Una de las anécdotas famosas de su vida fue cómo encontró el medio de calcular el volumen de cuerpos irregulares a partir del desplazamiento de volumen de agua al sumergirlos, aplicando el conocido principio de Arquímedes sobre hidrostática. De ahí la leyenda de que saliera corriendo del baño, cuando se le ocurrió la idea de dicho principio, gritando "¡Eureka!" ("Lo encontré") desnudo por las calles.
A finales del siglo, siendo Arquímedes ya un anciano, y en el contexto de la Segunda Guerra Púnica entre Roma y Cartago, Siracusa se alió con los cartagineses. Los romanos intentaron tomar la ciudad al asalto, pero no contaron con el ingenio del viejo matemático. Éste construyó artilugios basados en principios matemáticos para hundir barcos y disuadir a las tropas romanas. Tanto fue así, que no les quedó más remedio que optar por un asedio sitiando la ciudad durante dos años hasta que se rindió. No obstante, Plutarco describe la preocupación romana contando que cuando se veía cualquier viga o polea en las murallas de la ciudad, los legionarios eran presa de un nervioso pánico.
Cuando finalmente los romanos entraron en la ciudad, llevaban órdenes del general Marcelo de respetar la vida de Arquímedes. Quizá era consciente de su valor en la guerra, o puede que fuera simple admiración (los antiguos sabían apreciar el genio mejor que ahora). Sin embargo, cuando un soldado le encontró, Arquímedes estaba dibujando unos círculos resolviendo un problema matemático. El soldado le ordenó acompañarlo para presentarse al general, pero Arquímedes dijo que antes tenía que resolver el problema que le ocupaba. El soldado, irritado, le asesinó con su espada. Dicen que sus últimas palabras fueron: "No molestes a mis círculos."
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