François Arago

Mary Stone | 15 stycznia, 2023

Streszczenie

Dominique François Jean Arago (kataloński: Francesc Aragó, IPA: ; 26 lutego 1786 – 2 października 1853), był francuskim matematykiem, fizykiem, astronomem, masonem, zwolennikiem rewolucjonistów Carbonari i politykiem.

Arago urodził się w Estagel, małej wiosce liczącej 3000 mieszkańców, położonej niedaleko Perpignan, w departamencie Pyrénées-Orientales we Francji, gdzie jego ojciec pełnił funkcję skarbnika mennicy. Jego rodzicami byli François Bonaventure Arago (1754-1814) i Marie Arago (1755-1845).

Arago był najstarszym z czterech braci. Jean (1788-1836) wyemigrował do Ameryki Północnej i został generałem w armii meksykańskiej. Jacques Étienne Victor (1799-1855) brał udział w odkrywczej podróży Louisa de Freycinet na Uranie w latach 1817-1821, a po powrocie do Francji poświęcił się publicystyce i dramatowi. Czwarty brat, Étienne Vincent (1802-1892), podobno współpracował z Honoré de Balzac w „Dziedziczce z Birague”, a w latach 1822-1847 napisał wiele lekkich utworów dramatycznych, głównie we współpracy.

Wykazując zdecydowane zamiłowania wojskowe, Franciszek Arago został wysłany do miejskiego kolegium w Perpignan, gdzie zaczął studiować matematykę, przygotowując się do egzaminu wstępnego do Szkoły Politechnicznej. W ciągu dwóch i pół roku opanował wszystkie przedmioty przewidziane do egzaminu, a także wiele innych, a przystępując do egzaminu w Tuluzie, zadziwił egzaminatora swoją wiedzą o J. L. Lagrange”u.

Pod koniec 1803 roku Arago wstąpił do École Polytechnique w Paryżu, ale najwyraźniej znalazł tam profesorów niezdolnych do przekazania wiedzy lub utrzymania dyscypliny. Jego ambicją była służba w artylerii i w 1804 roku, dzięki radom i rekomendacjom Siméona Poissona, otrzymał nominację na sekretarza Obserwatorium Paryskiego. Zapoznał się z Pierre”em-Simonem Laplace”em i dzięki jego wpływom otrzymał zlecenie, wraz z Jeanem-Baptiste”em Biotem, na dokończenie pomiarów łuku południka, rozpoczętych przez J. B. J. Delambre”a, a przerwanych od śmierci P. F. A. Méchaina w 1804 roku (łuk południka Delambre”a i Méchaina). Arago i Biot opuścili Paryż w 1806 roku i rozpoczęli działania wzdłuż gór Hiszpanii. Biot wrócił do Paryża po ustaleniu szerokości geograficznej Formentery, najbardziej wysuniętego na południe punktu, do którego mieli przeprowadzić pomiary. Arago kontynuował prace do 1809 roku, a jego celem było zmierzenie łuku południka w celu określenia dokładnej długości metra.

Po wyjeździe Biota, ferment polityczny spowodowany wejściem Francuzów do Hiszpanii rozszerzył się na Baleary, a ludność podejrzewała, że ruchy Arago i rozpalanie przez niego ognia na szczycie góry Galatzó (kataloński: Mola de l”Esclop) to działalność szpiega armii inwazyjnej. Ich reakcja była taka, że musiał oddać się do niewoli w twierdzy Bellver w czerwcu 1808 roku. 28 lipca uciekł z wyspy na łodzi rybackiej i po pełnym przygód rejsie dotarł 3 sierpnia do Algieru. Stamtąd dostał się na statek płynący do Marsylii, ale 16 sierpnia, gdy statek zbliżał się do Marsylii, wpadł w ręce hiszpańskiego korsarza. Wraz z resztą załogi Arago został przewieziony do Roses i uwięziony najpierw w wiatraku, a potem w twierdzy, aż do momentu, gdy miasto dostało się w ręce Francuzów, kiedy to więźniowie zostali przeniesieni do Palamos.

Po trzech miesiącach uwięzienia Arago i inni zostali uwolnieni na żądanie księcia Algieru i 28 listopada ponownie wyruszyli do Marsylii, ale wtedy, gdy byli już w zasięgu wzroku od swojego portu, zostali wyparci przez północny wiatr do Bougie na wybrzeżu Afryki. Transport morski do Algieru z tego miejsca wiązałby się z trzymiesięcznym opóźnieniem; Arago wyruszył więc lądem, prowadzony przez muzułmańskiego kapłana, i dotarł tam w dzień Bożego Narodzenia. Po sześciu miesiącach pobytu w Algierze ponownie, 21 czerwca 1809 roku, wyruszył do Marsylii, gdzie musiał przejść monotonną i niegościnną kwarantannę w lazarecie, zanim skończyły się jego trudności. Pierwszy list, jaki otrzymał, będąc w lazarecie, był od Aleksandra von Humboldta; i to był początek związku, który, według słów Arago, „trwał ponad czterdzieści lat bez jednej chmury, która kiedykolwiek go zmąciła.”

Arago zdołał zachować zapisy swoich badań, a jego pierwszą czynnością po powrocie do domu było złożenie ich w Bureau des Longitudes w Paryżu. W nagrodę za swoje awanturnicze postępowanie w sprawie nauki został wybrany członkiem Francuskiej Akademii Nauk w niezwykle młodym wieku dwudziestu trzech lat, a przed końcem 1809 roku został wybrany przez radę École Polytechnique na następcę Gasparda Monge w katedrze geometrii analitycznej. W tym samym czasie został mianowany przez cesarza jednym z astronomów Obserwatorium Paryskiego, które było jego rezydencją aż do śmierci. To właśnie w tym charakterze wygłosił swój niezwykle udany cykl popularnych wykładów z astronomii, kontynuowany od 1812 do 1845 roku.

W 1818 lub 1819 r. wyruszył wraz z Biotem, aby wykonać prace geodezyjne na wybrzeżach Francji, Anglii i Szkocji. Zmierzyli długość wahadła sekundowego w Leith w Szkocji i na Wyspach Szetlandzkich, a wyniki tych obserwacji zostały opublikowane w 1821 r. wraz z tymi, które przeprowadzono w Hiszpanii. Zaraz potem Arago został wybrany na członka Bureau des Longitudes i przez około dwadzieścia dwa lata dodawał do każdego z jego roczników ważne notatki naukowe z dziedziny astronomii i meteorologii, a czasami z dziedziny inżynierii lądowej, jak również interesujące wspomnienia członków Akademii.

Najwcześniejsze badania fizyczne Arago dotyczyły ciśnienia pary w różnych temperaturach i prędkości dźwięku, 1818 do 1822. Jego obserwacje magnetyczne miały miejsce głównie w latach 1823-1826. Odkrył magnetyzm rotacyjny, co nazwano rotacjami Arago, oraz fakt, że większość ciał może być namagnesowana; odkrycia te zostały uzupełnione i wyjaśnione przez Michaela Faradaya.

Arago gorąco popierał teorie optyczne Augustina-Jeana Fresnela, pomagając potwierdzić falową teorię światła Fresnela poprzez obserwację tego, co dziś znane jest jako plamka Arago. Obaj filozofowie przeprowadzili razem eksperymenty nad polaryzacją światła, które doprowadziły do wniosku, że drgania eteru są poprzeczne do kierunku ruchu, a polaryzacja polega na rozdzieleniu prostoliniowego rozchodzenia się światła na składowe pod kątem prostym. Późniejszy wynalazek polaroskopu i odkrycie polaryzacji obrotowej zawdzięczamy Arago. Wynalazł on w 1812 roku pierwszy filtr polaryzacyjny. Jako pierwszy przeprowadził polarymetryczną obserwację komety, gdy odkrył spolaryzowane światło z ogona Wielkiej Komety z 1819 roku.

Ogólny pomysł eksperymentalnego wyznaczenia prędkości światła w sposób, który później został zrealizowany przez Hipolita Fizeau i Léona Foucaulta, został zasugerowany przez Arago w 1838 roku, ale jego słabnący wzrok uniemożliwił mu ustalenie szczegółów i przeprowadzenie eksperymentów.

Sława Arago jako eksperymentatora i odkrywcy opiera się głównie na jego wkładzie do magnetyzmu w postaci współodkrycia z Leonem Foucaultem prądów wirowych, a jeszcze bardziej do optyki. Wykazał, że igła magnetyczna, wprawiona w drgania nad powierzchniami nieżelaznymi, takimi jak woda, szkło, miedź itp., opada szybciej w zakresie swoich drgań, w zależności od tego, czy jest bardziej czy mniej zbliżona do powierzchni. To odkrycie, za które otrzymał w 1825 roku Medal Copleya Towarzystwa Królewskiego, zostało poprzedzone innym, że obracająca się płytka miedziana ma tendencję do przekazywania swojego ruchu zawieszonej nad nią igle magnetycznej, co Arago nazwał „magnetyzmem obrotowym”, ale (po wyjaśnieniu Faradaya z 1832 roku: 283) jest obecnie znane jako prąd wirowy. Arago ma również prawo być uznany za tego, który udowodnił długo podejrzewany związek między zorzą polarną a zmianami elementów magnetycznych. W 1827 roku został wybrany na członka stowarzyszonego Królewskiego Instytutu w Holandii, kiedy ten instytut w 1851 roku przekształcił się w Królewską Holenderską Akademię Sztuk i Nauk, został członkiem zagranicznym. W 1828 r. został wybrany na członka zagranicznego Królewskiej Szwedzkiej Akademii Nauk.

W optyce Arago nie tylko sam dokonał ważnych odkryć optycznych, ale przypisuje mu się stymulowanie geniuszu Jean-Augustina Fresnela, z którego historią, podobnie jak z historią Étienne-Louisa Malusa i Thomasa Younga, ta część jego życia jest ściśle spleciona.

Krótko po rozpoczęciu XIX wieku prace co najmniej trzech filozofów kształtowały doktrynę falowej, czyli falowej, teorii światła. Argumenty Fresnela na rzecz tej teorii nie spotkały się z przychylnością Laplace”a, Poissona i Biota, orędowników teorii emisyjnej, ale były gorliwie popierane przez Humboldta i Arago, który został wyznaczony przez Akademię do złożenia sprawozdania z pracy. To było podstawą intymnej przyjaźni między Arago i Fresnelem, a także determinacji, aby wspólnie kontynuować fundamentalne prawa polaryzacji światła, poznane dzięki nim. W wyniku tej pracy Arago skonstruował polaroskop, który wykorzystał do kilku ciekawych obserwacji polaryzacji światła nieba. Odkrył również siłę polaryzacji rotacyjnej wykazywaną przez kwarc.

Wśród wielu wkładów Arago w poparcie hipotezy falowej, znajduje się experimentum crucis, które zaproponował do przeprowadzenia w celu bezpośredniego pomiaru prędkości światła w powietrzu oraz w wodzie i szkle. W teorii emisyjnej prędkość powinna być przyspieszona przez wzrost gęstości ośrodka; w teorii falowej powinna być opóźniona. W 1838 roku przekazał Akademii szczegóły dotyczące swojego aparatu, który wykorzystywał zwierciadła przekaźnikowe zastosowane przez Charlesa Wheatstone”a w 1835 roku do pomiaru prędkości wyładowania elektrycznego; ale ze względu na wielką ostrożność wymaganą przy realizacji projektu oraz przerwę w pracy spowodowaną rewolucją w 1848 roku, minęła wiosna 1850 roku, zanim był gotowy poddać swój pomysł próbie; wtedy też nagle zawiódł go wzrok. Jednak przed jego śmiercią opóźnienie światła w gęstszych ośrodkach zostało wykazane przez eksperymenty H. L. Fizeau i B. L. Foucault, które, z poprawkami w szczegółach, były oparte na planie zaproponowanym przez niego.

W 1830 roku Arago, który zawsze wyznawał liberalne poglądy typu republikańskiego, został wybrany na członka Izby Deputowanych departamentu Pyrénées-Orientales, a swoje talenty elokwencji i wiedzy naukowej wykorzystywał we wszystkich kwestiach związanych z edukacją publiczną, nagradzaniem wynalazców oraz wspieraniem nauk mechanicznych i praktycznych. Wiele z najbardziej godnych uznania przedsięwzięć narodowych, pochodzących z tego okresu, zawdzięczamy jego orędownictwu – jak np. nagroda dla Louisa Daguerre”a za wynalezienie fotografii, dotacja na publikację dzieł Fermata i Laplace”a, zakup muzeum w Cluny, rozwój kolei i telegrafów elektrycznych, ulepszenie reneliów. W 1839 roku Arago zgłosił wynalazek fotografii oszołomionym słuchaczom wspólnego posiedzenia akademii sztuk i nauk.

W 1830 roku Arago został również mianowany dyrektorem Obserwatorium, a jako członek Izby Poselskiej zdołał uzyskać dotacje pieniężne na jego częściową przebudowę i dodanie wspaniałych instrumentów. W tym samym roku został też wybrany na wieczystego sekretarza Akademii Nauk, na miejsce Józefa Fouriera. Arago rzucił się w jej służbę, a dzięki swojemu talentowi do zdobywania przyjaciół zyskał dla niej i dla siebie światową sławę. Jako sekretarz wieczysty miał obowiązek wygłaszać historyczne eulogie o zmarłych członkach; i do tego obowiązku jego szybkość i łatwość myślenia, jego szczęśliwa pikanteria stylu i jego rozległa wiedza osobliwie go przystosowały. W 1832 roku został wybrany na zagranicznego członka honorowego Amerykańskiej Akademii Sztuki i Nauki.

W 1834 roku Arago ponownie odwiedził Szkocję, aby wziąć udział w spotkaniu Stowarzyszenia Brytyjskiego w Edynburgu. Od tego czasu aż do 1848 roku prowadził życie względnie spokojne – chociaż kontynuował pracę w Akademii i Obserwatorium, aby wyprodukować wiele wkładów do wszystkich działów nauk fizycznych – ale w momencie upadku Ludwika Filipa opuścił swoje laboratorium, aby dołączyć do Rządu Tymczasowego (24 lutego 1848). Powierzono mu dwie ważne funkcje, które nigdy wcześniej nie były powierzone jednej osobie, a mianowicie ministerstwo morskie i kolonii (w tym pierwszym charakterze poprawił racje żywnościowe w marynarce i zniósł chłostę. Zniósł również wszelkiego rodzaju przysięgi polityczne i wbrew interesom finansowym udało mu się doprowadzić do zniesienia niewolnictwa w koloniach francuskich.

10 maja 1848 roku Arago został wybrany na członka Komisji Władzy Wykonawczej, organu zarządzającego Republiką Francuską. Został przewodniczącym Komisji Władzy Wykonawczej (11 maja 1848 r.) i pełnił w tym charakterze funkcję tymczasowej głowy państwa do 24 czerwca 1848 r., kiedy to zbiorowa dymisja komisji została przedłożona Narodowemu Zgromadzeniu Konstytucyjnemu. Na początku maja 1852 r., kiedy rząd Ludwika Napoleona zażądał przysięgi wierności od wszystkich swoich funkcjonariuszy, Arago stanowczo odmówił i przesłał rezygnację ze stanowiska astronoma w Bureau des Longitudes. Książę prezydent odmówił jednak jej przyjęcia i uczynił „wyjątek na korzyść uczonego, którego prace nadały blask Francji, a którego istnienie rząd chciałby z przykrością uprzykrzyć”.

Przylądek Gregory w Oregonie został nazwany przez kapitana Cooka 12 marca 1778 r. na cześć świętego Grzegorza; nazwę przylądka Arago zmieniono po Franciszku Arago.

Arago do końca pozostał konsekwentnym republikaninem, a po zamachu stanu w 1852 r., choć cierpiał najpierw na cukrzycę, a potem na chorobę Brighta, powikłaną puchliną, zrezygnował ze stanowiska astronoma, zamiast złożyć przysięgę wierności. Napoleon III wydał polecenie, aby staruszek nie był w żaden sposób niepokojony i aby pozostawiono mu swobodę mówienia i robienia tego, co mu się podoba. Latem 1853 roku lekarze poradzili Arago, by wypróbował działanie rodzimego powietrza, w związku z czym wyruszył we wschodnie Pireneje, ale nie przyniosło to rezultatu i zmarł w Paryżu. Jego grób znajduje się na słynnym cmentarzu Père Lachaise w Paryżu. Arago był ateistą.

Dzieła Arago zostały wydane po jego śmierci pod kierunkiem J. A. Barrala, w 17 tomach, 8vo, 1854-1862; także osobno jego Astronomie populaire, w 4 tomach; Notices biographiques, w 3 tomach; Indices scientifiques, w 5 tomach; Voyages scientifiques, w 1 tomie; Grimoires scientifiques, w 2 tomach; Mélanges, w I tomie; oraz Tables analytiques et documents importants (z portretem), w 1 tomie.

Ukazały się angielskie przekłady następujących fragmentów dzieł Arago:

Źródła

1. François Arago
2. François Arago
3. ^ Victor SCHOELCHER Républicain et franc-maçon, Anne GIROLLET, ed. Maçonnique Française, p. 26
4. ^ Dictionnaire universel de la Franc-Maçonnerie By Monique Cara, Jean-Marc Cara, Marc Jode
5. ^ „Francois Arago”. The Canadian Journal. 2: 159. 1854. Retrieved 3 May 2013.
6. ^ a b c d e f g h i j  One or more of the preceding sentences incorporates text from a publication now in the public domain: Chisholm, Hugh, ed. (1911). „Arago, Dominique François Jean”. Encyclopædia Britannica. Vol. 2 (11th ed.). Cambridge University Press. pp. 312–313.
7. 1,0 1,1 1,2 Εθνική Βιβλιοθήκη της Γερμανίας, Κρατική Βιβλιοθήκη του Βερολίνου, Βαυαρική Κρατική Βιβλιοθήκη, Εθνική Βιβλιοθήκη της Αυστρίας: (Γερμανικά, Αγγλικά) Gemeinsame Normdatei. Ανακτήθηκε στις 26  Απριλίου 2014.
8. 3,0 3,1 3,2 MacTutor History of Mathematics archive. Ανακτήθηκε στις 22  Αυγούστου 2017.
9. 4,00 4,01 4,02 4,03 4,04 4,05 4,06 4,07 4,08 4,09 4,10 4,11 4,12 4,13 4,14 «Pouvoirs et société» Publications de l”olivier. 2011.
10. 5,0 5,1 (Ιταλικά) www.accademiadellescienze.it. jean-francois-dominique. Ανακτήθηκε στις 1  Δεκεμβρίου 2020.
11. 6,0 6,1 «Library of the World”s Best Literature». Library of the World”s Best Literature. 1897.
12. ^ Jean Francois Dominique ARAGO, su accademiadellescienze.it. URL consultato il 16 luglio 2020.
13. Su familia era catalanohablante, pues su zona de nacimiento, el Rosellón, fue parte integrante de Cataluña hasta 1659, cuando por el tratado de los Pirineos España lo entregó a Francia.
14. Estrada, H. Ruiz, J. Triana, J. El origen del metro y la confianza en la matemática, 2011, págs. 89-101 [1] Archivado el 17 de enero de 2017 en Wayback Machine.
15. «Planetary Names: Crater, craters: Arago on Mars». planetarynames.wr.usgs.gov (en inglés). Consultado el 20 de enero de 2017.