El Museo de Alejandría se transformó en el
centro cultural del
mundo antiguo y a él asistieron grandes científicos a enseñar y aprender.
Uno de los más notables fue Herón (aparentemente hubo en Alejandría dos
científicos llamados así, uno vivió poco después de la fundación del Museo y otro 300 años después) quien o quienes
construyeron relojes mecánicos movidos por agua. Uno de los
grandes descubrimientos de Herón fue la primera máquina de vapor construida por
el hombre. El vapor se produce al calentar una caldera con agua y de ahí
pasa, por medio de un tubo, a una esfera metálica que puede girar y que
contiene dos chiflones por los que sale el vapor como se muestra en la figura
5. La esfera gira por el mismo principio por el que se mueven los cohetes o un globo al que se le escapa el aire, la ley de la acción y
la reacción.
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Figura 5. Máquina de vapor ideada
por Herón de Alejandría.
Herón construyó un mecanismo que abría las puertas de
un templo al prender unahoguera, empleando el principio, por él descubierto, de
que el aire al calentarse aumenta de volumen (Figura 6). Al prender un fuego
sobre el recipiente superior que contiene aire, éste se expande y pasa al
recipiente inferior que contiene agua, a la que obliga a pasar, por medio de un
sifón, a otro recipiente que por su aumento de peso, abre las puertas. Al apagarse el fuego, el aire se enfría y se contrae, el líquido
regresa a su recipiente original y el peso de la derecha cierra nuevamente las
puertas. En sus libros describe una máquina que se empleaba para
fabricar tornillos.
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Figura 6. Mecanismo de Herón de Alejandría para abrir
y cerrar las puertas de un templo por medio del fuego, empleando el
principio descubierto por él, de que el aire, al calentarse, aumenta de
volumen.
Otro gran científico fue Ctesibus, quien diseñó un
órgano que trabajaba comprimiendo el aire de un tanque, inyectándolo en el agua
por medio de un émbolo; una máquina que producía agua a presión y que se
empleaba para apagar incendios, y un cañón que empleaba aire comprimido.
También perfeccionó la clepsidra egipcia, o sea el reloj de agua (Figura 7),
que consistía en un tanque alimentado por un flujo constante de agua en el que
flotaba un cuerpo con un indicador que marcaba en un cilindro graduado la hora
del día o de la noche; cada uno de ellos se dividía en 12 horas. El cilindro se
podía ajustar para el verano, haciendo más grandes las horas del día y más
pequeñas las de la noche y lo contrario en el invierno. Tuvieron que pasar casi
dos mil años paraque se hicieran relojes más precisos al descubrir Galileo las
leyes del
péndulo y que Huygens las aplicara para construir relojes.
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Figura 7. Clépsidra egipcia o reloj
de agua de Ctesibus.
Grandes sabios que trabajaron en el Museo fueron los geómetras Euclides,
Apolonio y Arquímedes, este último fue además un físico e ingeniero notable que
estudió en el Museo y regresó a su ciudad natal Siracusa. Descubrió el llamado
principio de Arquímedes, que nos dice que todo cuerpo sumergido en un líquido pierde tanto peso como el peso de líquido desalojado. Empleando
este principio y una balanza pudo encontrar las
cantidades de oro y plata que contenía la corona del rey Hierón de Siracusa. Diseñó el
llamado tornillo de Arquímedes que permite subir agua al girar un tornillo colocado dentro de un tubo (Figura 8).
Desarrolló las leyes de la flotación de los cuerpos y determinó con precisión
la relación del
perímetro de un círculo a su diámetro o sea el número pi (π). Para
calcular las áreas y volúmenes de diversos cuerpos geométricos desarrolló el
concepto de límite, que 2,000 años después fuera empleado por Newton y Leibniz
en el cálculo diferencial e integral.
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Figura 8. Tornillo de Arquímedes de
Siracusa. Se empleaba para subir el agua.
El astrónomo más notable de la Antigüedad fue Aristarco, quien nació en la isla
de Samos y fue a
Alejandría a estudiar y trabajar. Consideraba que los planetas y la Tierra
giraban alrededor del Sol. Observando los eclipses de Luna, en los que la Tierra
proyecta su sombra en la Luna y midiendo elradio de esta sombra en relación al
radio de la Luna, encontró que la Tierra era tres veces mayor que la Luna (en
realidad, el diámetro de la Tierra es 3.7 veces mayor). También ideó un método para encontrar cuántas veces es mayor la distancia
Luna-Sol que la distancia Tierra-Luna, aunque por no contar con instrumentos
precisos para medir ángulos, su resultado no fue muy bueno, en todo caso
encontró que el Sol está mucho más lejos de nosotros que la Luna (20 veces en
vez de 389 que es el valor correcto). El método consistió en observar el ángulo
que forma desde la Tierra, una visual al Sol con una visual a la Luna cuando la
luz del Sol ilumina exactamente la mitad observable de ésta. En esta condición
se forma un triángulo rectángulo, con vértice de 90
grados en la Luna. Como el Sol está mucho más lejos que la Luna, el ángulo a
medir es cercano a los 90 grados y se necesitaría un
anteojo que pudiera medir minutos de ángulo. De todos modos,
el método es correcto y Aristarco encontró que el Sol está mucho más lejos de
nosotros que la Luna.
Otro gran astrónomo del Museo de Alejandría fue
Eratóstenes, quien tuvo a su cargo la famosa Biblioteca. Hizo un mapa del mundo conocido,
desde las Islas Británicas a Ceilán y del
Mar Caspio a Etiopía. En astronomía fue el primer hombre que
midió el perímetro de la Tierra, calculándole 250 000 estadios (Figura 9).
No se conoce con precisión el equivalente de un estadio, pero es de 160 metros
aproximadamente, de ahí se obtiene un perímetro de la Tierra cercano a los 40
000 kilómetros. Siena (hoy Asuán) seencuentra prácticamente sobre la línea del
Trópico de Cáncer y por lo tanto, hay un día al año en que, al medio día, una
varilla vertical no proyecta sombra, ese mismo día, a la misma hora, una
varilla en Alejandría, que se encuentra 770 kilómetros al norte, proyectaba una
sombra de manera que la línea que iba del extremo de la varilla al extremo de
la sombra, formaba un ángulo de 7 grados, con la varilla: a cada grado
corresponden 770 entre 7 igual a 110 kilómetros; a la circunferencia de la
Tierra (360 grados) corresponderán: 360 grados por 110 kilómetros igual a 40
000 kilómetros.
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Figura 9. Método de Eratóstenes de
Alejandría para determinar las dimensiones de la Tierra, observando la sombra
de una varilla en Siena
(hoy Asuán) y en Alejandría.
Conocido el tamaño de la Tierra, por el método de Aristarco
se calculó el de la Luna y sabiendo que su diámetro equivale a medio grado de
ángulo, se puede determinar fácilmente su distancia a la Tierra.
Poco tiempo después, Roma conquistó los países del Mediterráneo, asimiló sus
descubrimientos y su tecnología y los usó ampliamente, pero en los siglos que
duró el Imperio romano su contribución al desarrollo de la ciencia y la tecnología
fue casi nulo y siguió la política de que si quería producir mayor cantidad de
un artículo, bastaba con usar más esclavos. Por otro lado, los países
sojuzgados perdieron su capacidad de inventiva, lo que produjo que durante más de mil años no se desarrollaran en Europa nuevos
materiales ni se hicieran descubrimientos importantes.
Los romanosfueron grandes ingenieros. Empleando la
tecnología que adquirieron de otros pueblos
construyeron imponentes acueductos, caminos, barcos, edificios, monumentos,
teatros, estadios, circos y puentes. Muchas de estas
construcciones pueden aún admirarse.
De los griegos copiaron, para usos militares, sus barcos, la
catapulta y la ballesta. Para la agricultura emplearon el tornillo de Arquímedes y la rueda de
agua. En escritos de esa época, se habla de un
barco movido por animales, pero que probablemente nunca se construyó (Figura
10). También emplearon la rueda o turbina movida por una
corriente de agua.
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Figura 10. Esquema de un
barco movido por animales, citado en escritos de época.
En la construcción de sus edificios, los romanos
empleaban la grúa mecánica. De una escultura de piedra se
hizo el esquema que se muestra en la figura 11.
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Figura 11. Esquema de una grúa
romana, tomado de una escultura en piedra.
