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Historia de las Matemáticas

Matemáticos | EUDOXO DE CNIDO (3 / 3 )

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(en torno a 400-347 a.n.e.)

Aun así, tenemos constancia de algunas contribuciones decisivas de Eudoxo a la astronomía y a la geometría.
Según fuentes fiables, Eudoxo inició la vía de la astronomía matemática griega clásica, con un modelo geométrico de esferas homocéntricas que trataba de dar cuenta y razón de ciertos fenómenos, como las trayectorias erráticas de los planetas, dentro del marco de una directriz o principio: los movimientos de los cuerpos celestes han de ser circulares y regulares, y a partir de un supuesto geocéntrico: la tierra ocupa el centro del universo; un desiderátum añadido era la simplicidad de la construcción. El modelo no constituía un sistema porque consideraba un juego de esferas en rotación para cada caso: tres para el sol y la luna, cuatro para cada uno de los planetas conocido.

El desafío de los planetas era acuciante: presentaban no sólo cambios de velocidad, puntos estacionarios y desviaciones de la eclíptica, sino retrogradaciones, cuya explicación llevaría a Eudoxo a introducir su famosa hipopede (traba de caballería en forma de 8) o lemniscata esférica. La hipopede resulta del movimiento combinado de las dos esferas más internas: el periodo de rotación del planeta sobre esta figura corresponde al periodo sinódico del planeta -el tiempo que le lleva recuperar la misma posición con relación al sol-, mientras que el de rotación sobre la esfera que lo porta corresponde a su periodo sideral -el tiempo preciso para llegar a situarse bajo la misma estrella fija-.
Curva hipopede
Curva hipopede, intersección del cilindro y la esfera, utilizada por Eudoxo para explicar su modelo planetario

Con todo, el centro de cada uno de estos tinglados de esferas, independientes entre sí y dispuestos para cada planeta, es el mismo: la tierra. La construcción de Eudoxo envuelve intersecciones más complejas que las consideradas por Arquitas al plantearse el problema de hallar dos medias proporcionales, pero discurre en una línea similar, pues la hipopede está generada por la intersección de una esfera con un cilindro de revolución tangente y por la de la esfera o el cilindro con un cono cuyo eje es paralelo al del cilindro. Hoy cabe discutir el estatuto real –es decir físico–, o representativo –meramente geométrico–, que Eudoxo confería a sus esferas y, en consecuencia, el propósito más explicativo o sólo descriptivo de su modelo: a la interpretación realista tradicional, de raíz aristotélica, se oponen consideraciones como las expuestas en [12].

En geometría, algo sabemos tanto de su contribución decisiva a la teoría clásica de la proporción (Aristóteles, Segundos Analíticos, 14a 17-25; Euclides, Elementos, V, escolio 1; Proclo, In I Euclidis Comm., 55.18-23), como de la prueba de dos teoremas avistados por Demócrito: el volumen de una pirámide es un tercio del volumen de un prisma de su misma base y altura; el volumen de un cono es un tercio del volumen de un cilindro de su misma base y altura (Arquímedes, prefacios de Sobre la esfera y el cilindro y del Método).

Eudoxo avanza una teoría general que vendrá a sustituir las teorías previas sobre razones y proporciones (cf. [3], [5], [8]): la aritmética, incapaz de hacerse cargo de las magnitudes no conmensurables descubiertas en el s. V; o la antiferética, aplicable a construcciones geométricas y a la determinación de casos de no conmensurabilidad –en la línea de las investigaciones de Teodoro y Teeteto (cf. Platón, Teeteto, 147d-148b)–, pero sólo capaz de habilitar pruebas por separado para las magnitudes conmensurables y las inconmensurables y para sus diversos campos de aplicación –números, líneas, áreas– (cf. [5]); [10], en cambio, discrepa de esta limitación). Las magnitudes que considera Eudoxo son todas aquellas que, siendo homogéneas, pueden guardar razón entre sí y satisfacer la condición: si A < B, hay un número (entero positivo) n tal que nA > B -condición explicitada con distintos matices por Euclides y por Arquímedes-. La relación de proporción -es decir, la relación de guardar la misma razón- no es una relación diádica de igualdad entre razones, sino una relación tetrádica entre magnitudes, representable como

‘A:B :: C:D’, que obedece al siguiente criterio. Sean m, n números (enteros positivos) cualesquiera.
Entonces, A:B :: C:D si y sólo si (i) siempre que mA > nB, también mC > nD; (ii) siempre que mA = nB, mC = nD; y (iii) siempre que mA < nB, mC < nD.

También podría haber deducido Eudoxo unas propiedades como:
Si A:B :: C:D, entonces [a] A:C :: B:D, alternancia; [b] B:A :: D:C, inversión; [c] (A+B):B :: (C+D):D, composición; [d] (A-B):B :: (C-D):D, separación.

Esta base teórica fue luego reconstruida, desarrollada e instituida por la teoría de la proporción del libro V de los Elementos de Euclides. Siglos más tarde, asistiremos a una asociación del criterio de proporcionalidad de Eudoxo con la idea de cortadura de Dedekind , aunque las magnitudes consideradas por Eudoxo sean, en su conjunto, irreducibles a los números -en el sentido griego antiguo-, y esta matemática griega ignore la teoría de los números reales.

Las pruebas de los teoremas sobre el volumen de la pirámide y del cono envuelven, a su vez, el uso de un método de “convergencia” que descansa en la teoría de la proporción y en ciertos supuestos implícitos. De unos supuestos parecidos ya da fe Aristóteles:
«al agregarle siempre algo a lo finito excederemos toda magnitud finita (1) y, parejamente, al sustraerle algo, tendremos que llegar a una magnitud menor que una finita dada (2)» (Física, 266a 2-4), quizás al tanto de las pruebas de Eudoxo.

El supuesto (2) será formulado y sentado como un lema de bisección por Euclides (Elem., X, 1); de la expresión precisa de (1) se ocupará, a su vez, Arquímedes (pref. de La cuadratura de la parábola, Sobre la esfera..., Sobre las espirales).

El método nace sabedor de los infructuosos esfuerzos de Brisón y de Antifonte por cuadrar el círculo, si bien pudo inspirarse en su heurística aproximativa. Se aplica a la determinación de áreas y volúmenes por equivalencia o proporción con unas magnitudes poligonales dadas. La idea eudoxiana es determinar la magnitud de una figura curvilínea, F, mediante la construcción de una serie monótona de polígonos inscritos –a la que posteriormente se añadirá a veces la construcción de otra decreciente de polígonos circunscritos–, que convergen en una magnitud equivalente o proporcional a la de F en el supuesto de que, a tenor de (2), sus diferencias pueden hacerse menores que cualquier magnitud finita dada. Entonces, al amparo tácito de un principio de tricotomía, obra la reducción al absurdo de las hipótesis de que la magnitud de la figura curvilínea sea mayor, o sea menor, que la poligonal construida. Este recurso permite una demostración efectiva y finitista de su equivalencia o proporción –pero no justifica la romántica presunción de una especie de “horror” griego al infinito Sigue Bibligrafía Eudoxo


Autor: Luis Vega Reñón (U.N.E.D.)

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