Durante el periodo helenístico las ciencias tal y como las entendemos hoy se independizaron de la filosofía, concepto éste que en la antigüedad comprendía todo el saber. Se constituyeron en materias autónomas, siendo favorecidas para su desarrollo por el mecenazgo gracias al cual fueron creadas aulas de investigación y museos como el de Alejandría, que comprendía observatorios, jardines botánicos y zoológicos, salas de medicina y disección, etc. Contribuyó también a este desarrollo la ampliación del mundo conocido.
El estudio de las matemáticas, sobre todo en Alejandría tuvo una importancia enorme no sólo por la materia en sí sino como aplicación al conocimiento del Universo. En el museo de Alejandría estudiaron, investigaron y enseñaron grandes sabios como Euclides (que fue solicitado por Ptolomeo I Sóter), que supo organizar todas las investigaciones precedentes y añadir las suyas propias, aplicando un método sistemático a partir de principios básicos. Euclides sentó las bases del saber matemático a partir de las cuales evolucionó dicha materia a través de los siglos hasta llegar a la reciente invención de las nuevas matemáticas.
En geometría el gran maestro en Pérgamo y en Alejandría fue Apolonio de Pérgamo. Ofreció la primera definición racional de las secciones cónicas. Arquímedes de Siracusa (287–212 a. C.) fue un gran matemático, interesado en el número π al que dio el valor de 3,1416. Se interesó también por la esfera, el cilindro y fundó la mecánica racional y la hidrostática. Estudió la mecánica práctica inventando máquinas de guerra, palancas y juguetes mecánicos. Su mejor invento práctico de uso inmediato fue el tornillo sin fin, utilizado en Egipto para las labores de irrigación. Sóstrato de Cnido, ingeniero y arqueólogo fue considerado como otro de los grandes sabios. Fue el constructor del faro de Alejandría.
El estudio de las matemáticas favoreció el conocimiento de la astronomía. Se despertó un nuevo interés científico por conocer la Tierra, su forma, su situación, su movimiento en el espacio. Eratóstenes de Cirene, bibliotecario de Alejandría creó la geografía matemática y fue capaz de medir la longitud del meridiano terrestre. Aristarco de Samos (310–230 a. C.) fue matemático y astrónomo y determinó las dimensiones del Sol y la Luna y sus respectivas distancias a la Tierra. Aseguró que el Sol estaba quieto y que era la Tierra quien se movía a su alrededor. Se le considera como el primer antecesor de Copérnico.
Hiparco de Nicea estaba dotado de un gran don de observación y desde su observatorio de Rodas pudo elaborar un gran mapa del cielo con más de 800 estrellas catalogadas y estudiadas por él. Gran conocedor de las teorías de los caldeos, comparó sus estudios con aquellos, descubriendo la precesión de los equinoccios. Hiparco sentó las bases de la trigonometría estableciendo la división del ángulo en 360 grados que dividió en minutos y segundos.
Posidonio de Apamea además de dedicarse a la filosofía fue un gran científico. Estudió el hasta entonces misterio de las mareas, explicando científicamente su existencia y su relación con la luna.
Algunas deficiencias
El sistema de notación de los números se hacía con la ayuda del alfabeto, así α era igual a 1, ι era igual a 10, ρ era igual a 100. Si escribían ρια, estaban escribiendo el número 111. Este sistema dificultaba mucho el manejo de las matemáticas. En el siglo III a. C. Diofanto aportó una notación algebraica que fue buena pero que todavía resultó insuficiente. Otra deficiencia era la gran carencia de instrumentos de observación para las ciencias naturales. Pese a todo esto, la humanidad llegó hasta el Renacimiento utilizando y valiéndose de los grandes inventos y descubrimientos de los sabios helenísticos, sobre todo de los procedentes de Alejandría, Pérgamo y Rodas.
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