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Copernicanismo y Renacimiento

Investigación y Ciencia, Miguel Vásquez Mozo*, Octubre 16 de 2014

Para Nicolás Copérnico su modelo planetario heliocéntrico no era más que una restauración de la Astronomía conforme al principio del movimiento circular uniforme que había servido de guía a los astrónomos de la Grecia clásica. Esto hace del copernicanismo un fenómeno típicamente renacentista. Resulta curioso que los dos científicos que iniciaron las grandes revoluciones que ha conocido la Física hayan pasado a la historia de esta como "revolucionarios reticentes". Uno de ellos es Max Planck, cuya explicación de la curva de la radiación del cuerpo negro bajo la hipótesis de la emisión y absorción cuantizada de la radiación marcó el inicio del proceso que condujo a la formulación de la mecánica cuántica.

Puede ser que Planck no quisiera desatar una revolución en nuestra forma de entender el mundo, pero de lo que parece no caber duda es de que un físico de su talla era perfectamente consciente de las consecuencias que su hipótesis cuántica tendría para la Física: según relató su hijo Erwin, durante una paseo en el otoño de 1900 su padre le dijo: "Hoy he hecho un descubrimiento tan importante como los de Newton".

El segundo personaje al que me refiero es Nicolás Copérnico. La historia nos lo pinta como un personaje tranquilo y reservado, dedicado a sus tareas como canónigo de la catedral de Frombork mientras gestaba una de las obras más influyentes jamás escritas, “De Revolutionibus Orbium Coelestium”. A la vista de las consecuencias que este trabajo tuvo, no sólo para la Astronomía sino para la historia del pensamiento humano en general, su motivación puede parecernos modesta: se trataba "simplemente" de resolver los problemas de la astronomía contemporánea volviendo a los principios que habían guiado a los clásicos.

Círculos en el cielo

La Astronomía y la Geometría constituyen los dos grandes logros científicos de la cultura griega clásica y helenística. En realidad, antes del siglo XVII no es posible establecer una diferencia sustancial entre ambas disciplinas, al menos si por Astronomía entendemos la "teoría de los planetas", es decir, el problema de describir y predecir las posiciones planetarias. Hasta ese momento el término Física quedaba reservado para el estudio de todo los que ocurría en el mundo sublunar.

Uno de los elementos distintivos de la astronomía griega fue la elaboración de modelos geométricos del sistema solar. La inmensa mayoría de estos partían del hecho "evidente" de que la Tierra se encontraba en reposo y de que todos los cuerpos celestes se movían a su alrededor. En su versión más simple, el Sol, la Luna, las estrellas fijas y los planetas se encontraban "incrustados" en una serie de esferas cristalinas que al rotar sobre su eje los arrastraban consigo.

El problema es que esta imagen del mundo tan simple no era satisfactoria si se pretendía dar cuenta de ciertos fenómenos que iban más allá de la sucesión de los días y las noches. Particularmente complicado era describir el movimiento de los planetas que, a diferencia de las estrellas fijas, puede ser un tanto erráticos.

Uno de los aspectos más característicos del movimiento aparente de los planetas es el denominado movimiento retrógrado. Durante algunos periodos de tiempo el planeta parece ir en dirección contraria (hacia el oeste) a su movimiento habitual (de oeste a este). Aquí nos estamos refiriendo al movimiento de los planetas respecto de las estrellas fijas, es decir una vez que sustraemos el movimiento diario aparente de todo el orbe celeste de levante a poniente con la periodicidad de un día sidéreo (aproximadamente 23 horas y 56 minutos).

Las soluciones dadas por la astronomía griega a este problema pasaron por la construcción de modelos geométricos en los que el movimiento retrógrado resultaba de la combinación de movimientos circulares uniformes. El papel central que este tipo de movimiento tuvo en la astronomía antigua se retrotrae a Platón. La idea sería asumida después por Aristóteles para quien el movimiento circular uniforme -idéntico en todos sus puntos, sin principio ni fin- era el único posible para los cuerpos celestes. Y así se convirtió en el gran prejuicio teórico que dominaría la astronomía occidental durante dos milenios. Solamente sería abandonado en el siglo XVII como resultado de la "batalla contra Marte" librada por Johannes Kepler.

El primer modelo matemático de los planetas del que tenemos noticias en Grecia es el de Eudoxo de Cnido, discípulo de Platón. En su construcción, el movimiento retrógrado se describía por la rotación combinada de dos esferas concéntricas que daba lugar a que el planeta se moviese siguiendo una curva en forma de bucle, conocida como hipopeda.

Pero si uno aspiraba a cierta precisión, la construcción de Eudoxo no pasaba de ser una solución cualitativa. Ya en la época helenística Apolonio de Pérgamo introdujo un modelo más sofisticado, el sistema epiciclo-deferente, que luego sería desarrollado por Hiparco de Nicea. En él, el planeta describía una órbita circular -el epiciclo- alrededor de un punto que a su vez se movía en un círculo -la deferente-. La combinación de ambos movimientos circulares uniformes hacía que el planeta describiese los bucles observados en el movimiento retrógrado.

El modelo desarrollado por Apolonio e Hiparco tenía otro elemento adicional: el uso de excéntricas. Esto quiere decir que los centros de las deferentes no tenían que coincidir con la posición de la Tierra. De esta forma ajustando las velocidades angulares y los planos de los círculos, así como del centro de la deferente, era posible realizar una descripción de los fenómenos celestes mucho más precisa de lo que permitían las esferas homocéntricas. La posibilidad de combinar elementos dotaba al modelo de una importante plasticidad.

Ptolomeo y el punto ecuante

La astronomía antigua alcanzará su máxima sofisticación en la época grecorromana, más concretamente en el siglo II d. de C. con Claudio Ptolomeo.

La influencia intelectual que este autor ejerció durante más de un milenio se debe básicamente a tres obras. La primera es la “Geographia”, que contiene una descripción del mundo conocido que dominaría el pensamiento occidental hasta ser puesta en duda por las grandes exploraciones marítimas del siglo XV. La segunda, conocida como “Tetrabiblos”, es un manual de astrología que se convertiría en el texto estándar en la materia durante toda la Edad Media y más allá. Recordemos a este respecto que la astrología formó parte del curriculum impartido en las universidades europeas hasta finales del siglo XVII.

Por lo que se refiere a la Astronomía, la monumental contribución ptolemaica se encuentra contenida en un libro titulado “Composición Matemática”, pero que hoy conocemos con un nombre derivado de su título en árabe: “Almagesto”.

Al intentar dar cuenta precisa de las observaciones, Ptolomeo llegó a la conclusión de que el sistema excéntrica-epiciclo-deferente de Apolonio e Hiparco tenía que ser suplementado con un nuevo elemento. Hasta ese momento -siguiendo el axioma básico de la astronomía griega- tanto el movimiento del planeta en su epiciclo como el del centro de este sobre la deferente eran movimientos circulares uniformes con respecto a sus respectivos centros. Ptolomeo relajó esta condición para el movimiento a lo largo de la deferente, permitiendo que este fuera uniforme no con respecto a su centro, sino a otro punto interior al círculo que con posterioridad se llamaría punto ecuante.

La introducción de este nuevo elemento aumentaba el número de variables con las que el astrónomo podía jugar para ajustar las observaciones, permitiendo una mayor precisión en la descripción y por tanto en la predicción de las posiciones planetarias. Esta flexibilidad adicional hizo que el modelo ptolemaico subsistiese durante toda la Edad Media como la descripción dominante en la astronomía occidental, tanto islámica como cristiana.

Este dominio no significó sin embargo ausencia de críticas. Al final de la Edad Antigua, el conocimiento astronómico griego fue preservado y continuado por autores islámicos. Algunos de ellos fueron especialmente críticos con la artificialidad el sistema del “Almagesto”. Así, Alhazen (Ibn al-Haytham) consideraba que el uso el punto ecuante violaba el principio básico del movimiento circular uniforme, mientras el andalusí Averroes (Ibn-Rushd) -probablemente el comentarista de Aristóteles más importante de todo el periodo medieval- rechazó la construcción ptolemaica en su conjunto por ser contraria a los principios aristotélicos. En su lugar proponía un modelo planetario basado en esferas homocéntricas semejante, aunque más sofisticado, al formulado por Eudoxo.

La restauración de la Astronomía

Aunque la primera traducción latina del “Almagesto” desde el árabe había aparecido en el siglo XII, no fue hasta la segunda mitad del siglo XV que la Astronomía experimentó una fuerte revitalización en la Europa cristiana occidental. Esto coincidió con la época de las grandes exploraciones y la necesidad de disponer de tablas astronómicas precisas. Además, la acumulación de quince siglos de inexactitudes del calendario juliano -once minutos al año- comenzaba a dar lugar a fuertes discrepancias. A principios del siglo XVI el desfase entre el calendario y la fecha astronómica había llegado a ser de diez días.

Tanto la reforma del calendario como la elaboración de tablas astronómicas requerían de una precisión que ponía de manifiesto a su vez las limitaciones del sistema formulado en el “Almagesto”. Autores como Georg Peuerbach y Johann Müller (Regiomontano) intentaron aprovechar la flexibilidad del sistema ptolemaico para mejorar su precisión. Es en estos años en que también reaparecen algunos textos clásicos hasta el momento desconocidos en occidente -por ejemplo las “Hipótesis Planetarias” de Ptolomeo-, a la vez que lo hacen los originales de otros que -como el propio “Almagesto”- solamente eran conocidos a través de traducciones secundarias. Para Peuerbach y Regiomontano la resolución de los problemas de la Astronomía pasaba no sólo por mejorar la precisión de las observaciones sino también por volver a las fuentes originales.

Al regreso de sus estudios en Italia, Copérnico abordó los problemas de la Astronomía con una mentalidad plenamente renacentista. Leyendo las primeras páginas de “De Revolutionibus” comprobamos como su autor justifica sus postulados usando múltiples referencias a autores clásicos. Nos muestra como el movimiento de la Tierra ya había sido considerado por los pensadores de la Antigüedad, en particular el pitagórico Filolao de Crotona. En su sistema todos los cuerpos celestes, incluida la Tierra y el Sol, orbitaban alrededor del "fuego central". De hecho, el propio modelo heliocéntrico será conocido durante algún tiempo como "modelo pitagórico".

Curiosamente, entre las múltiples referencias a los clásicos no existe en la obra copernicana ninguna mención al modelo planetario de Aristarco de Samos, que en el siglo III a. de C. ya había contemplado la posibilidad de que la Tierra orbitase alrededor del Sol. En realidad Copérnico sí cita a Aristarco, pero sólo en relación a otros trabajos astronómicos. Lo cierto es que este heliocentrismo clásico no tuvo mucho éxito y sólo nos ha sido trasmitido a través de unas pocas referencias secundarias, de Plutarco y Arquímedes fundamentalmente. Lo que parece claro en cualquier caso es que Aristarco nunca desarrolló un modelo matemático ni siquiera remotamente semejante al copernicano.

Pero el heliocentrismo no es el punto de partida para Copérnico, sino la conclusión a la que se ve abocado. Para él -como para algunos autores medievales- el problema del modelo de Ptolomeo radicaba en el uso del punto ecuante, que suponía a su juicio una violación flagrante del principio de exclusividad del movimiento circular uniforme.

Pero el problema era que el punto ecuante resultaba ser un elemento necesario en el sistema ptolemaico, si es que se aspiraba a hacer "astronomía de precisión". La originalidad de Copérnico no radica realmente en poner a la Tierra en movimiento -ya lo habían hecho otros en la Antigüedad- sino en darse cuenta de que al hacerlo era posible eliminar el punto ecuante y construir al mismo tiempo un modelo que predijese las posiciones planetarias con precisión.

De esta manera Copérnico construyó un modelo matemáticamente muy sofisticado y que a efectos de cálculo de efemérides ofrecía notables ventajas con respecto al sistema ptolemaico, incluso en la versión más reciente de Regiomontano. Además explicaba el movimiento retrógrado de forma natural y económica: en el caso de los planetas exteriores (Marte, Júpiter y Saturno) este era el resultado de observarlos mientras la Tierra los "adelanta" en su órbita alrededor del Sol.

A pesar de que el movimiento retrógrado emergía de forma natural, el heliocentrismo no significó ni mucho menos el final del sistema excéntrica-epiciclo-deferente. El modelo de Copérnico requería su uso para dar cuenta de otros aspectos de los movimientos planetarios. De hecho, según el cómputo realizado por Arthur Koestler, el sistema de “De Revolutionibus” necesitaba 48 epiciclos, frente a los 40 de la versión de Peuerbach del sistema ptolemaico.

Ad fontes

Frances Yates ha resumido magistralmente la esencia del pensamiento renacentista diciendo que "todos los movimiento progresivos del Renacimiento toman su vigor, su impulso emocional, de mirar hacia atrás". Y efectivamente el Renacimiento es un periodo paradójico del que surgirán fenómenos intelectuales que cambiarán radicalmente la civilización occidental, pero que como movimiento parte de rechazar gran parte del bagaje cultural de los últimos mil años en beneficio de una antigüedad clásica muchas veces más literaria que real. El lema del Renacimiento es por tanto "ad fontes", esto es "a las fuentes".

Así, por ejemplo, los humanistas propugnarán purgar el latín medieval -auténtica lingua franca de la cultura europea- para volver al latín supuestamente puro de Cicerón. En filosofía, la traducción de las obras de Platón llevada a cabo en Florencia por Marsilio Ficino condujo a un redescubrimiento del pensamiento platónico -y neoplatónico- que combatió al aristotelismo dominante desde la "cristianización" de Aristóteles por Tomás de Aquino en el siglo XIII. Este resurgimiento de las ideas platónicas está asimismo en el origen de la matematización de la filosofía natural que caracterizará la segunda parte del periodo histórico que hemos dado en llamar la Revolución Científica.

Pero el interés por los manuscritos griegos que inundaban Italia tras la caída de Constantinopla en 1453 incluyó también textos esotéricos, tales como las obras de Hermes Trismegisto, traducido al latín por el mismo Ficino. El resultado será el papel preponderante que la magia jugará en la cultura renacentista y cuyos efectos se extenderán a lo largo del siglo XVII, tal y como vemos reflejado en la vida y la obra de autores como Kepler y Newton.

Y como hemos visto, algo similar ocurre con la Astronomía. No está entre las pretensiones de Copérnico el refundar esta ciencia sobre bases nuevas sino, al contrario, restaurarla sobre las mismas bases de las que habían servido los clásicos: el movimiento circular uniforme. Y de esa manera limpiar la disciplina de esa contaminación aberrante surgida en la antigüedad tardía que suponía el punto ecuante, igual que los humanistas limpiaban el latín de neologismos medievales.

Aunque el “De Revolutionibus” aparece publicado en 1543, Copérnico comenzó a desarrollar su modelo planetario en los primeros años del siglo XVI. Su primer escrito sobre este tema, el “Comentariolus”, circuló en forma de manuscrito en los años anteriores a 1514. El copernicanismo tiene por tanto un origen en los mismos años en los que se gesta la reforma protestante, el otro gran movimiento intelectual del renacimiento.

Y este es otro movimiento de restauración. Cuando Lutero se presenta en 1521 antes la Dieta de Worms, su defensa ante Carlos V y los príncipes del Imperio es característicamente renacentista: solamente se retractaría si le fuera probado su error usando las Escrituras, no tan solo con decretos papales o conciliares. El afán reformador de Lutero busca por tanto restaurar el cristianismo a sus valores primitivos, purgándolo de los aditamentos teológicos introducidos por la Iglesia medieval.

Todo esto nos enseña que los desarrollos científicos nunca pueden verse de forma aislada del entorno en el que surgen. El que el copernicanismo prendiese y acabase conduciendo a un cambio radical en nuestra forma de ver el mundo dependió de muchos otros factores que se conjuraron en ese periodo histórico y que proporcionaron el terreno fértil en el que la idea pudo dar sus frutos. Parafraseando a John Donne podemos decir que las teorías científicas no son una isla sino parte de un continente, de un todo que se llama Cultura.

*Profesor del Departamento de Física Fundamental de la Universidad de Salamanca.

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