A S T R O B I O G R A F I A S
Joseph-Louis Lagrange
(Turín,
25 de enero de 1736 / París,
10 de abril de 1813)
Joseph Lagrange. Extraído de:
https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2004/12/Joseph-Louis_Lagrange
Por David Oviedo.
Asociación Larense de Astronomía, ALDA.
Joseph-Louis Lagrange, fue un destacado
físico, astrónomo y matemático francés
de origen italiano, considerado uno de
los científicos más importantes de su época, por sus
diversas contribuciones al desarrollo de la Física y la Matemática,
entre ellos la reformulación de la mecánica newtoniana en la forma de la
mecánica lagrangiana y la invención de diversos métodos de resolución de
problemas en ámbitos que van desde las ecuaciones diferenciales hasta diversos
tópicos del álgebra.
Lagrange nace en la próspera
ciudad piamontesa de Turín, capital del entonces Reino de Cerdeña, bajo
el nombre de Giuseppe Ludovico Lagrangia, en el seno
de una familia con ascendencia francesa y caracterizada por contar con
una larga tradición de funcionarios. Su padre Giuseppe Lagrange, tutela sus
estudios básicos en Turín,
con el objetivo de que Joseph-Louis se convirtiera en abogado y
continuara con el legado familiar de vínculos con el funcionariado.
Mientras cursaba sus estudios básicos, Lagrange inclinó sus intereses
hacia la Ciencia, a partir de la lectura casual de algunos trabajos publicados
por el astrónomo británico Edmund Halley (1656-1742). Cautivado por el
extraordinario trabajo astronómico de Halley, decide emprender sus estudios en
Física y Matemática, prácticamente en forma autodidacta. Su primera labor en el
campo científico, fue como profesor de Matemáticas en la Escuela Real de
Artillería de Turín, durante su estancia como instructor castrense realiza sus
primeras contribuciones al estudio de la Física, con una serie de trabajos sobre
propagación del sonido y el tratamiento matemático del comportamiento de las
ondas.
En 1754, Lagrange intercambia correspondencia con el prestigioso
matemático Leonhard Euler (1707-1783) y le presenta su primer gran
descubrimiento matemático: el cálculo de variaciones, convirtiéndose en una
poderosa herramienta para la resolución de problemas de máximos y mínimos que
implican un número infinito de variables. Este nuevo método, llamó la atención
de Euler, reconociendo su generalidad y la superioridad frente a la aproximación
que había realizado previamente; ante esto Euler hizo un particular gesto de
cortesía y retuvo un artículo que había escrito, para que Lagrange pudiera tener
tiempo de completar, refinar y publicar su trabajo.
Uno de los estudios pioneros de Lagrange en el área de Astronomía, fue
publicado en 1764 y merecedor de un premio de la Academia de Ciencias de París,
se trataba de una explicación formal sobre el movimiento lunar, convirtiéndose
en un investigación que expone la perspectiva dinámica propuesta por Lagrange;
esclareciendo el fenómeno de la libración lunar y desarrollando la idea básica
de las coordenadas generalizadas, un elemento fundamental de sus posteriores
aportes al desarrollo de la mecánica.
Para 1766, de la mano del matemático y enciclopedista Jean d’Alembert
(1717-1783) y por recomendación personal de Euler, Lagrange asume como miembro
de la Academia de Ciencias de Berlín y su recepción es organizada por Federico
II de Prusia (reconocido históricamente como Federico el Grande), quien expresó
su deseo de contar con el mayor matemático de Europa en la corte del rey más
grande de Europa.
A pesar de su difícil adaptación al entorno berlinés, su estancia prusiana fue
la de mayor productividad en la prolífica carrera científica de Lagrange,
publicando más de 80 trabajos y llegando a investigar en una infinidad de
ámbitos de estudios que van desde la teoría de números hasta la mecánica
celeste. En este periodo, redacta su obra maestra “Méchanique Analitique”,
aunque decide aplazar su publicación para robustecer el trasfondo matemático.
En la década de 1770, Lagrange se dedica casi de forma exclusiva al análisis
matemático, desarrollando nuevos métodos para la resolución de ecuaciones
algebraicas, es así como propone el teorema de cuatro cuadrados para dar
solución a la conjetura de Bachet y publicó algunas memorias sobre la resolución
de ecuaciones diferenciales. No obstante, Lagrange durante este período,
participa activamente en algunos problemas abiertos relacionados a la
Astronomía, es así como en 1773 publica su ensayo sobre problema de tres cuerpos
aplicado a la mecánica celeste y en ese mismo año desarrolla sus trabajos sobre
perturbaciones en la dinámica de los cometas.
En 1783, Lagrange se muestra visiblemente afectado por la muerte de d’Alembert y
de su esposa Vittoria, entrando en un periodo de crisis a nivel personal. Con
las recientes pérdidas y tras la muerte de Federico el Grande en 1786, el tiempo
de Lagrange en Berlín estaba contado; ante esta situación fue tentado por
diversas ofertas de trabajo, muchas de ellas provenientes de estados de la
península itálica, que buscaban desesperadamente el retorno de Lagrange.
Sin embargo, Lagrange recibe una notable oferta de trabajo en París, que le
ofrecía una posición de investigación cómoda y sin ninguna carga de enseñanza
académica, de este modo termina aceptando la invitación del rey Luis XVI para
trasladarse a la metrópoli francesa. A su llegada a París, publica su obra
maestra “Méchanique Analitique”, en el cual Lagrange transforma el
esquema geométrico heredado de la dinámica newtoniana, en un método analítico
general basado en construcciones provenientes del análisis matemático.
Portada de Méchanique Analitique.
Con los acontecimientos desencadenados a partir de la Revolución Francesa en
1789 y con las crecientes presiones sobre algunos miembros de la Academia de
Ciencias de París, tildados de pro-monárquicos, como el astrónomo Jean-Dominique
Cassini Conde de Cassini (1748-1845) y el químico Antoine-Laurent
Lavoisier (1743-1794), la situación de Lagrange también se vuelve enormemente
complicada, al ser extranjero y mantener un estatus de invitado real.
En medio de esta situación, Lagrange contrae segundas nupcias a finales de 1792
con Adelaide Le Monnier, hija del eminente astrónomo francés Pierre Charles Le
Monnier (1715-1799), por este matrimonio Lagrange adquiere el derecho a ser
reconocido como ciudadano francés, no obstante la destitución y posterior
condena a muerte de los reyes, deja en suspenso el proceso de la ciudadanía y
complica aún más el panorama de Lagrange. A pesar del delicado contexto,
Lagrange no detiene en ningún momento sus investigaciones y publica un
importante trabajo de geometría analítica en donde demuestra las ecuaciones
canónicas de las cuádricas.
La situación de Lagrange pasaría a ser sumamente crítica a inicios de 1794, tras
un decreto en donde se establecía la expulsión o detención de extranjeros
provenientes de potencias enemigas de la República Francesa, en esta delicada
coyuntura Lavoisier intercede activamente en favor de Lagrange ante parte de las
autoridades republicanas, evitando así un posible proceso judicial en contra de
Lagrange.
En mayo de 1794, durante los sucesos finales de “El Terror” y previo a la caída
de Robespierre, Lavoisier culpado de actitudes contrarrevolucionarias era
condenado a la guillotina por un tribunal de salvación pública. Lagrange
lamentaría profundamente la muerte de Lavoisier, quien meses antes le había
defendido de un eventual proceso judicial, ante su muerte Lagrange diría: “Ha
bastado un instante para cortarle la cabeza, pero Francia necesitará un siglo
para que aparezca otra que se le pueda comparar”.
Durante la etapa republicana, Lagrange se ve obligado a aceptar posiciones de
instrucción y enseñanza pública en universidades, viéndose afectado el acuerdo
alcanzado durante su llegada a París en 1788. Es así como Lagrange se convierte
en profesor titular en la École Normale de París y en la École Centrale de
Travaux Publics (que algunos años más tarde se convertiría en la École
Polytechnique), contando con estudiantes de la talla del matemático y físico
francés Joseph Fourier (1768-1830), del físico Simeon Poisson (1781-1840) y del
matemático italiano Giovanni Plana (1781-1864), además de llegar a compartir
labores de enseñanza con el matemático Gaspard Monge (1746-1818) y con el
químico Antoine Fourcroy (1755-1809).
Con el cambiante y turbulento entorno político francés, Lagrange se integra de
forma estable en el naciente sistema de instituciones científicas y académicas
de Francia, apoyado en gran medida por el prestigio que le precedía de sus
brillantes inicios en Turín y de su productiva madurez en Berlín. Compartiendo
su tiempo con las posiciones académicas, desarrolla en 1795 un robusto trabajo
de análisis numérico, denominado método de interpolación polinómica de Lagrange,
el cual es de gran utilidad en la aproximación de funciones.
Posterior al año 1795, se integra de forma activa en la comisión de pesos y
medidas, en donde trabaja con los prominentes científicos Pierre-Simon de
Laplace (1749-1827), Pierre Mechain (1744-1804), Joseph Delambre (1749-1822) y
Joseph Lalande (1732-1807). La influencia ejercida por Lagrange y Laplace es
decisiva para la adopción y refinamiento del sistema métrico.
En paralelo a las contribuciones de Lagrange en el campo de la estandarización
de pesos y medidas, tiene lugar el meteórico ascenso de Napoleón Bonaparte
(1769-1821), quien reconoce en Lagrange una figura de autoridad en el campo
científico y agradece sus esfuerzos en pro de la investigación matemática, en
ese sentido, Bonaparte restaura el acuerdo de trabajo de 1788 para Lagrange y le
concede una serie de honores adicionales: Senador, Gran Oficial de la Legión de
Honor y Conde del Imperio.
Lagrange fallece en 1813 y por orden personal de Bonaparte sus restos son
depositados con honores imperiales en el Panthéon. Su fecunda carrera de
investigación lo posiciona como uno de los matemáticos más influyentes de todos
los tiempos y su principal obra “Méchanique Analitique” lo convierte en
el principal desarrollador de la mecánica como rama de la Física.
Referencias
Aznar, E.R. Joseph-Louis de Lagrange [Artículo en línea] Disponible:
https://www.ugr.es/~eaznar/lagrange.htm
O’ Connor, J.J. Robertson E.F. Joseph-Louis Lagrange [Artículo en línea]
Disponible:
https://mathshistory.st-andrews.ac.uk/Biographies/Lagrange/