François Arago
gigatos | März 25, 2022
Zusammenfassung
Dominique François Jean Arago (katalanisch: Francesc Aragó, IPA: ; 26. Februar 1786 – 2. Oktober 1853), war ein französischer Mathematiker, Physiker, Astronom, Freimaurer, Anhänger der Karbonischen Revolutionäre und Politiker.
Arago wurde in Estagel, einem kleinen Dorf mit 3.000 Einwohnern in der Nähe von Perpignan im Departement Pyrénées-Orientales, Frankreich, geboren, wo sein Vater das Amt des Schatzmeisters der Münzanstalt innehatte. Seine Eltern waren François Bonaventure Arago (1754-1814) und Marie Arago (1755-1845).
Arago war der älteste von vier Brüdern. Jean (1788-1836) wanderte nach Nordamerika aus und wurde General in der mexikanischen Armee. Jacques Étienne Victor (1799-1855) nahm von 1817 bis 1821 an der Entdeckungsreise von Louis de Freycinet in der Uranie teil und widmete sich nach seiner Rückkehr nach Frankreich dem Journalismus und dem Theater. Der vierte Bruder, Étienne Vincent (1802-1892), soll mit Honoré de Balzac an Die Erbin von Birague zusammengearbeitet haben und schrieb von 1822 bis 1847 zahlreiche leichte dramatische Stücke, meist in Zusammenarbeit.
François Arago, der eine ausgeprägte militärische Neigung zeigte, wurde auf das städtische Gymnasium von Perpignan geschickt, wo er begann, Mathematik zu studieren, um sich auf die Aufnahmeprüfung an der École Polytechnique vorzubereiten. Innerhalb von zweieinhalb Jahren beherrschte er alle für die Prüfung vorgeschriebenen Fächer und noch viel mehr, und als er zur Prüfung in Toulouse antrat, verblüffte er seinen Prüfer durch seine Kenntnisse über J. L. Lagrange.
Gegen Ende des Jahres 1803 trat Arago in die École Polytechnique in Paris ein, fand aber offenbar, dass die dortigen Professoren nicht in der Lage waren, ihm Wissen zu vermitteln oder Disziplin zu wahren. Er strebte den Dienst in der Artillerie an und wurde 1804 auf Anraten und Empfehlung von Siméon Poisson zum Sekretär des Pariser Observatoriums ernannt. Er lernte Pierre-Simon Laplace kennen und erhielt durch dessen Einfluss den Auftrag, zusammen mit Jean-Baptiste Biot die von J. B. J. Delambre begonnenen und seit dem Tod von P. F. A. Méchain im Jahr 1804 unterbrochenen Meridianbogenmessungen zu vollenden (Meridianbogen von Delambre und Méchain). Arago und Biot verließen Paris 1806 und begannen ihre Arbeiten entlang der spanischen Berge. Biot kehrte nach Paris zurück, nachdem sie den Breitengrad von Formentera, dem südlichsten Punkt, zu dem sie die Vermessung durchführen sollten, bestimmt hatten. Arago setzte die Arbeiten bis 1809 fort, um einen Meridianbogen zu messen und so die genaue Länge eines Meters zu bestimmen.
Nach Biots Abreise breitete sich die durch den Einmarsch der Franzosen in Spanien ausgelöste politische Unruhe auch auf die Balearen aus, und die Bevölkerung verdächtigte Aragos Bewegungen und das Entzünden von Feuern auf dem Gipfel des Galatzó (katalanisch: Mola de l“Esclop) als Aktivitäten eines Spions für die Invasionsarmee. Deren Reaktion war so heftig, dass er sich im Juni 1808 der Festung Bellver stellen musste, um dort inhaftiert zu werden. Am 28. Juli entkam er mit einem Fischerboot von der Insel und erreichte nach einer abenteuerlichen Reise am 3. August Algier. Von dort aus erhielt er eine Passage auf einem Schiff nach Marseille, doch am 16. August, als das Schiff sich Marseille näherte, fiel es in die Hände eines spanischen Korsaren. Zusammen mit dem Rest der Besatzung wurde Arago nach Roses gebracht und zunächst in einer Windmühle und dann in einer Festung gefangen gehalten, bis die Stadt in die Hände der Franzosen fiel und die Gefangenen nach Palamos gebracht wurden.
Nach dreimonatiger Gefangenschaft wurden Arago und die anderen auf Verlangen des Deys von Algier freigelassen und setzten am 28. November erneut die Segel in Richtung Marseille, wurden dann aber in Sichtweite ihres Hafens durch einen Nordwind nach Bougie an der afrikanischen Küste zurückgetrieben. Von dort aus hätte die Überfahrt nach Algier auf dem Seeweg drei Monate gedauert; daher machte sich Arago unter der Führung eines muslimischen Priesters auf den Landweg und erreichte Algier am ersten Weihnachtstag. Nach sechs Monaten in Algier stach er am 21. Juni 1809 erneut in See und reiste nach Marseille, wo er eine eintönige und unwirtliche Quarantäne im Lazarett über sich ergehen lassen musste, bevor er seine Schwierigkeiten überwinden konnte. Der erste Brief, den er im Lazarett erhielt, stammte von Alexander von Humboldt, und dies war der Beginn einer Verbindung, die nach Aragos Worten „mehr als vierzig Jahre andauerte, ohne dass je eine einzige Wolke sie getrübt hätte.“
Arago war es gelungen, die Aufzeichnungen seiner Vermessung zu bewahren, und seine erste Handlung nach seiner Rückkehr nach Hause bestand darin, sie im Bureau des Longitudes in Paris zu hinterlegen. Als Belohnung für sein abenteuerliches Verhalten im Dienste der Wissenschaft wurde er im bemerkenswert frühen Alter von dreiundzwanzig Jahren zum Mitglied der französischen Akademie der Wissenschaften gewählt, und noch vor Ende des Jahres 1809 wurde er vom Rat der École Polytechnique zum Nachfolger von Gaspard Monge auf dem Lehrstuhl für analytische Geometrie ernannt. Gleichzeitig ernannte ihn der Kaiser zu einem der Astronomen des Pariser Observatoriums, in dem er bis zu seinem Tod lebte. In dieser Eigenschaft hielt er seine bemerkenswert erfolgreiche Reihe von populären Astronomievorlesungen, die von 1812 bis 1845 fortgesetzt wurden.
In den Jahren 1818 oder 1819 führte er zusammen mit Biot geodätische Arbeiten an den Küsten Frankreichs, Englands und Schottlands durch. Sie maßen die Länge des Sekundenpendels in Leith, Schottland, und auf den Shetland-Inseln. Die Ergebnisse dieser Beobachtungen wurden 1821 zusammen mit denen aus Spanien veröffentlicht. Unmittelbar danach wurde Arago zum Mitglied des Bureau des Longitudes gewählt und lieferte etwa zweiundzwanzig Jahre lang in jedem seiner Jahrbücher wichtige wissenschaftliche Beiträge zur Astronomie und Meteorologie und gelegentlich auch zum Bauwesen sowie interessante Erinnerungen an Mitglieder der Akademie.
Aragos erste physikalische Forschungen betrafen den Dampfdruck bei verschiedenen Temperaturen und die Schallgeschwindigkeit (1818 bis 1822). Seine magnetischen Beobachtungen fanden hauptsächlich von 1823 bis 1826 statt. Er entdeckte den Rotationsmagnetismus, die so genannten Arago“schen Rotationen, und die Tatsache, dass die meisten Körper magnetisiert werden können; diese Entdeckungen wurden von Michael Faraday vervollständigt und erläutert.
Arago unterstützte die optischen Theorien von Augustin-Jean Fresnel und trug dazu bei, Fresnels Wellentheorie des Lichts zu bestätigen, indem er das beobachtete, was heute als Fleck von Arago bekannt ist. Die beiden Philosophen führten gemeinsam die Experimente zur Polarisation des Lichts durch, die zu der Schlussfolgerung führten, dass die Schwingungen des leuchtenden Äthers quer zur Bewegungsrichtung verlaufen und dass die Polarisation aus einer Auflösung der geradlinigen Ausbreitung in rechtwinklige Komponenten besteht. Die spätere Erfindung des Polariskops und die Entdeckung der Rotary-Polarisation gehen auf Arago zurück. Er erfand den ersten Polarisationsfilter im Jahr 1812. Er war der erste, der eine polarimetrische Beobachtung eines Kometen durchführte, als er das polarisierte Licht des Schweifs des Großen Kometen von 1819 entdeckte.
Die allgemeine Idee der experimentellen Bestimmung der Lichtgeschwindigkeit, wie sie später von Hippolyte Fizeau und Léon Foucault durchgeführt wurde, wurde 1838 von Arago vorgeschlagen, aber seine schwindende Sehkraft hinderte ihn daran, die Einzelheiten zu regeln oder die Experimente durchzuführen.
Aragos Ruhm als Experimentator und Entdecker beruht vor allem auf seinen Beiträgen zum Magnetismus, wo er zusammen mit Léon Foucault die Wirbelströme entdeckte, und noch mehr zur Optik. Er zeigte, dass eine Magnetnadel, die über nicht eisenhaltigen Oberflächen wie Wasser, Glas, Kupfer usw. in Schwingung versetzt wird, in dem Maße schneller fällt, wie sie sich der Oberfläche mehr oder weniger nähert. Auf diese Entdeckung, die ihm 1825 die Copley-Medaille der Royal Society einbrachte, folgte eine weitere, nämlich die, dass eine rotierende Kupferplatte dazu neigt, ihre Bewegung auf eine darüber aufgehängte Magnetnadel zu übertragen, was er „Rotationsmagnetismus“ nannte, heute aber (nach Faradays Erklärung von 1832: 283) als Wirbelstrom bekannt ist. Arago kann auch mit Fug und Recht als derjenige angesehen werden, der den seit langem vermuteten Zusammenhang zwischen den Polarlichtern und den Schwankungen der magnetischen Elemente bewiesen hat. 1827 wurde er zum assoziierten Mitglied des Königlichen Instituts der Niederlande gewählt, und als dieses Institut 1851 zur Königlichen Niederländischen Akademie der Künste und Wissenschaften wurde, wurde er ausländisches Mitglied. Im Jahr 1828 wurde er zum ausländischen Mitglied der Königlich Schwedischen Akademie der Wissenschaften gewählt.
Auf dem Gebiet der Optik machte Arago nicht nur selbst wichtige optische Entdeckungen, sondern wird auch für die Anregung des Genies von Jean-Augustin Fresnel verantwortlich gemacht, mit dessen Geschichte, ebenso wie mit der von Étienne-Louis Malus und Thomas Young, dieser Teil seines Lebens eng verwoben ist.
Kurz nach Beginn des 19. Jahrhunderts prägen die Arbeiten von mindestens drei Philosophen die Lehre von der Wellentheorie des Lichts. Fresnels Argumente zugunsten dieser Theorie stoßen bei Laplace, Poisson und Biot, den Verfechtern der Emissionstheorie, auf wenig Gegenliebe, werden aber von Humboldt und Arago, der von der Akademie mit der Erstellung eines Gutachtens beauftragt worden war, begeistert aufgenommen. Dies war der Grundstein für eine innige Freundschaft zwischen Arago und Fresnel und für die Entschlossenheit, gemeinsam weitere grundlegende Gesetze der Polarisation des Lichts mit ihren Mitteln zu erarbeiten. Als Ergebnis dieser Arbeit konstruierte Arago ein Polariskop, das er für einige interessante Beobachtungen über die Polarisation des Himmelslichts nutzte. Er entdeckte auch die Fähigkeit des Quarzes zur rotatorischen Polarisation.
Zu den zahlreichen Beiträgen Aragos zur Unterstützung der Wellenhypothese gehört das experimentum crucis, das er zur direkten Messung der Lichtgeschwindigkeit in Luft, Wasser und Glas vorschlug. Nach der Emissionstheorie sollte die Geschwindigkeit durch eine Erhöhung der Dichte des Mediums beschleunigt werden; nach der Wellentheorie sollte sie gebremst werden. 1838 teilte er der Akademie die Einzelheiten seines Apparates mit, der die von Charles Wheatstone 1835 zur Messung der Geschwindigkeit der elektrischen Entladung verwendeten Relaisspiegel nutzte; aber wegen der großen Sorgfalt, die die Durchführung des Projekts erforderte, und wegen der Unterbrechung seiner Arbeit durch die Revolution von 1848 dauerte es bis zum Frühjahr 1850, bis er seine Idee in die Tat umsetzen konnte; dann verließ ihn plötzlich sein Augenlicht. Noch vor seinem Tod wurde jedoch die Verzögerung des Lichts in dichteren Medien durch die Experimente von H. L. Fizeau und B. L. Foucault nachgewiesen, die, mit Verbesserungen im Detail, auf dem von ihm vorgeschlagenen Plan basierten.
1830 wurde Arago, der stets liberale und republikanische Ansichten vertrat, zum Mitglied der Abgeordnetenkammer des Departements Pyrénées-Orientales gewählt. Er setzte seine Redegewandtheit und seine wissenschaftlichen Kenntnisse in allen Fragen ein, die mit der öffentlichen Bildung, der Belohnung von Erfindern und der Förderung der mechanischen und praktischen Wissenschaften zusammenhingen. Viele der verdienstvollsten nationalen Unternehmungen, die aus dieser Zeit stammen, sind auf sein Eintreten zurückzuführen – wie die Belohnung von Louis Daguerre für die Erfindung der Fotografie, der Zuschuss für die Veröffentlichung der Werke von Fermat und Laplace, der Erwerb des Museums von Cluny, die Entwicklung von Eisenbahnen und elektrischen Telegrafen, die Verbesserung des Reneils. 1839 berichtete Arago den verblüfften Zuhörern einer gemeinsamen Sitzung der Akademien der Künste und der Wissenschaften von der Erfindung der Fotografie.
1830 wurde Arago auch zum Direktor des Observatoriums ernannt, und als Mitglied der Abgeordnetenkammer gelang es ihm, Zuschüsse für den teilweisen Wiederaufbau des Observatoriums und für die Anschaffung prächtiger Instrumente zu erhalten. Im selben Jahr wurde er auch zum ständigen Sekretär der Akademie der Wissenschaften ernannt und trat damit die Nachfolge von Joseph Fourier an. Arago stellte sich in den Dienst der Akademie, und durch seine Fähigkeit, Freundschaften zu schließen, erlangte er für die Akademie und für sich selbst sofort einen weltweiten Ruf. Als ständiger Sekretär war es seine Aufgabe, historische Laudationes auf verstorbene Mitglieder zu halten; und für diese Aufgabe eigneten sich seine Schnelligkeit und Leichtigkeit des Denkens, seine fröhliche Pikanterie des Stils und sein umfangreiches Wissen besonders gut. Im Jahr 1832 wurde er zum ausländischen Ehrenmitglied der American Academy of Arts and Sciences gewählt.
1834 besuchte Arago erneut Schottland, um an der Tagung der British Association in Edinburgh teilzunehmen. Von diesem Zeitpunkt an bis 1848 führte er ein vergleichsweise ruhiges Leben – obwohl er innerhalb der Akademie und des Observatoriums weiterarbeitete und eine Vielzahl von Beiträgen zu allen Abteilungen der physikalischen Wissenschaften lieferte -, aber nach dem Sturz von Louis-Philippe verließ er sein Labor, um der provisorischen Regierung beizutreten (24. Februar 1848). Er wurde mit zwei wichtigen Aufgaben betraut, die noch nie zuvor einer Person übertragen worden waren, nämlich mit dem Ministerium für Marine und Kolonien (in ersterer Funktion verbesserte er die Verpflegung der Marine und schaffte die Auspeitschung ab. Außerdem schaffte er politische Eide aller Art ab und setzte gegen eine Reihe von Geldinteressen die Abschaffung der Sklaverei in den französischen Kolonien durch.
Am 10. Mai 1848 wurde Arago zum Mitglied der Kommission der Exekutivgewalt, einem Leitungsorgan der französischen Republik, gewählt. Er wurde zum Präsidenten der Exekutivkommission ernannt (11. Mai 1848) und amtierte in dieser Funktion als provisorisches Staatsoberhaupt bis zum 24. Juni 1848, als der verfassunggebenden Nationalversammlung der kollektive Rücktritt der Kommission vorgelegt wurde. Anfang Mai 1852, als die Regierung von Louis Napoleon von allen ihren Funktionären einen Treueeid verlangte, weigerte sich Arago entschieden und reichte seinen Rücktritt als Astronom des Bureau des Longitudes ein. Der Staatspräsident lehnte dies jedoch ab und machte „eine Ausnahme zugunsten eines Gelehrten, dessen Werke Frankreich Glanz verliehen hatten und dessen Existenz die Regierung nur ungern schmälern würde“.
Kap Gregory in Oregon wurde von Kapitän Cook am 12. März 1778 nach dem Heiligen Gregor, dem Heiligen dieses Tages, benannt; es wurde nach François Arago in Kap Arago umbenannt.
Arago blieb bis zum Schluss ein konsequenter Republikaner, und nach dem Staatsstreich von 1852 legte er, obwohl er zunächst an Diabetes, dann an der Brightschen Krankheit, die durch Wassersucht verkompliziert wurde, litt, sein Amt als Astronom nieder, anstatt den Treueeid zu leisten. Napoleon III. ordnete an, dass der alte Mann in keiner Weise gestört werden dürfe und dass ihm die Freiheit gelassen werden sollte, zu sagen und zu tun, was er wollte. Im Sommer 1853 rieten seine Ärzte Arago, die Wirkung seiner Heimatluft auszuprobieren, und so machte er sich auf den Weg in die östlichen Pyrenäen, doch dies blieb erfolglos und er starb in Paris. Sein Grab befindet sich auf dem berühmten Friedhof Père Lachaise in Paris. Arago war ein Atheist.
Aragos Werke wurden nach seinem Tod unter der Leitung von J. A. Barral veröffentlicht, in 17 Bänden, 8vo, 1854-1862; außerdem separat seine Astronomie populaire, in 4 Bänden; Notices biographiques, in 3 Bänden; Indices scientifiques, in 5 Bänden; Voyages scientifiques, in 1 Band; Grimoires scientifiques, in 2 Bänden; Mélanges, in 1 Band; und Tables analytiques et documents importants (mit Portrait), in 1 Band.
Von den folgenden Teilen von Aragos Werken sind englische Übersetzungen erschienen:
Quellen
