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1 de Diciembre de 2019
Historia de la ciencia

Leonardo en el laboratorio

Una nueva mirada a los modelos experimentales del genio renacentista para estudiar el movimiento del agua y de la sangre.

LEONARDO DA VINCI'S CODEX LEICESTER 
A NEW EDITION
Leonardo da Vinci
Edición de Domenico Laurenza y Martin Kemp
Oxford University Press, 2019

 

Leonardo da Vinci, de cuya muerte se cumplen ahora 500 años, fue un adelantado a su tiempo: ya conocemos el cliché. Sin embargo, puede decirse que en lo esencial fue en gran medida un hombre de su época. Los grandes artistas e ingenieros del Renacimiento italiano constituyeron el preludio de su versatilidad. En particular, Filippo Brunelleschi, inventor y arquitecto de la enorme cúpula de la catedral de Florencia, formuló la ciencia de la perspectiva lineal para los pintores en los primeros años del siglo XV [véase «El pensamiento matemático de Leonardo da Vinci», por Pedro J. Miana, en este mismo número]. En su trabajo relacionado con las ciencias físicas, Leonardo fue heredero de las teorías medievales de la estática y la dinámica, pues aún faltaba mucho para Isaac Newton. Y sus investigaciones anatómicas combinaron la fisiología medieval con los análisis funcionales y morfológicos de Galeno.

Así pues, tal vez sea mejor decir que lo que demuestran las innovaciones de Leonardo es que consiguió llegar mucho más lejos que sus predecesores o contemporáneos en el contexto científico de su época. La más notoria de tales innovaciones fue el perfeccionamiento o invención de casi todas las técnicas de ilustración conocidas con anterioridad al advenimiento de la radiografía. En sus cuadernos dibujó objetos usando la perspectiva. Mostró formas sólidas modeladas de manera sistemática con luces y sombras. Las seccionó para exponer sus estructuras internas. Empleó transparencias para enseñar las características subyacentes. Representó «vistas explosionadas» de partes del cuerpo y de máquinas para revelar sus formas y articulaciones. Inventó representaciones esquemáticas para poner de manifiesto las funciones de sistemas corporales y mecánicos. Y dibujó experimentos mentales para explorar cómo funcionaban las cosas. Leonardo empleó con frecuencia estas técnicas en sus esfuerzos científicos e ingenieriles.

Entre el amplio abanico de fenómenos que estudió y representó se encuentra el comportamiento de los líquidos. Leonardo da Vinci’s Codex Leicester es una nueva edición en cuatro volúmenes del cuaderno científico de 72 páginas escrito después de 1508, donde el historiador de la ciencia Domenico Laurenza y quien escribe estas líneas mostramos cómo funcionaban sus revolucionarias ideas sobre la dinámica de fluidos en el contexto específico de la antigua historia del «cuerpo del mundo».

Las páginas exteriores del Códice Leicester se ocupan, en parte, de las teorías de Leonardo sobre el paso de la luz del Sol a la Tierra y a la Luna, lo que implicaba reflexiones en mares reales o supuestos. Sin embargo, la mayoría del cuaderno se dedica al estudio del agua en movimiento: en los mares, ríos y canales concebidos como vene d’aqua («venas de agua») tanto en la superficie de la Tierra como debajo de ella. El principio que subyace tras el pensamiento de Leonardo es el del micro- y el macrocosmos: vio el cuerpo humano como un «mundo menor» que reflejaba las formas y funciones del mundo exterior.

Mientras que las personalidades anteriores, como el astrónomo y geógrafo romano del siglo II Ptolomeo, habían contemplado la Tierra a partir de cambios relativamente locales, Leonardo consideró su dilatada historia de grandes transformaciones. En sus teorías geológicas, algunas partes de la corteza terrestre se desmoronaban, lo que transformaba violentamente la relación entre la tierra y el agua. A medida que cambiaban los centros de gravedad, algunas porciones de la corteza emergían para formar paisajes y montañas.

Entre los aspectos más originales de la investigación de Leonardo se encuentran lo que legítimamente podríamos llamar «experimentos de laboratorio», los cuales hacen uso de ingeniosos modelos físicos. Los extensos análisis del italiano sobre el comportamiento del agua combinan las teorías matemáticas del movimiento con una observación aguda. Los ensayos documentados en el códice se diseñaron para demostrar cómo se generaban las olas con el viento y cómo las corrientes y los vórtices trazaban sus complejos arabescos bajo la superficie. En dos pequeños dibujos situados en los márgenes del folio 9v bosquejó un tanque experimental. La ilustración superior lleva la etiqueta experientia («experiencia» o «experimento»). Una nota que lo acompaña le recuerda a Leonardo «conseguir un recipiente de terracota, con un fondo grande y plano, de dos brazos [116 centímetros] de largo y medio brazo [29 centímetros] de ancho; que lo haga aquí el ceramista». Los lados del tanque, escribió, deberían ser de vidrio. Después introduciría en el agua semillas de hierba (Panicum spp.) que podría usar para estudiar los vórtices en acción.

Una de las metas que se propuso fue observar lo que le sucede a un objeto móvil en el fondo del tanque cuando sopla una corriente de aire a través de una abertura rectangular situada en un extremo, justo sobre la superficie del agua. Leonardo concluyó que el objeto se movería en dirección opuesta al viento. Tales configuraciones experimentales revelan que los magníficos estudios sobre la turbulencia que realizó Leonardo, conservados en la Biblioteca Real del castillo de Windsor, en el Reino Unido, no provienen de la observación de la naturaleza, sino de los experimentos sobre el movimiento de los vórtices. Concentrándose uno a uno en varios aspectos del movimiento combinado del agua y el aire sumergido, el italiano completó una gran síntesis.

En el folio 15r Leonardo señala que, en el punto donde se unen dos ríos, «lo que sucede con los lechos [...] puede entenderse mediante un sencillo experimento con arena». Esta modelización de la interacción del agua con su lecho arenoso alcanza un mayor nivel de complejidad en el Códice atlántico, una serie de cuadernos que se conservan en la Biblioteca Ambrosiana de Milán. En el folio 227v de esta obra, Leonardo se propone fabricar un modelo experimental a escala de los golfos y mares del Mediterráneo, con sus principales ríos, para poner a prueba su reconstrucción de los antiguos procesos geológicos. Especuló que el estrecho de Gibraltar se agrandaría con el tiempo, permitiendo que el Mediterráneo se convirtiera en un poderoso río, una extensión del Nilo.

Sus estudios sobre el movimiento de la sangre en el cuerpo humano incluían modelos experimentales similares. Leonardo estaba especialmente interesado en la válvula aórtica del corazón, con tres valvas, y de la cual comprendió que era pasiva y debía ser accionada por el movimiento de la sangre. Para demostrar su teoría de que los vórtices se curvan hacia atrás en la constricción con forma de matraz que se halla presente en el cuello de la aorta, para así llenar las valvas, propuso construir un molde de cerámica con la forma del cuello y en el que podría soplar un conducto de vidrio con forma de vaso sanguíneo. De ese modo sería capaz de presenciar —de nuevo, gracias a las semillas de hierba— el movimiento del agua y la acción de las valvas, lo que constituiría una «demostración» de cómo se comporta la sangre.

El especialista en dinámica de fluidos Morteza Gharib, del Instituto de Tecnología de California, ha reconstruido el modelo de Leonardo y empleado modernas técnicas de imagen para demostrar la existencia de los vórtices giratorios que el italiano interpretó que cerraban la válvula. Sin duda, algo así constituye un modelo extremadamente original para el Renacimiento temprano. Así pues, y aunque Leonardo viviera en su propia época, sí cabe afirmar que hizo alguna que otra incursión en el futuro.

A menudo se afirma que, como la ciencia de Leonardo no se publicó ni distribuyó durante siglos, tampoco ejerció ningún impacto en los desarrollos científicos ulteriores. En esta edición del Códice Leicester Laurenza explica que, en realidad, su obra era conocida en los círculos de científicos que reformaron la geología entre los siglos XVII y XIX, como el vulcanólogo William Hamilton, embajador británico en Nápoles desde 1764 hasta 1800. Algunas copias del códice escritas a mano alcanzaron una gran circulación por lugares clave para la geología moderna, como Londres, Roma, Florencia, Nápoles, París y Weimar. De una manera u otra, Leonardo nunca deja de sorprender a quienes lo estudian.

 

Artículo original publicado en Nature, vol. 571, págs. 322-323, 2019. Traducido con el permiso de Macmillan Publishers Ltd. © 2019.

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