François Arago
gigatos | mars 27, 2022
Résumé
Dominique François Jean Arago (catalan : Francesc Aragó, IPA : ; 26 février 1786 – 2 octobre 1853), était un mathématicien, physicien, astronome, franc-maçon, partisan des révolutionnaires carbonari et homme politique français.
Arago est né à Estagel, un petit village de 3 000 habitants près de Perpignan, dans le département des Pyrénées-Orientales, en France, où son père occupait le poste de trésorier de la Monnaie. Ses parents étaient François Bonaventure Arago (1754-1814) et Marie Arago (1755-1845).
Arago était l »aîné de quatre frères. Jean (1788-1836) émigra en Amérique du Nord et devint général dans l »armée mexicaine. Jacques Étienne Victor (1799-1855) participa au voyage d »exploration de Louis de Freycinet dans l »Uranie de 1817 à 1821, et à son retour en France se consacra au journalisme et au théâtre. Le quatrième frère, Étienne Vincent (1802-1892), aurait collaboré avec Honoré de Balzac dans L »Héritière de Birague et, de 1822 à 1847, aurait écrit un grand nombre de pièces dramatiques légères, le plus souvent en collaboration.
Ayant des goûts militaires prononcés, François Arago est envoyé au collège municipal de Perpignan, où il commence à étudier les mathématiques en vue du concours d »entrée à l »École Polytechnique. En deux ans et demi, il maîtrise toutes les matières prescrites pour l »examen, et bien d »autres encore, et, lors de l »examen à Toulouse, il étonne son examinateur par sa connaissance de J. L. Lagrange.
Vers la fin de l »année 1803, Arago entre à l »École Polytechnique de Paris, mais il semble que les professeurs soient incapables de lui transmettre des connaissances ou de maintenir la discipline. Le service de l »artillerie était son ambition, et en 1804, grâce aux conseils et à la recommandation de Siméon Poisson, il reçut la nomination de secrétaire à l »Observatoire de Paris. Il fait alors la connaissance de Pierre-Simon Laplace, et grâce à son influence, il est chargé, avec Jean-Baptiste Biot, d »achever les mesures de l »arc méridien commencées par J. B. J. Delambre et interrompues depuis la mort de P. F. A. Méchain en 1804 (l »arc méridien de Delambre et Méchain). Arago et Biot quittent Paris en 1806 et commencent leurs opérations le long des montagnes d »Espagne. Biot revient à Paris après avoir déterminé la latitude de Formentera, le point le plus méridional jusqu »auquel ils devaient porter le levé. Arago poursuit les travaux jusqu »en 1809, son but étant de mesurer un arc de méridien afin de déterminer la longueur exacte d »un mètre.
Après le départ de Biot, l »effervescence politique provoquée par l »entrée des Français en Espagne s »étendit aux Baléares, et la population soupçonna les déplacements d »Arago et les feux qu »il allumait au sommet du mont Galatzó (en catalan : Mola de l »Esclop) d »être le fait d »un espion de l »armée d »invasion. Leur réaction est telle qu »il est obligé de se rendre pour être emprisonné dans la forteresse de Bellver en juin 1808. Le 28 juillet, il s »échappe de l »île à bord d »un bateau de pêche et, après un voyage aventureux, il atteint Alger le 3 août. De là, il obtient un passage sur un navire à destination de Marseille, mais le 16 août, alors que le navire approche de Marseille, il tombe aux mains d »un corsaire espagnol. Avec le reste de l »équipage, Arago est emmené à Roses, où il est emprisonné d »abord dans un moulin à vent, puis dans une forteresse, jusqu »à ce que la ville tombe aux mains des Français et que les prisonniers soient transférés à Palamos.
Après trois mois d »emprisonnement, Arago et les autres sont libérés à la demande du dey d »Alger, et s »embarquent à nouveau pour Marseille le 28 novembre, mais en vue de leur port, ils sont repoussés par un vent du nord à Bougie sur la côte africaine. Le transport par mer jusqu »à Alger à partir de cet endroit aurait occasionné un retard épuisant de trois mois ; Arago se mit donc en route par terre, guidé par un prêtre musulman, et l »atteignit le jour de Noël. Après six mois à Alger, il s »embarqua de nouveau, le 21 juin 1809, pour Marseille, où il dut subir une quarantaine monotone et inhospitalière dans le lazaret, avant que ses difficultés ne soient terminées. La première lettre qu »il reçut, alors qu »il était dans le lazaret, fut celle d »Alexander von Humboldt ; ce fut l »origine d »une liaison qui, selon les mots d »Arago, « dura plus de quarante ans sans qu »un seul nuage l »ait jamais troublée. »
Arago avait réussi à préserver les archives de son enquête, et le premier geste qu »il fit à son retour fut de les déposer au Bureau des Longitudes à Paris. En récompense de sa conduite aventureuse pour la cause de la science, il fut élu membre de l »Académie des Sciences, à l »âge remarquablement précoce de vingt-trois ans, et avant la fin de 1809, il fut choisi par le conseil de l »École Polytechnique pour succéder à Gaspard Monge dans la chaire de géométrie analytique. En même temps, il fut nommé par l »empereur l »un des astronomes de l »Observatoire de Paris, où il résida jusqu »à sa mort. C »est à ce titre qu »il prononça sa série de conférences populaires sur l »astronomie, qui connut un succès remarquable et fut poursuivie de 1812 à 1845.
En 1818 ou 1819, il entreprit avec Biot d »exécuter des opérations géodésiques sur les côtes de France, d »Angleterre et d »Ecosse. Ils mesurent la longueur du pendule des secondes à Leith, en Écosse, et dans les îles Shetland. Les résultats de ces observations sont publiés en 1821, en même temps que ceux effectués en Espagne. Arago fut élu membre du Bureau des Longitudes immédiatement après, et contribua à chacun de ses Annuaires, pendant environ vingt-deux ans, d »importantes notices scientifiques sur l »astronomie et la météorologie et occasionnellement sur le génie civil, ainsi que d »intéressants mémoires de membres de l »Académie.
Les premières recherches physiques d »Arago ont porté sur la pression de la vapeur à différentes températures et sur la vitesse du son, de 1818 à 1822. Ses observations magnétiques ont surtout eu lieu de 1823 à 1826. Il a découvert le magnétisme rotatif, ce qu »on a appelé les rotations d »Arago, et le fait que la plupart des corps pouvaient être magnétisés ; ces découvertes ont été complétées et expliquées par Michael Faraday.
Arago soutient chaleureusement les théories optiques d »Augustin-Jean Fresnel, aidant à confirmer la théorie ondulatoire de la lumière de Fresnel en observant ce qui est maintenant connu comme la tache d »Arago. Les deux philosophes ont mené ensemble les expériences sur la polarisation de la lumière qui ont permis de déduire que les vibrations de l »éther luminiferous étaient transversales à la direction du mouvement, et que la polarisation consistait en une résolution de la propagation rectiligne en composantes à angle droit les unes par rapport aux autres. L »invention ultérieure du polariscope et la découverte de la polarisation rotative sont dues à Arago. Il a inventé le premier filtre de polarisation en 1812. Il fut le premier à effectuer une observation polarimétrique d »une comète lorsqu »il découvrit la lumière polarisée de la queue de la Grande Comète de 1819.
L »idée générale de la détermination expérimentale de la vitesse de la lumière, telle qu »elle a été réalisée par la suite par Hippolyte Fizeau et Léon Foucault, a été suggérée par Arago en 1838, mais sa vue défaillante l »a empêché de régler les détails ou de réaliser les expériences.
La célébrité d »Arago en tant qu »expérimentateur et découvreur repose principalement sur ses contributions au magnétisme dans la codécouverte avec Léon Foucault des courants de Foucault, et encore plus à l »optique. Il a montré qu »une aiguille aimantée, mise en oscillation sur des surfaces non ferreuses, telles que l »eau, le verre, le cuivre, etc., descend plus rapidement dans l »étendue de ses oscillations selon qu »elle est plus ou moins approchée de la surface. Cette découverte, qui lui valut la médaille Copley de la Royal Society en 1825, fut suivie d »une autre, à savoir qu »une plaque de cuivre en rotation tend à communiquer son mouvement à une aiguille magnétique suspendue au-dessus d »elle, qu »il appela « magnétisme de rotation » mais qui (d »après l »explication de Faraday de 1832 : 283 ) est maintenant connu sous le nom de courant de Foucault. Arago a également le droit d »être considéré comme ayant prouvé la connexion longtemps suspectée entre les aurores boréales et les variations des éléments magnétiques. En 1827, il est élu membre associé de l »Institut royal des Pays-Bas. Lorsque cet institut devient l »Académie royale des arts et des sciences des Pays-Bas en 1851, il en devient membre étranger. En 1828, il est élu membre étranger de l »Académie royale des sciences de Suède.
Dans le domaine de l »optique, Arago a non seulement fait d »importantes découvertes optiques de son propre chef, mais on lui attribue la stimulation du génie de Jean-Augustin Fresnel, dont l »histoire, ainsi que celle d »Étienne-Louis Malus et de Thomas Young, est étroitement liée à cette partie de sa vie.
Peu après le début du XIXe siècle, les travaux d »au moins trois philosophes ont façonné la doctrine de la théorie ondulatoire de la lumière. Les arguments de Fresnel en faveur de cette théorie ne trouvèrent guère grâce auprès de Laplace, Poisson et Biot, les champions de la théorie de l »émission, mais ils furent ardemment soutenus par Humboldt et par Arago, qui avait été chargé par l »Académie de faire un rapport sur le document. Ce fut le fondement d »une amitié intime entre Arago et Fresnel, et d »une détermination à poursuivre ensemble les lois fondamentales de la polarisation de la lumière connues par leurs moyens. À la suite de ces travaux, Arago construisit un polariscope, qu »il utilisa pour des observations intéressantes sur la polarisation de la lumière du ciel. Il a également découvert le pouvoir de polarisation rotatoire du quartz.
Parmi les nombreuses contributions d »Arago à l »appui de l »hypothèse ondulatoire, figure l »experimentum crucis qu »il proposa de réaliser pour mesurer directement la vitesse de la lumière dans l »air, l »eau et le verre. Selon la théorie de l »émission, la vitesse devrait être accélérée par une augmentation de la densité du milieu ; selon la théorie des ondes, elle devrait être retardée. En 1838, il communiqua à l »Académie les détails de son appareil, qui utilisait les miroirs relais employés par Charles Wheatstone en 1835 pour mesurer la vitesse de la décharge électrique ; mais en raison du grand soin requis pour la réalisation du projet, et de l »interruption de ses travaux causée par la révolution de 1848, il fallut attendre le printemps 1850 pour qu »il soit prêt à mettre son idée à l »épreuve ; et c »est alors que sa vue céda soudainement. Avant sa mort, cependant, le retardement de la lumière dans les milieux plus denses a été démontré par les expériences de H. L. Fizeau et B. L. Foucault, qui, avec des améliorations de détail, étaient basées sur le plan proposé par lui.
En 1830, Arago, qui a toujours professé des opinions libérales de type républicain, est élu membre de la chambre des députés du département des Pyrénées-Orientales, et il emploie ses talents d »éloquence et ses connaissances scientifiques dans toutes les questions relatives à l »instruction publique, aux récompenses des inventeurs, à l »encouragement des sciences mécaniques et pratiques. Un grand nombre des entreprises nationales les plus honorables, datant de cette époque, sont dues à son action, telles que la récompense accordée à Louis Daguerre pour l »invention de la photographie, la subvention pour la publication des travaux de Fermat et de Laplace, l »acquisition du musée de Cluny, le développement des chemins de fer et du télégraphe électrique, l »amélioration du reneile. En 1839, Arago rapporte l »invention de la photographie aux auditeurs stupéfaits d »une réunion commune des académies des Arts et des Sciences.
En 1830, Arago fut également nommé directeur de l »Observatoire, et en tant que membre de la chambre des députés, il put obtenir des subventions pour le reconstruire en partie et pour y ajouter de magnifiques instruments. La même année, également, il fut choisi comme secrétaire perpétuel de l »Académie des Sciences, à la place de Joseph Fourier. Arago se jette à son service et, grâce à sa faculté de se faire des amis, il acquiert aussitôt pour elle et pour lui-même une réputation mondiale. En tant que secrétaire perpétuel, il avait le devoir de prononcer des éloges historiques sur les membres décédés ; et pour cette tâche, sa rapidité et sa facilité d »esprit, son heureuse piquant de style et ses vastes connaissances lui convenaient particulièrement. Il a été élu membre honoraire étranger de l »Académie américaine des arts et des sciences en 1832.
En 1834, Arago se rend à nouveau en Écosse, pour assister à la réunion de la British Association à Édimbourg. De cette époque à 1848, il mène une vie relativement tranquille – bien qu »il continue à travailler au sein de l »Académie et de l »Observatoire pour produire une multitude de contributions à tous les départements de la science physique – mais à la chute de Louis-Philippe, il quitte son laboratoire pour entrer au Gouvernement provisoire (24 février 1848). On lui confie deux fonctions importantes, qui n »avaient jamais été confiées auparavant à une seule personne, à savoir le ministère de la marine et des colonies (dans le premier cas, il améliore les rations dans la marine et abolit la flagellation. Il abolit également les serments politiques de toutes sortes et, contre les intérêts de l »argent, réussit à faire abolir l »esclavage dans les colonies françaises.
Le 10 mai 1848, Arago est élu membre de la Commission du pouvoir exécutif, organe directeur de la République française. Il est nommé président de la Commission du pouvoir exécutif (11 mai 1848) et occupe cette fonction de chef d »État provisoire jusqu »au 24 juin 1848, date à laquelle la démission collective de la commission est soumise à l »Assemblée nationale constituante. Au début du mois de mai 1852, lorsque le gouvernement de Louis Napoléon exige de tous ses fonctionnaires un serment d »allégeance, Arago refuse péremptoirement et envoie sa démission de son poste d »astronome au Bureau des Longitudes. Mais le prince-président ne l »accepte pas et fait « une exception en faveur d »un savant dont les travaux ont fait briller la France, et dont le gouvernement regretterait d »aigrir l »existence ».
Le Cap Gregory, dans l »Oregon, a été nommé par le capitaine Cook le 12 mars 1778 en l »honneur de Saint Gregory, le saint de ce jour ; il a été rebaptisé Cap Arago après François Arago.
Arago restera jusqu »au bout un républicain convaincu et, après le coup d »État de 1852, bien que souffrant d »abord de diabète, puis de la maladie de Bright, compliquée d »hydropisie, il démissionne de son poste d »astronome plutôt que de prêter le serment d »allégeance. Napoléon III donne des instructions pour que le vieil homme ne soit en aucune façon dérangé et qu »on le laisse libre de dire et de faire ce qu »il veut. Au cours de l »été 1853, ses médecins conseillèrent à Arago d »essayer l »effet de l »air de son pays natal, et il partit donc dans les Pyrénées orientales, mais ce fut sans effet et il mourut à Paris. Sa tombe se trouve au célèbre cimetière du Père Lachaise à Paris. Arago était athée.
Les œuvres d »Arago ont été publiées après sa mort sous la direction de J. A. Barral, en 17 volumes, 8vo, 1854-1862 ; également séparément son Astronomie populaire, en 4 volumes ; ses Notices biographiques, en 3 volumes ; ses Indices scientifiques, en 5 volumes ; ses Voyages scientifiques, en 1 volume ; ses Grimoires scientifiques, en 2 volumes ; ses Mélanges, en I volume ; et ses Tables analytiques et documents importants (avec portrait), en 1 volume.
Des traductions anglaises des parties suivantes des œuvres d »Arago ont été publiées :
Sources
