Ciencia en la Antigua Grecia

La astronomía griega recibió importantes influencias de otras civilizaciones de la antigüedad, principalmente la India y Babilonia. Durante la época helenística y el imperio romano, muchos astrónomos trabajaron en el estudio de las tradiciones astronómicas clásicas, en la Biblioteca de Alejandría y en el Museion.

Uno de los primeros en realizar un trabajo astronómico fue el científico Aristarco de Samos (310-230 a. C.) quien calculó las distancias que separan a la Tierra de la Luna y del Sol, y además propuso un modelo heliocéntrico del sistema solar en el que, como su nombre lo indica, el Sol es el centro del universo, y alrededor del cual giran todos los otros astros, incluyendo la Tierra. Este modelo, imperfecto en su momento, pero que hoy sabemos se acerca mucho a lo que hoy consideramos como correcto, no fue acogido debido a que chocaba con las observaciones cotidianas y la percepción de la Tierra como centro de la creación. Este modelo heliocéntrico está descrito en la obra El arenario de Arquímedes (287-212 a. C.).

El modelo geocéntrico fue una idea original de Eudoxo de Cnido (390-337 a. C.) y años después recibió el apoyo decidido de Aristóteles y su escuela. Este modelo, sin embargo, no explicaba algunos fenómenos observados, el más importante de ellos era el comportamiento diferente del movimiento de algunos astros cuando se comparaba este con el observado para la mayoría de las estrellas. Estas parecen siempre moverse todas en conjunto, con la misma rapidez angular, lo que hace que, al moverse, mantengan «fijas» sus posiciones unas respecto de las otras. Por esta razón se les conoció siempre como «estrellas fijas». Sin embargo, ciertos astros visibles en el firmamento nocturno, si bien se movían en conjunto con las estrellas, parecían hacerlo con menor velocidad (movimiento directo). De hecho, se observa cierto retraso diario respecto de ellas; pero, además, y solo en ciertas ocasiones, parecen detener el retraso e invertir su movimiento respecto de las estrellas «fijas» (movimiento retrógrado), para luego detenerse nuevamente, y volver a retomar el sentido del movimiento de ellas, pero siempre con un pequeño retraso diario (movimiento directo). Debido a estos cambios aparentemente irregulares en su movimiento a través de las estrellas «fijas», a estos astros se les denominó estrellas planetas (estrellas errantes) para diferenciarlas de las otras.

Ptolomeo fue el autor de un tratado sobre astronomía conocido como el Almagesto (en árabe «Al», seguido de un superlativo griego que significa 'grande'). Aquí puede encontrarse el catálogo de estrellas de Hiparco, en los libros VII y VIII. Aunque Ptolomeo afirmaba ser su observador, muchas evidencias apuntan a Hiparco como su verdadero autor. El catálogo contiene las posiciones de 850 estrellas en 48 constelaciones. Las posiciones de las estrellas se dan en coordenadas eclípticas universales. En este trabajo propuso un modelo geocéntrico del sistema solar, que fue aceptado como modelo en el mundo occidental y los países árabes durante más de 1300 años. El Almagesto también contiene un catálogo de 1025 estrellas y una lista fija de 48 constelaciones.

Fue Ptolomeo quien se dio a la tarea de buscar una solución para que el sistema geocéntrico pudiera ser compatible con todas estas observaciones. En el sistema ptolemaico la Tierra es el centro del universo y la Luna, el Sol, los planetas y las estrellas se encuentran fijas en esferas de cristal girando alrededor de ella; para explicar el movimiento diferente de los planetas ideó un particular sistema en el cual la Tierra no estaba en el centro exacto y los planetas giraban en un epiciclo alrededor de un punto ubicado en la circunferencia de su órbita o esfera principal (conocida como 'Deferente').

Los epiciclos habían sido una idea original de Apolonio de Perge (262-190 a. C.) y mejorada por Hiparco de Nicea (190-120 a. C.). Como el planeta gira alrededor de su epiciclo mientras el centro de este se mueve simultáneamente sobre la esfera de su deferente, se logra, por la combinación de ambos movimientos, que el planeta se mueva en el sentido de las estrellas 'fijas' (aunque con cierto pequeño retraso diario) y que, en ocasiones, revierta este movimiento (de retraso) y parezca (por cierto período de tiempo) adelantarse a las estrellas fijas, y con esto se logra explicar el movimiento retrógrado de los planetas respecto de las estrellas (ver figura a la derecha). El esquema ptolemaico, con todo y sus complicados epiciclos y deferentes, fue aceptado por muchos siglos por variadas razones pero, principalmente, por darle a la raza humana una supremacía y un lugar privilegiado o 'central' en el universo.

Otros estudios importantes durante esta época fueron la composición de la tierra, la compilación del primer catálogo de estrellas, el desarrollo de un sistema de clasificación de las magnitudes de los brillos estelares basado en la luminosidad aparente de las diferentes estrellas, la determinación del ciclo de Saros para la predicción de los eclipses solares y lunares, entre muchos otros.

La física aristotélica es el conjunto de las tesis filosóficas y cosmológicas e hipótesis físicas y astronómicas desarrolladas por Aristóteles y sus seguidores. Estas teorías comprendieron los cuatro elementos, el éter, el movimiento, las cuatro causas, las esferas celestes, el geocentrismo, etc. Las principales obras de Aristóteles en donde desarrolla sus ideas físicas son: la Física, Sobre el cielo y Acerca de la generación y la corrupción. Los principios fundamentales de su física son:

1. Lugares naturales: cada uno de los cuatro elementos querría estar en una posición distinta relativa al centro de la Tierra, que también es el centro del universo. La tierra y el agua son graves y descienden, el fuego y el aire son livianos y ascienden.
2. Relación entre la velocidad y la densidad: la velocidad es inversamente proporcional a la densidad del medio.
3. Gravedad/levedad: para lograr esta posición, los objetos sienten una fuerza hacia arriba o hacia abajo.
4. Movimiento rectilíneo: un movimiento como respuesta a esta fuerza es en una línea recta a una velocidad constante.
5. Movimiento circular: los planetas se mueven en un movimiento circular perfecto.
6. El tiempo: el ahora, el antes y el después relacionado con el movimiento y el espacio.
7. Negación del vacío: el movimiento en un vacío es infinitamente rápido.
8. El éter: todos los puntos del espacio están llenos con materia.
9. Teoría del continuo: si existieran los átomos esféricos habría un vacío entre ellos, por lo que la materia no puede ser atómica.
10. Quintaesencia: los objetos por encima del mundo sublunar no están formados de materia terrenal.
11. Cosmos incorruptible y eterno: el Sol y los planetas son esferas perfectas, y no cambian.
12. Motor inmóvil: causa primera del movimiento de la primera esfera celeste y todo el universo.

El reinado de la física aristotélica, la teoría especulativa de la física más antigua conocida, duró casi dos milenios. No obstante, hubo muy pocas referencias explícitas a experimentos en física aristotélica[8] y Aristóteles llegó a varias conclusiones no mediante experimentos y observaciones, sino mediante argumentos lógicos.[9] Después del trabajo de muchos pioneros como Copérnico, Tycho Brahe, Galileo, Descartes y Newton, se aceptó generalmente que la física aristotélica no era correcta ni viable.[10] Una opinión contraria está dada por Carlo Rovelli, que sostiene que la física de Aristóteles es correcta dentro de su dominio de validez, el de los objetos del campo gravitatorio de la Tierra sumergidos en un fluido tal como aire.[8]

La matemática griega, o matemática helénica, es la matemática escrita en griego desde el 600 a. C. hasta el 300 d. C.[11] Los matemáticos griegos vivían en ciudades dispersas a lo largo del Mediterráneo Oriental, desde Italia hasta el Norte de África, pero estaban unidas por un lenguaje y una cultura comunes. Las matemáticas griegas del periodo siguiente a Alejandro Magno se llaman en ocasiones matemáticas helenísticas.

Las matemáticas griegas eran más sofisticadas que las matemáticas que habían desarrollado las culturas anteriores. Todos los registros que quedan de las matemáticas pre-helenísticas muestran el uso del razonamiento inductivo, esto es, repetidas observaciones usadas para establecer reglas generales. Los matemáticos griegos, por el contrario, usaban el razonamiento deductivo. Los griegos usaron la lógica para deducir conclusiones, o teoremas, a partir de definiciones y axiomas.[12] La idea de las matemáticas como un entramado de teoremas sustentados en axiomas está explícita en los Elementos de Euclides (hacia el 300 a. C.).

Se cree que las matemáticas griegas comenzaron con Tales (hacia 624 a. C. - 546 a. C.) y Pitágoras (hacia 582 a. C. - 507 a. C.). Aunque el alcance de su influencia puede ser discutido, fueron inspiradas probablemente por las matemáticas egipcias, mesopotámicas e indias. Según la leyenda, Pitágoras viajó a Egipto para aprender matemáticas, geometría y astronomía de los sacerdotes egipcios.

Tales usó la geometría para resolver problemas tales como el cálculo de la altura de las pirámides y la distancia de los barcos desde la orilla. Se atribuye a Pitágoras la primera demostración del teorema que lleva su nombre, aunque el enunciado del teorema tiene una larga historia.[11] En su comentario sobre Euclides, Proclo afirma que Pitágoras expresó el teorema que lleva su nombre y construyó ternas pitagóricas algebraicamente antes que de forma geométrica. La Academia de Platón tenía como lema "Que no pase nadie que no sepa Geometría".

Los Pitagóricos probaron la existencia de números irracionales. Eudoxio (408 al 355 a. C.) desarrolló el método exhaustivo, un precursor de la moderna integración. Aristóteles (384 al 322 a. C.) fue el primero en dar por escrito las leyes de la lógica. Euclides (hacia el 300 a. C.) dio el ejemplo más temprano de la metodología matemática usada hoy día, con definiciones, axiomas, teoremas y demostraciones. Euclides también estudió las cónicas. En su libro Elementos recoge toda la matemática de la época.[13] En los Elementos se abordan todos los problemas fundamentales de la matemática, aunque siempre bajo un lenguaje geométrico. Además de problemas geométricos, también trata problemas aritméticos, algebraicos y de análisis matemático.[13] Además de los teoremas familiares sobre geometría, tales como el Teorema de Pitágoras, los Elementos incluyen una demostración de que la raíz cuadrada de dos es un número irracional y otra sobre la infinitud de los números primos. La Criba de Eratóstenes (hacia 230 a. C.) fue usada para el descubrimiento de números primos.

Arquímedes de Siracusa (hacia 287-212 a. C.) usó el método exhaustivo para calcular el área bajo un arco de parábola con ayuda de la suma de una serie infinita y dio una aproximación notablemente exacta de pi.[14] También estudió la espiral, dándole su nombre, fórmulas para el volumen de superficies de revolución y un ingenioso sistema para la expresión de números muy grandes.

Además muchos matemáticos griegos realizaron sus propios estudios e investigaciones y aportaron sus descubrimientos y datos al conocimiento general de las matemáticas y otras disciplinas y además hicieron algo radicalmente fundamental para las matemáticas: convertirlas en una ciencia racional; es decir, en una ciencia deductiva, rigurosa, erigida sobre axiomas y postulados .

La medicina griega es la medicina desarrollada en la Antigua Grecia. Probablemente basada en la medicina egipcia, se remonta a la época homérica, aunque verdaderamente no se desarrolló hasta el siglo V a. C. con Hipócrates.

La Ilíada cita como médicos a los guerreros aqueos Macaón y Podalirio,[15] dos hijos de Asclepio, dios de la medicina, así como al dios Peán, médico de los dioses. El primero se encargó, sobre todo, de curar a Menelao,[16] herido por una flecha. Comenzó por examinar (griego antiguo ἰδεῖν/ideĩn, literalmente «ver») al enfermo y después de retirar la flecha, desvistió al herido, succionó la sangre de la herida y le aplicó medicamentos(φάρμακα/phármaka); los cuales no se precisan, excepto que le fueron ofrecidos por el centauro Quirón a Asclepio, quien se los entregó a Macaón.

La medicina era ya reconocida como un arte en parte: «Un médico, por sí mismo, vale como muchos panes»,[17] declara Idomeneo a propósito de Macaón, fórmula que se convertiría en proverbial.[18] La Ilíada, que concede más importancia a Macaón que a Podalirio. Los comentaristas antiguos[19] sugirieron que Homero veía a Macaón como un cirujano y a su hermano como un simple médico: su nombre provendría de (μάχαιρα/mákhaira), «cuchillo». El propio dios Peán curó a Hades, herido por una flecha disparada por Heracles: esparció medicamentos (pharmaka) sobre la herida, especificando que eran analgésicos.[20]

La Odisea menciona a médicos de profesión: el porquero Eumeo dice de la figura del médico (ἰατήρ/iatếr, literalmente «el que cura») que forma parte de los «artesanos que rinden servicio a todos»,[21] a semejanza del techador o del aedo y del adivino. En otro lugar,[22] el poeta rinde homenaje a la ciencia médica de los egipcios, a los que califica «hijos de Peán».