Giovanni Alfonso Borelli ( pronunciación italiana: [dʒoˈvanni alˈfɔnso boˈrɛlli] ; 28 de enero de 1608 - 31 de diciembre de 1679) fue un fisiólogo , físico y matemático italiano del Renacimiento , a menudo descrito como el padre de la biomecánica. [1] Contribuyó al principio moderno de la investigación científica al continuar la práctica de Galileo de probar hipótesis contra la observación. Formado en matemáticas, Borelli también realizó estudios extensos de las lunas de Júpiter , la mecánica de la locomoción animal y, en microscopía , de los componentes de la sangre . También utilizó la microscopía para investigar el movimiento estomático de las plantas y realizó estudios de medicina y geología. Durante su carrera, disfrutó del mecenazgo de la reina Cristina de Suecia . Fue el primer científico en explicar que los movimientos corporales animales y humanos son causados por contracciones musculares. [2]
Giovanni Borelli nació el 28 de enero de 1608 en el distrito de Castel Nuovo , en Nápoles . [3] Fue el hijo primogénito del soldado de infantería español Miguel Alfonso y una mujer local llamada Laura Porello (alternativamente Porelli o Borelli ). Borelli tenía cinco hermanos. [4]
Borelli finalmente viajó a Roma, donde estudió física con Benedetto Castelli , matriculándose en matemáticas en la Universidad Sapienza de Roma . [4] De 1635 a 1656 se desempeñó como profesor de matemáticas en Messina , Sicilia. En 1635, el Senado de Messina le ofreció una membresía en la prestigiosa Accademia della Fucina, que era una sociedad intelectual de científicos dedicada al estudio y publicación principalmente sobre ciencias físicas y naturales bajo la supervisión y protección del Senado. Borelli fue designado para investigar "las causas de la fiebre maligna que azotó gran parte de Italia en 1647. Atribuyó la causa a una infección transmitida por el aire y cuestionó la opinión predominante de que la enfermedad se debía al calor excesivo, la humedad o las influencias astrológicas". [4] Incluso ideó un tratamiento para la enfermedad. [1] Mientras Borelli trabajaba en el estudio de la enfermedad, también continuó estudiando matemáticas. En 1658 publicó una versión revisada de los Elementos de Euclides llamada Euclides Restitutus (Euclides restaurado). Euclides fue un matemático griego antiguo cuyo libro había sido uno de los textos matemáticos más importantes durante siglos. Borelli también revisó Apolonio de Perga: Cónicas, un tratado sobre matemáticas que examinaba parábolas y elipses. Apolonio de Perga fue un astrónomo y matemático griego antiguo. [2]
Alrededor de 1655, Borelli fue invitado a la Universidad de Pisa por Ferdinando De' Medici, Gran Duque de Toscana. Durante este tiempo conoció al astrónomo Galileo Galilei . [4] Si bien es probable que siguieran siendo conocidos, Galileo rechazó las consideraciones para nominar a Borelli como jefe de Matemáticas en la Universidad de Pisa cuando él mismo dejó el puesto. Borelli alcanzaría este puesto en 1656. Fue allí donde conoció por primera vez al anatomista italiano Marcello Malpighi . [5]
Borelli y Malpighi fueron miembros fundadores de la efímera Accademia del Cimento , una academia científica italiana fundada en 1657. Fue allí donde Borelli, atraído por los estudios del propio Malpighi, comenzó sus primeras investigaciones sobre la ciencia del movimiento animal, o biomecánica . Esto dio inicio a un interés que continuaría durante el resto de su vida, y que finalmente le valió el título de Padre de la Biomecánica. La participación de Borelli en la Accademia fue temporal y la organización se disolvió poco después de que él se fuera.
Entre 1664 y 1665, Borelli siguió la trayectoria de un cometa. Tomó medidas del cometa y concluyó que se movía en una órbita elíptica y curva alrededor del sol. Estas conclusiones iban en contra de la teoría científica aceptada en la época (que era apoyada e impuesta por la Iglesia católica), que afirmaba que la Tierra era el centro del universo. Era peligroso oponerse a las teorías de la Iglesia, por lo que Borelli publicó sus hallazgos bajo el seudónimo de Pier Maria Mutoli. En un tratado titulado Del Movimento della Cometa Apparasa il mese di Dicembre (Del movimiento del cometa que aparece en el mes de diciembre), Borelli sugirió que los planetas y los cometas orbitan alrededor del sol. [2]
Borelli regresó a Messina en 1668 en medio de un levantamiento político que estaba creciendo contra los españoles en Italia. Borelli se unió a las fuerzas antiespañolas a pesar de sus lazos familiares con España a través de su padre. Cambió su apellido del nombre de su padre a una variación del nombre de su madre, probablemente para ocultar sus vínculos con los españoles. [2]
En 1674 Borelli fue exiliado de Messina a Roma [2] por su presunta participación en la conspiración política para liberar a Sicilia del dominio español. [4] Allí conoció por primera vez a la ex reina Cristina de Suecia , que había sido obligada a renunciar a su corona y exiliada a Roma dos décadas antes como castigo por convertirse al catolicismo . En 1672 se desempeñó como su médico personal y consultor científico. [1]
Borelli vivió el resto de sus años en la pobreza, enseñando matemáticas a los alumnos religiosos de la Casa Piarista de San Pantaleo , no lejos de la Piazza Navona , donde vivió desde septiembre de 1677. [6] Durante los últimos años de su vida, trabajó en su publicación más conocida De Motu Animalium (Sobre el movimiento de los animales), descrito como "un análisis rígido, mecánico, matemático y físico de varias funciones animales... [que] se convirtió en la biblia de la escuela iatromatemática o iatromecánica...". [7] El libro intentó aclarar la causa de la fatiga muscular, explicar la causa de la secreción de los órganos y explicar el concepto de dolor. [1] El volumen I se publicó en 1680, unos meses después de la muerte de Borelli. El volumen II del libro se publicó en 1681. Ambos volúmenes fueron dedicados a Cristina de Suecia, quien financió la publicación del libro con la ayuda de sus benefactores escolapios. [4]
Borelli murió en Roma el 31 de diciembre de 1679 por causas desconocidas. [2] Fue enterrado en la Iglesia de San Pantaleo, adyacente al convento de los Padres Escolapios, en el barrio de Parione, donde había vivido durante los dos últimos años de su vida. [8]
Los principales logros científicos de Borelli se centran en su investigación sobre la biomecánica . Este trabajo se originó con sus estudios sobre animales. Sus publicaciones, De Motu Animalium I y De Motu Animalium II, que toman prestado su título del tratado aristotélico , relacionan a los animales con las máquinas y utilizan las matemáticas para demostrar sus teorías. [9] El primer volumen trata sobre la acción biomecánica y muscular en humanos y animales (cómo se mueven los músculos cuando los seres vivos caminan, corren, nadan, saltan y vuelan). El segundo volumen analiza la fisiología de los órganos humanos, a saber, los pulmones y el corazón. [4] En este volumen concluyó que el corazón se contraía como otros músculos, pero a diferencia de estos músculos no estaba unido a ninguna extremidad. Observó que el propósito de la contracción cardíaca era enviar sangre a todo el cuerpo. [10]
Los anatomistas del siglo XVII fueron los primeros en sugerir el movimiento contráctil de los músculos. Borelli, sin embargo, fue el primero en sugerir que "los músculos no ejercen un movimiento vital de otra manera que no sea contrayéndose". También fue el primero en negar la influencia corpuscular en los movimientos de los músculos. Esto se demostró a través de sus experimentos científicos que demostraban que los músculos vivos no liberaban corpúsculos en el agua cuando se cortaban. Borelli también reconoció que el movimiento hacia adelante implicaba el movimiento del centro de gravedad de un cuerpo hacia adelante, que luego era seguido por el balanceo de sus extremidades para mantener el equilibrio. Sus estudios también se extendieron más allá de los músculos y la locomoción. En particular, comparó la acción del corazón con la de un pistón. Para que esto funcione correctamente, derivó la idea de que las arterias tienen que ser elásticas. Por estos descubrimientos, Borelli es etiquetado como el padre de la biomecánica moderna , y la Sociedad Americana de Biomecánica utiliza el Premio Borelli como su máximo honor para la investigación en el área. [11]
Junto con su trabajo sobre biomecánica , Borelli también tenía intereses en la física , específicamente en las órbitas de los planetas . [12] Borelli creía que los planetas giraban como resultado de tres fuerzas. La primera fuerza involucraba el deseo de los planetas de acercarse al sol. La segunda fuerza dictaba que los planetas eran impulsados hacia un lado por impulsos de la luz solar, que es corpórea . Finalmente, la tercera fuerza impulsaba a los planetas hacia afuera debido a la revolución del sol. El resultado de estas fuerzas es similar a la órbita de una piedra cuando está atada a una cuerda. Las mediciones de Borelli de las órbitas de los satélites de Júpiter se mencionan en el Volumen 3 de los Principia de Newton .
Borelli también es considerado la primera persona en considerar un aparato de respiración submarina autónomo junto con su diseño temprano de submarino. [13] [14] El gas exhalado se enfriaba con agua de mar después de pasar a través de un tubo de cobre. El casco era de latón con una ventana de vidrio y 0,6 m (2 pies) de diámetro. El aparato nunca fue utilizado ni probado. [15] Descubrió el principio del helióstato más de sesenta años antes que Willem de Gravesande . [16] [17]
Borelli también escribió:
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