Nicolás Copérnico, La Ciencia Occidental y Las Culturas Antiguas

 

¿Qué tuvo qué hacer Copérnico para convertirse en el científico más importante de todos los tiempos?

Nicolás Copérnico, publicó en su lecho de muerte "Sobre las revoluciones de las Esferas Celestiales." El historiador de la ciencia Thomas Kuhn llamó al logro del astrónomo de origen polaco la "Revolución Copernicana". Dicho logro representó el rompimiento final con la Edad Media, un rompimiento de la religión con la ciencia, y del dogma con el secularismo ilustrado.

En la escuela aprendimos que en el siglo XVI, Copérnico reformó el sistema solar, colocando al sol, en lugar de la tierra, en su centro, corrigiendo el trabajo del astrónomo griego del siglo II Ptolomeo. Al construir su sistema heliocéntrico, Copérnico puso un muro de fuego entre Occidente y Oriente, entre una cultura científica y una cultura anclada en la magia y la superstición.

Copérnico hizo más que cambiar el centro del sistema solar de la tierra al sol. El cambio es importante en sí mismo, pero matemáticamente es trivial. Otras culturas lo habían sugerido. Doscientos años antes de Pitágoras, los filósofos del norte de la India habían entendido que la gravitación mantuvo unido el sistema solar, y que por lo tanto el sol, el objeto más grande, tenía que estar en su centro. El antiguo astrónomo griego Aristarco de Samos había puesto en marcha un sistema heliocéntrico en el siglo III a.C. Los mayas habían postulado un sistema solar heliocéntrico hacia el año 1000 d.C. La tarea de Copérnico era mayor. Tenía que reparar los defectos de las matemáticas del sistema Ptolemaico.

Ptolomeo tenía problemas más allá del hecho de que eligió el camino equivocado como punto de giro. En eso, se adhería a las creencias aristotélicas. Aún no se había descubierto una teoría viable de la gravitación universal. Así, obstaculizado, Ptolomeo intentó explicar matemáticamente lo que él vio desde su posición ventajosa en Alejandría: varios cuerpos celestes moviéndose alrededor de la tierra. Esto presentaba problemas.

Marte, por ejemplo, mientras viaja por nuestro cielo, tiene el hábito, como otros planetas, de a veces invertir su dirección. Lo que está sucediendo es simple: la Tierra supera a Marte mientras ambos planetas orbitan alrededor del Sol, como un automóvil pasando a otro. ¿Cómo se explica esto en un universo geocéntrico? Ptolomeo ideó el concepto de los epicíclos, los círculos en la parte superior de los círculos. Visualiza una noria (rueda de la fortuna) girando alrededor de un cubo. Los coches de pasajeros también pueden girar alrededor de ejes conectados al perímetro exterior de la rueda. Imagina los coches constantemente girando 360 grados mientras la noria también gira. Visto desde un punto en el coche parece moverse hacia atrás en ocasiones mientras que también se mueve hacia adelante con el movimiento de la rueda.

Ptolomeo estableció los planetas superiores en una serie de esferas, la más importante era la esfera "deferente", que llevaba el epicentro. Esta esfera no era concéntrica con el centro de la Tierra. Se movía a una velocidad uniforme, pero esa velocidad no fue medida alrededor de su propio centro, ni alrededor del centro de la tierra, sino alrededor de un punto que Ptolomeo llamó el "centro del ecualizador de movimiento", que más tarde se llamaría el "Equivalente". Este punto estaba a la misma distancia del centro del deferente como la distancia del centro del deferente de la tierra, pero en dirección opuesta. El resultado fue una esfera que se movía uniformemente alrededor de un eje que no pasaba por su propio centro, sino más bien, a través del ecuador.

La teoría es confusa. No hay un número de lecturas o construcciones que ayudé, porque el prototipo de Ptolomeo es físicamente imposible. A la falla se le conoce como el problema del ecuante, y aparentemente eludió a los griegos. El problema del ecuador no engañó a los árabes, y durante la Edad Media tardía los astrónomos islámicos crearon un número de teoremas que corregían Los defectos de Ptolomeo.

Copérnico se enfrentó al mismo problema del ecuante. El nacimiento de Isaac Newton estaba a un siglo de distancia, así que Copérnico, como Ptolomeo y los árabes antes que él, no tenían la gravedad para ayudarle a entender la situación. Por lo tanto, no cambió inmediatamente el sistema solar de geocentricidad a la heliocentricidad. En cambio, primero mejoró el Ptolemaico poniendo la vista de los cielos desde la Tierra en un sistema más sólido con base matemática. Sólo entonces Copérnico transportó todo el sistema desde su base centrada en la tierra hasta el sol. Esta fue una operación simple, requiriendo a Copérnico sólo para invertir la dirección del último vector que conecta la tierra con el sol. El resto de las matemáticas permanecieron igual. 

Se asumió que Copérnico fue capaz de armar este nuevo sistema planetario usando las matemáticas disponibles, que la Revolución Copernicana dependía de una nueva aplicación creativa de las obras clásicas griegas como Los Elementos de Euclides y el Almagro de Ptolomeo. Esta creencia comenzó a caerse a finales de los 50 cuando varios estudiosos, incluyendo a Otto Neugebauer, de la Universidad de Brown; Edward Kennedy, de la Universidad Americana de Beirut; Noel Swerdlow, de la Universidad de Chicago; y George Saliba, de la Universidad de Columbia, reexaminaron las matemáticas de Copérnico.

Descubrieron que para revolucionar la astronomía Copérnico necesitaba dos teoremas no desarrollados por los antiguos griegos. Neugebauer reflexionó sobre este problema: ¿Copérnico mismo construyó estos teoremas o los tomó prestados de alguna cultura no griega? Mientras tanto, Kennedy, trabajando en Beirut, descubrió documentos astronómicos escritos en árabe y fechados antes del año 1350. Los documentos contenían documentos desconocidos en geometría. Mientras visitaba los Estados Unidos, se los mostró a Neugebauer. 

Neugebauer reconoció inmediatamente el significado de los documentos. Contenían una geometría idéntica al modelo lunar del movimiento de Copérnico. El texto de Kennedy fue escrito por el astrónomo damasceno Ibn al-Shatir, que murió en 1375. Su obra contenía, entre otras cosas, un teorema empleado por Copérnico que fue originalmente ideado por otro astrónomo islámico, Nasir al-Din al-Tusi, que vivió unos 300 años antes de Copérnico.

La pareja Tusi, como se llama ahora el teorema, resuelve un problema de siglos de antigüedad que plagó a Ptolomeo y a otros antiguos astrónomos griegos: cómo el movimiento circular puede generar un movimiento lineal. Imaginen una gran esfera con una esfera de la mitad de su tamaño dentro de ella, la esfera más pequeña en contacto con la más grande en un solo punto. Si la esfera grande rota y la pequeña gira en la dirección opuesta al doble de esa velocidad, la pareja Tusi dicta que el punto original de tangencia oscilará hacia atrás y hacia adelante a lo largo del diámetro de la esfera mayor. Al establecer las esferas celestiales correctamente, este teorema explicaba cómo el epicentro podía moverse uniformemente alrededor del ecuador del deferente, y aún así oscilan hacia atrás y hacia el centro del deferente. Todo esto podría hacerse ahora posando esferas que se mueven uniformemente alrededor de ejes que pasaron por sus centros, evitando así los escollos de las configuraciones de Ptolomeo. Una analogía aproximada es un pistón de un motor de vapor, que se mueve hacia adelante y hacia atrás como una rueda que está girando.

Un segundo teorema que se encuentra en el sistema de Copérnico es el Urdi lemma, después de que el científico Mu'ayyad al-Din al-'Urdi, que lo propuso en algún momento antes de 1250. Simplemente dice que si dos líneas de igual longitud emergen de una línea recta en los mismos ángulos, ya sea interna o externamente, y están conectados arriba con otra línea recta, las dos líneas horizontales serán paralelas. Cuando los ángulos iguales son externos, las cuatro las líneas forman un paralelogramo. Copérnico no incluyó una prueba del Urdi lemma en su trabajo, probablemente porque la prueba ya había sido publicada por Mu'ayyad al-Din al-'Urdi. George Saliba de Columbia especula que Copérnico no le dio crédito porque los musulmanes no eran populares en la Europa del siglo XVI.

Tanto el lema Urdi como la pareja Tusi estan, en palabras de Saliba, "orgánicamente incrustados dentro de la astronomía [copernicana], tanto de modo que sería inconcebible extraerlos y aún así dejar el edificio matemático de la astronomía copernicana intacta". 

Saliba enfatiza que el plagio no es el problema aquí. Aquellos que han estado involucrados en un caso de plagio están probablemente familiarizados con la defensa estándar: ejecución independiente. Está es una defensa especialmente poderosa en las ciencias, en las que hay soluciones "correctas" e "incorrectas". Si el teorema de Copérnico se parece al de al-Tusi, quizás sea porque es la única respuesta correcta al problema.

Los editores de mapas a veces insertan islas ficticias u otras características en sus mapas para atrapar a los plagiarios. ¿Copérnico pidió prestado a al-Tusi el teorema sin darle crédito? No hay una prueba concluyente, pero es sospechoso que las matemáticas de Copérnico contienen detalles arbitrarios que son idénticos a los de de al-Tusi. Cualquier teorema geométrico tiene diversos puntos marcados con letras o números, a discreción del creador. El orden ylLa elección de los símbolos es arbitraria. El historiador científico alemán Willy Hartner observó que los puntos geométricos usados por Copérnico eran idénticos a la notación original de al-Tusi. Es decir, el punto etiquetado con el símbolo de alif de al-Tusi fue marcado con la A de Copérnico. El árabe ba fue marcado con una B, y así sucesivamente, cada etiqueta copernicana era el equivalente fonético del árabe. No sólo algunas de las etiquetas eran las mismas, casi todas eran idénticas.

Pero huboo una excepción. El punto que designa el centro del círculo más pequeño fue marcado como f por Copérnico. Era una z en el diagrama de Tusi. En la escritura árabe, sin embargo, una z a mano podría ser fácilmente confundida por una "f".

Johannes Kepler, que estiró las órbitas planetarias circulares de Copérnico en elipses más tarde en el siglo, se preguntó por qué Copérnico no había incluido una prueba para su segundo "nuevo" teorema, que era de hecho el Urdi lemma. La respuesta obvia ha eludido a la mayoría de los historiadores porque es demasiada comprometedora para nuestro orgullo occidental como para aceptarlo: las nuevas matemáticas en La Revolución Copernicana surgieron primero en las mentes islámicas, no en las europeas. Desde un punto de vista científico, no es importante si Copérnico era un plagiario. Las pruebas son circunstanciales, y ciertamente podría haber inventado los teoremas por su cuenta. No hay duda, sin embargo, dos astrónomos árabes lo hicieron primero. 

La ciencia occidental es nuestro mejor logro. ¿Alguna otra cultura, pasada o presente, presume de tener un edificio científico construido igualmente por Galileo, Newton, Leibniz, Lavoisier, Dalton, Faraday, Planck, Rutherford, Einstein, Heisenberg, Pauli, Watson y Crick? ¿Hay algo que en el pasado no  Occidental se compare con la actual biología molecular, la física de partículas, química, geología o tecnología? Hay poco debate. La única pregunta es de dónde vino esta ciencia. ¿Quién contribuyó a ella? El consenso es que la ciencia es casi totalmente de origen occidental. Por occidental nos referimos a la antigua y helenística Grecia, y a la Europa del Renacimiento hasta el presente. Grecia se considera tradicionalmente europea, en lugar de formar parte de la cultura mediterránea, lo cual incluye a sus vecinos de África. Para los propósitos de este libro, los países occidentales significan Europa, Grecia y la post-colombina América del Norte. No Occidental significa, en general, en todas partes, incluso en las Américas de los amerindios antes de Colón. No-occidental, por lo tanto, toma una considerable y predominante opinión de que la ciencia moderna le debe poco a  los pueblos de estas tierras.

La forma corta de la hipótesis es esta: la ciencia nació en la antigua Grecia alrededor del 600 a.C. y floreció durante unos pocos cientos de años, hasta que alrededor del año 146 A.C., los griegos dieron paso a los romanos. En esta época la ciencia se detuvo en seco, y permaneció inactiva hasta que resucitó durante el Renacimiento en Europa alrededor de 1500. Esto es conocido como el "milagro griego". La hipótesis asume que la gente que ocupo la India, Egipto, Mesopotamia, el África subsahariana y China, las Américas, y en otros lugares antes del año 600 a.C. no realizaban ninguna ciencia. Descubrieron el fuego, luego lo dejaron, esperando a los tailandeses de Mileto, Pitágoras, Demócrito y Aristóteles para inventar la ciencia en el Egeo.

Tan sorprendente como el milagro griego es la noción de que durante más de 1500 años, desde el final del período griego hasta la época de Copérnico, no se realizó ninguna ciencia. La misma gente que se quedó de brazos cruzados mientras que los griegos inventaron la ciencia supuestamente no demostraron interés o habilidad para continuar el trabajo de Arquímedes, Euclides o Apolonio.

La hipótesis de que la ciencia surgió ab ovo en suelo griego, y luego desapareció hasta que el Renacimiento parece ridícula cuando se escribe sucintamente. Es una teoría relativamente nueva, elaborada por primera vez en Alemania alrededor de 150 años atrás, y se ha incrustado sutilmente en nuestra conciencia educativa. La única concesión hecha a las culturas no europeas es el Islam. La historia dice que los árabes mantuvieron la cultura griega, y su ciencia, viva a través de la Edad Media. Actuaron como escribas, traductores y cuidadores, sin, aparentemente, pensar en crear su propia ciencia.

De hecho, los eruditos islámicos admiraban y preservaban las matemáticas y la ciencia griegas, y sirvió como el conducto para la ciencia de muchas culturas no occidentales, además de construir su propio e impresionante edificio. La ciencia Occidental es lo que es porque construyó con éxito sobre las mejores ideas, datos, e incluso equipos de otras culturas. Los babilonios, por ejemplo, desarrollaron el teorema de Pitágoras (la suma de los cuadrados de los dos lados perpendiculares de un triángulo rectángulo es igual al cuadrado de la hipotenusa) al menos mil quinientos años antes de que Pitágoras hubiera nacido. El matemático chino Liu Hui calculó un valor para pi (3.1416) en el año 200 d.C. que seguía siendo la estimación más precisa durante mil años. Nuestros números del 0 al 9 fueron inventados en la antigua India, siendo los números de Gwalior del año 500 d.C. casi indistinguibles de los modernos números occidentales. Álgebra es una palabra árabe, que significa "compulsión", como en obligar a la x desconocida a asumir un valor numérico. (Una traducción tradicional, que álgebra significa "ajuste de huesos", es colorida pero incorrecta.)

Los chinos estaban observando, informando y fechando eclipses entre el 1400 y 1200 A.C. Las Tablas de Venus de Ammizaduga registran las posiciones de Venus en el 1800 A.C. durante el reinado de los babilonios. Al-Mamum, un califa árabe, construyó un observatorio para que sus astrónomos pudieran comprobar la mayoría de los parámetros astronómicos griegos, lo que nos da valores más precisos de precesión, inclinación de la eclíptica, y similares. En el año 829 sus cuadrantes y sextantes eran más grandes que los construidos por Tycho Brahe en Europa durante más de siete siglos en adelante.

Veinticuatro siglos antes de Isaac Newton, el Rig-Veda hindú afirmaba que la gravitación mantenía unido el universo, aunque para los hindúes la hipótesis era mucho menos rigurosa que la de Newton. El sánscrito que hablaban los arios suscribió la idea de una tierra esférica en una época en la que los griegos creían en una plano. Los indios del siglo V d.C. de alguna manera calcularon la edad de la Tierra como 4.300 millones de años; los científicos en la Inglaterra del siglo XIX estaban convencidos de que eran 100 millones de años. (La estimación moderna es de 4.600 millones de años.) Los estudiosos chinos en el siglo IV d.C. como los árabes en el siglo XIII y los papúes de Nueva Guinea utilizaron más tarde fósiles de forma rutinaria para estudiar la historia del planeta; sin embargo, en la Universidad de Oxford en el siglo XVII algunos profesores continuaron enseñando que los fósiles eran "pistas falsas sembradas por el diablo" para engañar al hombre. El conjunto de análisis químicos cuantitativos en el K'ao kung chi, un texto chino del siglo XI a.C., es no más de un 5 por ciento de menor en comparación con las cifras modernas.

Los físicos mohistas (chinos) en el siglo III A.C. declararon, "El cese del movimiento se debe a la fuerza opuesta. . . . Si no hay fuerza opuesta... el movimiento nunca se detendrá. Esto es tan cierto como que un buey no es un caballo". Pasarían dos mil años antes de que Newton estableciera su primera ley del movimiento en términos más prosaicos. El Shu-Ching (alrededor del 2200 A.C.) declaró que la materia estaba compuesta por distintos elementos diecisiete siglos antes de que Empédocles hiciera la misma observación, y planteó la hipótesis de que los rayos solares estaban hechos de largas partículas antes de que Albert Einstein y Max Planck plantearan las ideas de los fotones y quanta. ¿Big bang? Los mitos de la creación de Egipto, India, Mesopotamia, China y América Central comienzan con una "gran copulación cósmica" - no es lo mismo que un "big bang", pero es más poético.

En cuanto a asuntos prácticos, Francis Bacon dijo que tres inventos...la pólvora, la brújula magnética,  el papel y la impresión - marcaron el comienzo del mundo moderno. Los tres inventos vinieron de China. Los Incas de los Andes fueron los primeros en vulcanizar el caucho, y descubrieron que la quinina era un antídoto para el paludismo que se propagaba entre ellos. Los chinos fabricaron antibióticos con la cuajada de soja - hace 250 años. 

Traducido de: Teresi Dick, Lost Discoveries, The Ancient Roots of Modern Science—from the Babylonians to the Maya, Simon & Schuster, 2002, pp. 1-8.