motivo por el cual se retrasaba en publicar sus resultados. Ya con 45 años desde su cátedra universitaria se opuso a los designios del Rey Jacobo II  por convertir Cambridge en una institución católica. Esta posición le brindó relaciones con los dirigentes del régimen que sucedió a la Revolución Gloriosa de 1688, y ocupó durante los últimos 24 años de su vida la presidencia de la Royal Society. Sin embargo, desde 1693, tras sufrir una segunda depresión nerviosa, Newton se retiró de la investigación  y  solo intervino en la  controversia  con Leibnitz por la paternidad del cálculo infinitesimal. 

 

Robert Hooke (1635 – 1702), asistente de Boyle en Oxford, y primer director de experimentación de la Real Sociedad de Londres libró encendidas polémicas con Newton y con Huygens. Reclamó la prioridad y acusó de robo de sus ideas a Newton al publicar en 1672 su teoría de la luz, y reaccionó de igual manera al publicarse la primera edición de los Principia desatando una disputa sobre la paternidad de la ley de las fuerzas del cuadrado inverso. Newton respondió indignado eliminando toda referencia a Hooke en sus trabajos. Los historiadores han reconocido que, en todo caso, Hooke no supo convertir en teorías comprensivas sus ideas originales.

Procedencia de la imagen:

www.its.caltech.edu/~atomic/snowcrystals/earlyobs/micrographia.jpg

 

En la década del 60 construyó un microscopio perfeccionado con lámpara y condensador, gracias al cual fue el primero en descubrir la existencia de células en tejidos vegetales, que reporta ya en 1665 en una de las obras magistrales del siglo XVII,  Micrographia.

En esta obra Hooke aporta también nuevas ideas al repertorio de nociones químicas que construye el llamado grupo de Oxford alrededor de la naturaleza de los gases cuando considera el aire como una mezcla de partículas diferentes entre las cuales hay un tipo responsable de la combustión y otra clase que no se alteraba durante las reacciones químicas, y daba cuenta de la elasticidad observada.

En 1660 mientras trabajaba en los diseños de muelles de balance de relojes había descubierto un caso de la ley de Hooke.  Sin embargo, Hooke sólo anunció la ley general de elasticidad en su conferencia "De Resortes" dada en 1678.  

Imagen:www.scienceandsociety.co.uk/results.asp?image=10315096&

wwwflag=2&imagepos=27

 

 


Progresos en los fenómenos luminosos y nociones de electricidad

 

Según Newton, el primer desarrollo sugerente de la teoría del arco iris se debió al veneciano Marco Antonio de Dominis (1566- 1624). Dominis en 1611 publica en Venecia, un trabajo científico titulado: "Tractatus de radiis visus et lucis in vitris, perspectivis et iride",  en el cual admite que en cada gota de lluvia la luz sufre dos refracciones y una reflexión intermedia. El reconocimiento a este descubrimiento es atribuido más generalmente a Descartes.   Dominis, personalidad contradictoria formada en las Universidades de Padua y  Brescia,  escribió a  su salida de la Sociedad de Jesús,  virulentos ataques a las autoridades de Roma.

Luego de largos años de acusaciones y de perdones, finalmente, la Inquisición lo declara hereje y lo confina en el Castillo de San Angelo, donde muere. Su proceso continúa después de su muerte y a los pocos meses es ratificada su herejía, quemados sus restos y sus obras.
 

Como fue deslizado anteriormente, entre las conquistas en el campo de la óptica de este siglo se encuentra el descubrimiento, en 1621, de la ley de la refracción de la luz. El profesor de la Universidad de Leiden Willebrord van Roijen Snell encontró una relación característica entre el ángulo de incidencia y el ángulo de refracción.

Imagen:

http://www.molecularexpressions.com/optics/timeline/people/snell.html

La ley demuestra que cada sustancia tiene una relación de desviación específica, el índice de refracción.

A un mayor ángulo de refracción corresponde un mayor índice de refracción para una sustancia específica. Al morir en 1626, a la temprana edad de 46 años en Leiden, no podía imaginar que unos setenta años después se reconocería su descubrimiento y este hecho haría ingresar su nombre en los libros de óptica de cualquier fecha posterior.

En otro ámbito de su actividad investigativa Snell en 1617, al publicar “Eratosthenes Batavus”, describía la metodología de la triangulación para medir la Tierra con lo cual tejía las bases de la geodesia moderna.

 

Imagen:

http://www.faculty.fairfield.

edu/jmac/sj/scientists/

grimaldi.htm

 

Se ha afirmado que la obra del profesor jesuita Francesco M. Grimaldi (1613 - 1653)  atrajo a Newton al campo de la óptica.  En 1666 aparece publicada la obra “Física-matemática de la Luz” en la cual se sugiere la naturaleza ondulatoria de la luz  y se formulan  las bases geométricas para una teoría ondulatoria de la luz. Grimaldi se considera el descubridor de la difracción de la luz, fenómeno al cual le dio su nombre: división en fracciones. Ofrece con su estudio las bases para la posterior invención de la red de difracción, tarea conducida a principios del siglo XIX, por el óptico alemán Joseph von Fraunhofer (1787-1826) que impulsó el nacimiento de la espectroscopia. Fue la obra de Grimaldi la que atrajo a Newton a estudiar los fenómenos luminosos.

A Grimaldi corresponde también el mérito de ser el primero en nombrar los accidentes visibles de la Luna en 1651.  Con  Giovanni Batista Riccioli  (1598 - 1671) compuso un muy preciso selenógrafo, publicado en la obra de Riccioli  "Almagestum Novum",  la mejor descripción de la superficie lunar construida por el hombre hasta esa época. 

 

Imagen:

http://ecx.images-amazon.com/

images/I/51uEZk6WO2L._

SL500_AA280_.jpg

En 1669 el profesor de la Escuela de Medicina de la Universidad de Copenhague Erasmus Bartholin (1625 -1698) descubre el “insólito” fenómeno de la polarización de la luz al atravesar un cristal de espato de Islandia. En su “Experimenta crystalli Islandici disdiaclastici quibus mira & insolita refractio detegitur”  Bartholin describe la geometría de los cristales y la doble refracción que experimenta la luz a su paso.   Durante sus experimentos observó que, cuando los cristales del espato de Islandia son rotados sobre sus ejes, uno de las dos imágenes se mueve en un círculo alrededor de la otra, lo que constituye una fuerte evidencia de que los cristales dividen la luz en dos diferentes rayos.

Bartholin creía que el cristal tenía dos conjuntos de poros por donde el rayo de luz se dividía y se propagaba. Es también reconocido por su trabajo en la medicina en particular por la introducción de la quinina en la lucha contra la malaria.
 

Imagen:

http://www.amazon.fr/gp/

product/images/2100014005/

ref=dp_image_text_0?ie=

UTF8&n=301061&s=books

 

En 1676  Huygens regresó a la Haya y se afirma que entonces se sintió atraído por el estudio de la obra de Bartholin y el fenómeno de la doble polarización. También por entonces conoció de los trabajos de Römer que daban una velocidad aproximada para la luz determinada por la observación de las lunas de Júpiter, lo que confirmaba sus tesis de la finitud de la velocidad de la luz. Dos años más tarde publica en París su  Traité de la lumiere, en el cual considera  la   luz   como   la  propagación   de   un    movimiento ondulatorio en un medio sutil, el éter que llena todo el espacio y a partir de estos supuestos explica con éxito las leyes de la óptica geométrica. Huygens constató que una esfera de luz en expansión se comporta como si cada punto en el frente de onda fuera una nueva fuente de radiación de la misma frecuencia y fase. Al concebir la luz como ondas mecánicas, explica diferentes fenómenos ópticos entre los que se incluye la polarización de la luz.

 

//micro.magnet.fsu.edu/

optics/timeline/images/

newtonreflecting.jpg

Por su parte Newton, intentando perfeccionar el telescopio, había descubierto la dispersión de la luz  y construido el primer telescopio reflector en 1668. Su objetivo era eliminar el fenómeno de aberración cromática que experimentaban las imágenes captadas con el telescopio de refracción galileano y que alteraba el color de los fenómenos celestes observados.

Cuatro años más tarde presentó un informe en la Sociedad Real de Londres que contiene las bases de la teoría corpuscular de la luz. Se iniciaba pues uno de los grandes debates de la Física alrededor de la naturaleza corpuscular u ondulatoria de la luz para explicar los fenómenos ópticos.

 

Imagen:

http://cabalgandoaltigre.

wordpress.com/2008/10/24/

el-discurso-del-metodo-y-

ii-reglas-para-hallar-la-verdad/

Fermat no compartió con Descartes sus puntos de vista sobre óptica, publicados en "Dióptrica" como un apéndice a su Discurso del Método (1637).   A partir de la hipótesis de que  la luz viaja más rápidamente en el más denso  de los 2 medios involucrados, Descartes deduce la ley de refracción.   Muchos años después Fermat encontró la hipótesis cartesiana contradictoria con el principio  aristotélico de que en la naturaleza, el camino más corto se toma siempre. Con esta idea en la mente y a través del uso de su método para determinar mínimos y máximos, Fermat estableció en 1658 lo que normalmente  describe como el principio del tiempo mínimo.  De esta máxima pueden deducirse la ley de refracción y la ley de reflexión de la luz.

 

Imagen:

http://people.clarkson.edu/

%7Eekatz/scientists/

cabeo.html

Los estudios sobre la electricidad en este siglo encontraron, a  29 años de la publicación de “De Magnete”,  una relativa continuidad con los trabajos del jesuita italiano Niccolo Cabeo (1596 – 1650).  En su obra "Philosophia magnetica" publicado en 1629, se describen  observaciones de que los cuerpos cargados eléctricamente podían atraer a objetos no electrificados y, también, notó que dos objetos cargados se repelen. Estos efectos eléctricos se atribuyeron a la liberación por el cuerpo electrificado por frotamiento de un efluvio que desplaza al aire alrededor del objeto ligero provocando su aproximación.  La repulsión no es vista como una nueva fuerza creada sino, simplemente, como la reocupación del aire original del espacio entre los cuerpos que separa al objeto ligero. La comprobación experimental de estas hipótesis debió esperar por mecanismos de creación de un vacío relativo.

 

Imagen:  

http://www.sciencemuseum.

org.uk/objects/vacuum

_technology/1960-96.aspx

Y esto sólo ocurrió cuando el grupo de Oxford, encabezado por Boyle,  investigaba diversos fenómenos con el vacío. Desde 1659 se acredita al célebre innovador Hooke la construcción de la bomba de vacío que perfeccionó la inventada por von Guericke en 1647. En la imagen se ofrece una reconstrucción moderna del diseño de Hooke-Boyle en el Museo de la Ciencia Británica.

Con ayuda de esta bomba Boyle obtiene los resultados que publica en 1675 en su libro “Experiments and Notes about the Mechanical Origine or Production of Electricity” y que demuestran  que los fenómenos eléctricos eran igualmente observables en sistemas a presiones reducidas, rechazando así el efecto puramente mecánico del efluvio eléctrico de Cabeo.

 

 Boyle descubre también que el sonido no se transmite en el vacío y que el aire es necesario para sostener la llama de una vela.  El enrarecimiento del aire va a continuar promoviendo en los años siguientes nuevos descubrimientos.

 

Pero, por los tiempos que Boyle investigaba estos efectos, precisamente, el ya mencionado inventor de la bomba de vacío Otto von Guericke, no solo construyó la primera máquina que producía electricidad por fricción en 1672, sino que descubrió la atracción y la repulsión de cuerpos cargados por la electricidad así producida. Su máquina eléctrica consistió en una esfera de azufre montada sobre un eje de hierro que, en cierto modo, imitaba la rotación de la Tierra.

Cuando esta esfera se rotaba y frotaba con la mano manifestaba reacciones eléctricas, es decir,  toda suerte de pequeños fragmentos, como hojas de papel, oro o plata, se veían atraídos por el globo de azufre. Esta acción se observaba también con gotas de agua o el humo que pasaran cerca de la esfera. Hasta la invención de esta máquina nadie había observado la transferencia de electricidad de un cuerpo a otro.  Sus experimentos demostraron que conectando a un globo de azufre electrificado un hilo de lino se ejerce su virtud eléctrica atractiva sobre un cuerpo. Además, Guericke reporta que la bola de azufre en la oscuridad, cuando era enérgicamente frotada, se hacía luminosa. Von Guericke, a diferencia de Cabeo,   reconoció la repulsión como "una virtud expulsiva".  Y estuvo a punto de describir la descarga eléctrica de los cuerpos cargados por contacto con algún otro objeto,  al apreciar que cuando esto ocurre, el objeto se siente re-atraído por el cuerpo electrificado.  Sus experimentos con el globo de azufre y una pluma revelan que una conexión existe entre la virtud expulsiva y el aire caliente procedente de una vela pues, al pasar la pluma a unas pulgadas del foco caliente, la conducta de la pluma cambia súbitamente y vuela hacia el globo en "búsqueda de protección", como si la virtud expulsiva fuera disipada.

Da la impresión de que el propio Guericke no aprecia la trascendencia de sus descubrimientos, al no continuar profundizando sobre estos hechos y desviar su atención hacia otros campos de la investigación.

 

Los métodos cuantitativos penetran los ámbitos de la Química y la Biología.

 


En el terreno de la Química el siglo XVII marca el inicio de la introducción de la balanza para estudiar las transformaciones químicas, el renacer de un atomismo hipotético, un cambio en el centro de interés del tipo de sustancias objeto de estudio desde los minerales y metales hacia los vapores  o espíritus, el nacimiento de instituciones dónde se enseñaban elementos de Química y en consecuencia la aparición de los primeros textos clásicos que pretendieron sistematizar los conocimientos teóricos y prácticos sobre esta disciplina. En la región fronteriza entre la física y la química se van dando los primeros pasos hacia una comprensión de la naturaleza del calor y la máxima copernicana de "medir todo lo que es mesurable y pretender hacer mesurable lo que por ahora no lo es" va penetrando el pensamiento y la acción de los que investigan en este campo. Es por supuesto esta centuria todavía escenario histórico para la coexistencia de la alquimia, la iatroquímica y acaso los primeros pasos balbuceantes de una química para la industria.   

 

Imagen:

A la izquierda el termoscopio

de aire de Galileo.

En la figura 2 se representa el termómetro de líquido

(agua y alcohol los primeros).

http://www.uh.edu/engines/

italther.jpg

El filósofo inglés Francis Bacon (1561 – 1626) por vez primera sienta la hipótesis de que el calor está asociado al movimiento interno de las partículas diminutas constituyentes de los cuerpos. Para arribar a la misma, se basó en la observación común de que el martilleo sobre una lámina de metal produce su calentamiento.

Otra suposición engendrada a principios de siglo (1613) era defendida por Galilei, al considerar el calor como sustancia, cuerpo o fluido termógeno, que no se produce ni se elimina, solo se redistribuye entre los cuerpos.  Anteriormente  había inventado el termoscopio (1592), instrumento simple e inexacto, pero con el cual había dado nacimiento a la termometría y por consiguiente a la termodinámica.  Fueron precisamente sus discípulos, los académicos florentinos, los que convierten el instrumento de Galileo en el termómetro de líquido, llenado al principio con agua, luego con alcohol y, por fin, ya en el siguiente siglo, con mercurio.

Los estudios conducidos en Florencia demostraron que la lectura dada por un termómetro para la temperatura de mezclas de agua y hielo es siempre la misma.

 La práctica indicaba que existían estados con temperaturas constantes, pero el desarrollo de una escala termométrica debió esperar por los trabajos del discípulo del gran químico holandés Hermann Boerhaave, el físico alemán Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736), en las primeras décadas del XVIII.
 

Imagen: Sylvius

http://www.research.leiden.

edu/famous/sylvius.html

Asombra que un anatomista como Franciscus Sylvius (1614 –1672) haya abordado la investigación del calor liberado cuando se mezcla un ácido con alambres de hierro, dando los primeros pasos de la termoquímica desarrollada en el siguiente siglo por el británico Joseph Black (1728 – 1799), convirtiéndose así en uno de los fundadores de la tradición forjada en la Universidad de Leiden.  Su magisterio se exalta con la labor de mentor de Burchard de Volder (1643-1709), un entusiasta seguidor de Boyle, que fundó el primer laboratorio de Física de Leiden y que influye notablemente en el célebre profesor  holandés Hermann Boerhaave (1668-1738).

 

Imagen:

http://www.phil-fak.uni-duesseldorf.de/philo/

galerie/neuzeit/senner.htm

Antes que Descartes fertilizara la línea de pensamiento atomística que pretendiera explicar el comportamiento externo de la sustancia en función de la forma de las partículas diminutas que la constituyen, el químico holandés Daniel Sennert (1572-1637) defendía la existencia de partículas elementales a las cuales llamó mínimas, e intentó interpretar diferentes transformaciones físico- químicas como las condensaciones y destilaciones a partir de las mínimas. Su contemporáneo Joachim Jungius (1587-1657), consideraba igualmente que numerosas transformaciones implicaban el cambio de los átomos y, poco después, el autodidacta italiano de Química y Medicina Angelo Sala (1576 –1637), atribuye a los corpúsculos función esencial en las transformaciones, considerando la fermentación como una reagrupación de partículas elementales que conducía a la formación de nuevas sustancias.

   

 

Imagen:

Los matemáticos

y su Historia. www.mat.usach.cl/histmat/

html/boyl.html

La fecundidad de la obra del químico físico irlandés Robert Boyle se refleja en la diversidad de campos que abordó y sus numerosas publicaciones.

Si en el libro "Origen de formas y características según la filosofía corpuscular", publicada en 1666, el autor desarrolla de modo brillante para la época el atomismo de sus predecesores y postula la existencia de partículas de materia primaria que se combinan de diversas maneras para formar lo que él llamó corpúsculos, de cuyo movimiento y estructura se derivaban todos los fenómenos observables, su más conocida contribución a las ciencias, es la llamada ley de Boyle – Mariotte,  ley de compresibilidad de los gases, publicada en 1662 en la segunda edición de su obra "Elasticidad y peso del aire" y descubierta de manera independiente y hacia la misma fecha por el físico francés Edme Mariotte (1620-1684). 

 

Imagen:

http://campus.udayton.edu/

~hume/Boyle/boyle.htm

En el balance del XVII hay que reconocer que Boyle fue una de las figuras centrales en el proceso de demolición del entramado alquimista,  en  el conocimiento de las relaciones entre las sustancias, en el fortalecimiento de la práctica de introducir la balanza en el examen de los fenómenos químicos, y en la reevaluación del papel del aire, a la luz de su participación en los importantes procesos de combustión y de respiración. Su libro "The Sceptical Chemist" publicado en Londres en 1656 es algo más que la omisión del prefijo de origen árabe que marcó toda una época, es el replanteamiento definitivo de los objetivos de la Química.  Su trabajo estuvo dirigido a refundarla como una ciencia que aplicara la matemática y fuera basada en leyes que explicara el comportamiento experimental de las sustancias.

 

Resumamos sus principales estudios:

  • Investiga la reacción de calcinación de los metales demostrando el aumento en peso del producto (cal) se explica admitiendo la adhesión de partículas de fuego ponderable.

  • Hacia la mitad del siglo emprende el estudio de los ácidos y utiliza los primeros indicadores de la acidez mediante el empleo de extractos de plantas que alteran su color en dependencia de la acidez (los primeros indicadores) llegando a establecer las diferencias entre soluciones ácidas y alcalinas. 

  • Corre el 1665 cuando demuestra empleando una bomba de vacío que una vela no arde en el vacío y los animales no pueden vivir sin el aire, lo que traducido al pensamiento teórico origina el criterio de que la respiración y la combustión son dos fenómenos similares.  

  • En la década de los setenta dedica sus últimas energías como investigador al estudio de las propiedades y los métodos de preparación del tercer no metal conocido hasta esa época, que había sido descubierto casualmente en 1669 por el último alquimista, Henning Brand (¿ – 169? ) calcinando los residuos de la destilación de la orina: el enigmático polvo luminiscente llamado fósforo.  Los resultados de este trabajo los entregó en sobre lacrado en la Sociedad Real de Londres, de la cual fue fundador, con la encomienda de que fuera publicado sólo después de su muerte.

Su actuación como figura central del llamado grupo de Oxford integrado además por Hooke y el médico y fisiólogo inglés John Mayow (1641-1679) alienta el objetivo de descifrar  el papel del aire en fenómenos aparentemente distantes, como la combustión de materias orgánicas, la oxidación de metales y la respiración.  Por su parte, Mayow  suma nuevas evidencias, perfeccionando las experiencias neumáticas de Boyle, de que el aire es una mezcla de componentes y que en la respiración, al igual que en la combustión, sólo participa una parte de él.

 

Procedencia de la imagen:

mattson.creighton.edu/

History_Gas_Chemistry/

van%20Helmont

 

En la línea de medir los cambios en la masa newtoniana durante las reacciones químicas aparece un personaje que es, para muchos, el más auténtico protagonista del período de transición de la alquimia hacia la química, el médico y químico-físico flamenco Johannes Baptiste van Helmont (1577 –1644).  Fue también un pionero en el rechazo a la visión alquimista de la transmutación del hierro en cobre al depositarse una capa de cobre cuando un clavo era introducido en una solución de azul de vitriolo. Con el estudio de la disolución de los metales en los tres ácidos minerales y su posible recuperación por la acción de un segundo metal, van Helmont estaba pavimentando el camino hacia las series de afinidades de las sustancias, según su comportamiento en las reacciones de sustitución, emprendido a principios del siguiente siglo por el químico francés Etienne Francois Geoffroy (1672 – 1731).

Otro mérito que con justeza archiva Van Helmont es ser considerado como el padre de la química pneumática. Supo enfrascarse antes que cualquier otro en la penosa tarea de atrapar las sustancias  escurridizas que se escapan en numerosas transformaciones a las cuales bautizó con el término de gases, derivado del griego "chaos". Y esto ocurrió antes de que el botánico y químico inglés Stephen Hales  (1677-1761) hiciera a principios del XVIII esa contribución esencial para el estudio de la química de los gases que fuera la invención de la cuba neumática para recoger los gases poco solubles en agua. Su concepción de los gases como “chaos” o como espíritus indomables emerge de sus numerosos estudios sobre diferentes transformaciones que conducidas en recipientes cerrados al liberar productos gaseosos dan lugar a violentas explosiones. Examínese el listado de reacciones investigadas por van Helmont: la carbonización de la materia orgánica, la fermentación, la acción de los ácidos sobre carbonatos y  metales, la quema del azufre y se comprenderá que tenía presente "espíritus desvastadores", como el dióxido de carbono (al cual identificó y nombró como gas silvestre), el hidrógeno, el metano y óxidos de nitrógeno y de azufre.

Van Helmont es un apasionado defensor de que la naturaleza debía investigarse por los naturalistas y no ser interpretada por los sacerdotes. La célebre Universidad de Lovaina donde recibió su enciclopédica formación consideró sus ideas como herejía y presentó la correspondiente acusación ante la Santa Inquisición. Condenado a tres años de prisión, luego de ser liberado sufre un  régimen de arresto domiciliario y la prohibición de publicar sus trabajos sin previa autorización de la Iglesia.

 

Imagen:

http://www.nationmaster.

com/encyclopedia/Image:

Instruments-lavoisier.jpg

 

Este afán por introducir la balanza, adelantándose casi un siglo a las prácticas de la experimentación cuantitativa de la Escuela Francesa liderada por Lavoisier, fue compartida por Van Helmont y el  francés Jean Rey (1583-1645). Médico, graduado en la Universidad de Montpellier (fundada en 1220),   Rey es considerado entre los pioneros de la química cuantitativa. Ya en 1630, en sus "Essais sur la recherche de la cause pour laquelle l'étain et le plomb augmentent de poids quand on les calcine" (Ensayos sobre la búsqueda de la razón por la que los pesos del  estaño y plomo aumentan cuando son calcinados) nos lega una primera formulación sobre la ley de conservación de la masa.

Entonces escribe: "la pesantez está tan íntimamente relacionada con la materia básica de los elementos que estos cuando cambian de unos en otros, siempre mantienen el mismo peso". Rey creyó firmemente que el «aumento» limitado y definido del peso, que había observado en el caso de las cenizas del plomo y del estaño, podía provenir solamente del aire que, según él, se mezclaba con las cenizas y se adhería a sus más pequeñas partículas. Van Helmont y Rey "rozaron" la fomulación de la ley de conservación la masa enunciada más de un siglo después por el químico ruso Mijaíl Vasílievich Lomonósov (1711-1765).

 

Imagen:

archives04.free.fr/

lemery1.jpg

El médico Jean Beguin (1550 -1620) puede considerarse un fundador de la tradición química francesa, pues sus lecciones públicas sobre alquimia y iatroquímica en París y la apertura de un laboratorio dónde enseñaba preparaciones farmacéuticas alcanzaron un nivel popular. En 1610 Begin escribió el primer verdadero texto de Química (Tyrocinium Chymicum) que llegó a ser un modelo para posteriores libros con su división de preparaciones minerales, animales y vegetales. Este texto fue reimpreso a través de todo el siglo y a menudo los editores le insertaron adiciones y comentarios de actualización.

La revocación en 1685 del Edicto de Dantes que otorgaba la libertad religiosa parcial a los hugonotes (protestantes franceses), deparó un destino semejante a dos de los más célebres boticarios, precursores de la toxicología, y fundadores de la enseñanza de la química. Maestro y discípulo, Moyse Charas (1619-1698) y Nicolás Lemery (1645-1715) conocieron ambos de la privación de sus derechos profesionales, de la confiscación de sus bienes y del obligado destierro a Inglaterra. Su renuncia a la fe protestante y "conversión" forzosa al catolicismo le permitieron la restitución de su posición social en el país que los vio nacer, la gran Francia. A más de un siglo de la noche de San Bartolomé la intolerancia religiosa volvía a aparecer en el escenario del viejo continente.

 

Johann Rudolph Glauber  (1604 – 1668) fue el más eminente representante de una naciente tendencia en el campo de la experimentación que, relacionada con el desarrollo de la manufactura, centraba su interés en mejorar los procedimientos para obtener sustancias de aplicación práctica como los salitres, ácidos, bases y colorantes.

Por este camino  elaboró un nuevo método para producir los ácidos clorhídrico y nítrico y de paso aisló un producto  que exhibía una fuerte acción laxativa.

El sulfato de sodio, conocido en la Farmacopea como sal de Glauber, llega hasta nuestros días. 

Glauber publicó en Holanda hacia la mitad del siglo su obra "Furni Novi Philosophici" (en la imagen se representa un dibujo de su libro que aparece en http://epa.oszk.hu/01200/01245/00033/images_0701/na3.jpg)  con la descripción de sistemas y procesos aplicados en hornos y más tarde en Alemania  "Pharmacopea Spagyruca" destinado a la producción de productos iatroquímicos. 

Procedencia de imagen:

Histoire de la Chimie

histoirechimie.free.fr/

Lien/GLAUBER.htm

La obra de Glauber demuestra que en todo un primer período de desarrollo de la Química solo como tendencia puede hablarse de químicos prácticos y teóricos. Sus trabajos sobre las sales representan una importante aportación teórica ya que llega a la conclusión de que las sales poseen una parte derivada de los ácidos y otras de las "tierras del metal" (los óxidos). De tales estudios irrumpe una invención de gran importancia práctica: se obtiene el ácido nítrico por la reacción del ácido sulfúrico con el nitrato de potasio.   También demuestra que las sales naturales podían reaccionar con otras para producir nuevas sales, el fenómeno conocido como doble descomposición.


 

 

Imagen:

www.kp.sik.si/1027.jpg

 

 

En el otro extremo de la cuerda, en el ámbito de la Biología, los métodos cuantitativos y experimentales de la Mecánica no dejarían de tener una notable resonancia. No sorprende que fueran Padua y Bolonia los escenarios desde donde se iniciara este movimiento, como tampoco, que fuera la Medicina la disciplina escogida por la historia para producir esta nueva orientación.

Correspondió a Santoro Santorio (1561-1635), en la Universidad de Padua, ser el primero en inscribir en la Medicina el precepto del padre de la nueva Mecánica, el pisano Galilei, "medir todo lo que sea medible", cuando  introduce en la práctica médica instrumentos de medición como la primera versión del medidor del pulso (pulsilogium) sobre la base de la longitud del péndulo que se hacia isocrónico con las pulsaciones cardíacas, o versiones apropiadas del termoscopio galileano para la medición de la temperatura  de los pacientes en la mano, la boca o en el aire exhalado.

 

Imagen:

The secretive Hahnemann         www.homeoint.org/

morrell/articles/esoteric.htm

En 1602, se doctoraba en Padua, centro promotor de la revolución anatómica del siglo XVI, un joven médico inglés, graduado en Cambridge, de nombre William Harvey (1578-1657).

26 años después publica "De motus cordis", donde concluye que, tanto en el hombre como en los animales, la sangre es mantenida en un circuito con un tipo de movimiento circular incesante, y que ésta es una actividad o función del corazón, que lleva a cabo por medio de su pulsación, y que en suma constituye la única razón para ese movimiento pulsátil.

Se abría paso una Revolución en la Fisiología que se apartaba de los designios sobrenaturales atribuidos a los procesos vitales y en particular al corazón.

 

Imagen:

micro.magnet.fsu.edu/

optics/timeline/people/

antiqueimages/malpighi.jpg

 

El año de la publicación del descubrimiento de Harvey nacía el fisiólogo italiano Marcello Malphigi (1628-1694). Malpighi introduce el microscopio de Hooke para realizar observaciones de los tejidos y ello le permite, al tiempo que inaugura la Anatomía Microscópica, descubrir en 1661 la red de capilares pulmonares que conectan las venas con las arterias, y que vienen a explicar el vacío dejado por Harvey en la explicación del ciclo circulatorio. No es Malpighi un representante aislado de los cambios generados por la matriz de la época, a partir de ahora los planteamientos y soluciones de los problemas de esta disciplina se apoyan cada vez más en los logros de la Mecánica, de la Física y de la Química apartándose de explicaciones basadas en tendencias esenciales o en designios sobrenaturales.

 

Imagen:

http://micro.magnet.fsu.

edu/optics/timeline/

people/borelli.html

 

El profesor pisano Giovanni Borelli  (1608-1679) se dedicó a preservar y hacer avanzar la tradición galileana en el ámbito de la fisiología. Borelli es particularmente recordado por sus investigaciones microscópicas de las células de los glóbulos rojos y sus observaciones precisas de la regularidad en el movimiento de las estomas en las plantas. Su más famoso trabajo,  "Sobre el movimiento de los animales",  que no llega a ver publicado, sale de imprenta  en  dos partes  entre 1680 y 1681, y,  en  esta  obra, expone sus estudios fisiológicos basados en sólidos principios mecánicos que incluye el análisis del movimiento de los músculos, una ilustración matemática del salto y la carrera, y una explicación que anticipa las causas  de la fatiga muscular y  del dolor. Se considera el  padre de la biomecánica.

 


 

BIBLIOGRAFÍA

Altshuler José (2003): A propósito de Galileo. Editorial Gente Nueva. La Habana.

Barattin Luisa (2000): Galileo Galilei. Institute and Museum of the History of Science of Florence, Italy. Consultado: 08/07/05. http://galileo.imss.firenze.it/museo/4/index.html

Blatchley R., Shepelavy J (1992): Robert Boyle: Mighty Chemist.  History of Chemistry. Woodrow Wilson Summer Institute. Consultado: 18/08/05 http://www.woodrow.org/teachers/chemistry/institutes/1992/Boyle.html 

Charbonneau Paul (2008): Great Moments in the History of Solar Physics. Grupo de Astrofísica. Universidad de Montreal. Canada.

http://www.astro.umontreal.ca/~paulchar/history.html

Collections thématiques Gallica (2003):  La création des académies et des périodiques. Les sciences au XVIIe siècle. Gallica, la Bibliothèque numerique: Bibliothèque Nationale de France. Consultado: 06/11/05 http://gallica.bnf.fr/themes/SciXVII.htm

Davidson Michael W. (2003): Pioneers in Optics.  Timeline in Optics. Florida State University. Consultado: 06/05/05. http://micro.magnet.fsu.edu/optics/timeline/people/index.html

Giovanni Borelli; Pierre de Fermat; Christiaan Huygens; Hans Lippershey; Marcello Malphigi; Ole Christensen Roemer ; Willebrord Snell.  

De la Selva, Teresa (1993): III. En donde se ve que, en 1690, Mecánica y Astronomía van delante de la Química. Fondo de Cultura Económica. México. Consultado: 06/07/05  http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/118/htm/alquimia.htm 

Díaz Pazos Patricio (2002): Biografías. A Horcajadas en el Tiempo. Consultado: 27/07/05

William Herschel http://www.astrocosmo.cl/biografi/b-w_herschel.htm

Christian Huygens http://www.astrocosmo.cl/biografi/b-c_huygens.htm

Johannes Kepler. http://www.astrocosmo.cl/biografi/b-j_kepler.htm

Gottfried Wilhelm von Leibniz. http://www.astrocosmo.cl/biografi/b-g_leibniz.htm

Enciclopedia Encarta (2005): 5. Avances en el siglo XVII. Matemáticas.  

Encyclopædia Britannica (2002): Bacon, Francis, Viscount Saint Alban , Baron of Verulam . http://www.britannica.com/eb/article?eu=114746

Escohotado Antonio (2006): 3. Kepler. Tema XII. La Cosmología Renacentista. Génesis y evolución del análisis científico. Consultado: 15/08/06

http://www.escohotado.com/genesisyevoluciondelanalisiscientifico/tema12.htm

Idem: 1. Proyectiles y otros graves. 2. El genio de Pisa. Tema XIII. La Ciencia Nueva. Génesis y evolución del análisis científico. http://www.escohotado.com/genesisyevoluciondelanalisiscientifico/tema13.htm

Ibidem: 1.El atomismo. 2. Los principios matemáticos de la Filosofía Natural. Tema XV. La visión newtoniana del mundo. Génesis y evolución del análisis científico.

http://www.escohotado.com/genesisyevoluciondelanalisiscientifico/tema13.htm 

Histoire de la Chimie (2003): De l'Alchimie à la Chimie de la Renaissance Au XVIIIe siècle. Resumen de los cursos ofrecidos por el profesor Georges Bram de la  Facultad de Ciencias de París Sud - Orsay.  url: http://histoirechimie.free.fr/chapit03.htm

Kuznietzov B.G. (1962): Los principios fundamentales de la Física de Newton. 193 – 205. Las ideas básicas de la Física: ensayos sobre su desarrollo. Ediciones Pueblos Unidos. Montevideo.

Hormigón M. y Ausejo E. (2002): Historia de las Ciencias y las Técnicas. Cronología. IV Revolución Científica S XV – XVII. Universidad de Zaragoza. Consultado: 06/07/06 http://www.campus-oei.org/salactsi/historia4.htm

Hume Brad D. (2004): Chronology of the History of Science. Department of History. University of Dayton. http://campus.udayton.edu/~hume/Boyle/boyle.htm

Lienhard John (1998): Engines of Our Ingenuity. University of Houston. USA.

Huygens clock. http://www.uh.edu/engines/epi1329.htm

thermoscope. http://www.uh.edu/engines/italther.jpg

Atlas. http://www.uh.edu/engines/atlas3.jpg

 

MacDonell Joseph (2005): Jesuit Scientists. Mathematics Department. Fairfield University. Connecticut. USA.

http://www.faculty.fairfield.edu/jmac/sjscient.htm

Scheiner. http://www.faculty.fairfield.edu/jmac/sj/scientists/scheiner.htm

Ricciol. http://www.faculty.fairfield.edu/jmac/sj/scientists/scientists/riccioli.htm

Grimald. http://www.faculty.fairfield.edu/jmac/sj/scientists/grimaldi.htm

 

O'Connor J. J., Robertson E. F. (2000): School of Mathematics and Statistics. University of St Andrew. Scotland. Consultado: 26/07/06

Mathematicians born from 1500 to  1599

Napier, Galilei, Kepler, Oughtred, Jungius, Gassendi, Descartes, Harriot  

http://www-history.mcs.st-andrews.ac.uk/Indexes/1500_1599.html

Mathematicians born from 1600 to  1649.   Bartholin, Boyle, Hooke, Horrocks, Huygens, Leibniz, Newton, Pascal, Torricelli, Wallis.  http://www-history.mcs.st-andrews.ac.uk/Indexes/1600_1649.html

Mathematicians born from 1650 to 1699.

Halley. http://www-history.mcs.st-andrews.ac.uk/Indexes/1650_1699.html

Pérez Tamayo Ruy (1998): II.4 William Harvey. II. Los científicos de la Revolución Científica: Vesalio, Galileo, Harvey, Newton, Hooke y Leibniz. ¿Existe el método científico? El Colegio Nacional y el Fondo de Cultura Económica. México. Consultado: 26/11/05. http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/161/html/sec_14.html

The Royal Society (2000):  History of the Royal Society. Consultado: 02/08/05 http://www.royalsoc.ac.uk/royalsoc/index.html

Universidad Católica de Chile (2004): IX. Medicina del Barroco. Apuntes de Historia de la Medicina. Escuela de Medicina. Pontificia. Universidad Católica de Chile. Consultado: 16/08/05

http://escuela.med.puc.cl/publ/HistoriaMedicina/Indice.html

http://escuela.med.puc.cl/paginas/publicaciones/HistoriaMedicina/HistMed_10.html 

 

Vega Miche Rebeca (2005): Siglos XVI y XVII. Historia de la Química. Facultad de Química de la Universidad de la Habana. Consultado: 06/11/05

http://www.fq.uh.cu/fich.php?id=12&in_id=4

Verdugo Pamela (1997): Los matemáticos y su Historia. Universidad de Santiago de Chile. Consultado: 14/08/05. http://www.mat.usach.cl/histmat/html/desc.html

Westfall Richard S. (1995): Catalog of the Scientific Community in the 16th and 17th Centuries. Consultado: 25/07/06     

Boyle, Boerhaave, Cabeo, David and Johannes Fabrici, Guericke, Harvey, Harriot, Hooke, Kepler, Lipperhey, Mayow, Marius, Mercator, Newton, Santorio, Sylvius, Viviani, Wren

 http://galileo.rice.edu/lib/catalog.html

http://galileo.rice.edu/Catalog/NewFiles/wren.html

http://galileo.rice.edu/sci/viviani.html

http://galileo.rice.edu/sci/lipperhey.html

http://galileo.rice.edu/sci/santorio.html

http://galileo.rice.edu/Catalog/NewFiles/cabeo.html

http://galileo.rice.edu/Catalog/NewFiles/helmont.html

 

Wilkins David (1997): Leibnitz. Mathematicians of the Seventeenth and Eighteenth centurias. Collection of online material relating to the History of Mathematics at the School of Mathematics, Trinity College, Dublin.

http://www.maths.tcd.ie/pub/HistMath/People/Leibniz/RouseBall/RB_Leibnitz.html

 

Williams S. Henry, Williams H. Edward (1904): A History of Science, vol II.  Consultado: 12/10/07

Chapter VIII. Medicine in the sixteenth and seventeenth centuries. 

Chapter X.    The successors of Galileo in Physical Science.  

Chapter XII. Newton and the Law of Gravitation.   

Chapter XIII. Instruments of precision in the age of Newton.

Chapter XIV. Progress in electricity from Gilbert and Von Guericke to Franklin.

http://www.nalanda.nitc.ac.in/resources/english/etext-project/history/science/book2.section8.html

Zubov V.P. (1962): Los principios fundamentales de la Física de Newton. 193 – 205. Las ideas básicas de la Física: ensayos sobre su desarrollo. Ediciones Pueblos Unidos. Montevideo.

Actualizado: 21 de julio de 2009

©Universidad de Cienfuegos.

Cuba.

Página anterior

Subir al comienzo de la página

Página siguiente

Índice general