INTRODUCTION

Je remplis, avec trop de confiance peut-être et sans consulter la mesure

de mes forces, un douloureux devoir. Invité, par la bienveillance d’une

famille qui m’est chère, à placer quelques pages en tête de la

Collection des œuvres de l’homme illustre dont l’amitié, pendant près

d’un demi-siècle, a contribué au bonheur de ma vie, je devrais m’excuser

sans doute de céder à une pareille demande; mais il n’y a point ici de

place pour les préoccupations littéraires ou les réserves de la

modestie: il s’agit de déposer sur une tombe récemment fermée l’hommage

de mon admiration et de ma vive reconnaissance.

Les rapports intimes que j’ai entretenus pendant une si longue suite

d’années avec M. Arago, mon confrère à l’Académie des sciences de

l’Institut de France, la douce et constante habitude qu’il avait de

m’entretenir de ses travaux et de ses projets scientifiques, m’ont

procuré l’avantage d’observer de près, je ne dirai pas le développement

des facultés de ce puissant esprit, mais leur application progressive

aux grandes découvertes qui lui sont dues. J’essaierai donc, sans écrire

un _Éloge_ ou une _Notice biographique_, de mettre à profit la

connaissance que je possède de tous les matériaux réunis dans la

Collection des œuvres de M. Arago. Je rappellerai quelle vaste étendue

ont embrassée les travaux d’un seul homme dans les différentes branches

des connaissances humaines; comment, au milieu de cette variété

d’objets, il tendait toujours vers un même but: à savoir, de généraliser

les aperçus, d’enchaîner les phénomènes qui avaient paru longtemps

isolés, d’élever la pensée vers les régions les moins accessibles de la

philosophie naturelle. L’action des forces, manifestée dans la lumière,

la chaleur, le magnétisme et l’électricité, aussi bien que dans le jeu

des combinaisons et des décompositions chimiques, appartient à la série

des mystérieux effets sur lesquels les brillantes découvertes du XIXe

siècle ont jeté une clarté inattendue. Dans le champ de ces glorieuses

conquêtes, M. Arago s’est placé parmi les grands physiciens de notre

époque. À la fois ardent à découvrir et circonspect dans les conclusions

qui pouvaient dépasser la portée des résultats partiels, il aimait

surtout à indiquer les voies nouvelles par lesquelles on pouvait de plus

en plus approcher du but, et reconnaître l’identité des causes dans des

phénomènes en apparence si divers. Si de la méthode suivie par M. Arago

on s’élève aux facultés puissantes qu’il mettait en jeu, on ne peut

mesurer sans étonnement l’étendue qu’elles embrassaient. En même temps

qu’il reculait pour les savants les bornes de la science, il avait un

art merveilleux de répandre les connaissances acquises. Ainsi aucun

genre d’influence ne lui échappait, et l’autorité de son nom égalait sa

popularité.

Il y avait cinq ans que j’étais revenu du Mexique, et que j’avais

l’inappréciable avantage d’être le collaborateur de M. Gay-Lussac, avec

lequel j’avais voyagé en Italie, en Suisse et en Allemagne, lorsque

j’appris à connaître M. Arago, au moment où il arrivait d’Alger, en

juillet 1809. Il avait déjà parcouru les côtes d’Afrique au mois d’août

1808, après être resté longtemps prisonnier dans une citadelle

d’Espagne, à la suite des importants travaux de triangulation qu’il

avait effectués pour joindre les îles Baléares au continent et obtenir

la longueur d’un arc de parallèle terrestre. Ce n’était pas seulement le

choix honorable qu’avait fait de lui, sur les instances de Laplace, le

_Bureau des Longitudes_, en le chargeant, en 1806, d’aller en Espagne

terminer, conjointement avec M. Biot, la mesure de la méridienne de

France; c’était surtout le témoignage du plus illustre des géomètres,

Lagrange, avec lequel j’avais l’honneur d’entretenir des rapports

intimes, qui fixait mon attention sur M. Arago. L’auteur de la

_Mécanique analytique_, avec la sagacité qui marquait tous ses

jugements, avait reconnu les heureuses et précoces dispositions du jeune

savant. Dès l’abord, il avait été frappé en lui de cette pénétration

qui, dans des problèmes complexes, fait saisir rapidement et avec

netteté le point décisif. «Ce jeune homme, me disait-il souvent, ira

loin.» Cette divination de Lagrange, qui était en général si sobre de

louanges, est restée présente à mon esprit comme un titre de gloire bien

digne d’être enregistré.

Lorsque l’arrivée de M. Arago sur les côtes de France fut connue à

Arcueil, embelli alors par le séjour et l’amitié de Berthollet et de

Laplace, j’adressai mes félicitations au voyageur, avant qu’il eût

quitté le lazaret de Marseille. Ce fut la première lettre qu’il reçut en

Europe, après avoir été exposé à tant de dangers et de souffrances pour

sauver les fruits de ses observations. Je cite un fait bien peu

important, parce que M. Arago, sensible au charme que l’amitié répand

sur la vie, en avait conservé un vif et long souvenir. Il faisait

remonter à cette époque le commencement de nos liaisons.

A l’âge de vingt-trois ans, en septembre 1809, M. Arago fut élu membre

de l’Académie des Sciences, par 47 suffrages sur 52 votants. Il

succédait à Lalande, dont le rare mérite, trop légèrement attaqué

pendant sa longue carrière, a été universellement reconnu après sa mort.

Ce ne furent pas seulement de pénibles travaux astronomiques et

géodésiques que l’Institut voulut récompenser par l’élection de M.

Arago; l’attention des savants avait été attirée aussi par d’importantes

recherches d’optique et de physique. M. Arago, de concert avec M. Biot,

avait déterminé le rapport du poids de l’air à celui du mercure, et

avait mesuré la déviation que les différents gaz font subir à un rayon

de lumière. Le prisme et le cercle répétiteur ont pu dès lors fournir

quelques données sur le rapport des parties constituantes de

l’atmosphère et même faire connaître le peu de variabilité qu’offre ce

rapport. Tel est l’admirable enchaînement des phénomènes naturels que

depuis bien longtemps, par la seule mesure d’un angle de réfraction, le

géomètre aurait pu prouver au chimiste que l’air atmosphérique contient

moins de vingt-sept ou vingt-huit centièmes d’oxygène.

La vitesse de la lumière avait été, pour M. Arago, l’objet d’un autre

travail d’astronomie physique, non moins ingénieux que le premier. Au

moyen de l’application d’un prisme à l’objectif d’une lunette, il avait

prouvé non-seulement que les mêmes tables de réfraction peuvent servir

pour la lumière qui émane du soleil et pour celle qui nous vient des

étoiles, mais en outre, ce qui jetait déjà bien des doutes sur la

théorie de l’émission, que les rayons des étoiles vers lesquelles marche

la terre et les rayons des étoiles dont la terre s’éloigne se réfractent

exactement de la même quantité. Pour concilier ce résultat, obtenu à la

suite d’observations très-délicates, avec l’hypothèse newtonienne, il

aurait fallu admettre que les corps lumineux émettent des rayons de

toutes les vitesses, et que les seuls rayons d’une vitesse déterminée

sont visibles, qu’eux seuls produisent dans l’œil la sensation de la

lumière.

En considérant le genre de recherches auxquelles M. Arago s’était livré

avant d’entrer à l’Institut et même avant de quitter la France, on

remarque d’abord une extrême prédilection pour tout ce qui a rapport à

la réfraction, c’est-à-dire à la route des rayons lumineux et aux causes

qui altèrent leur vitesse. Cette prédilection eut pour origine, comme M.

Arago me l’a souvent affirmé, la lecture assidue des ouvrages d’optique

de Bouguer, de Lambert et de Thomas Smith, qui de très-bonne heure

étaient tombés entre ses mains. Pourrais-je ne pas faire remarquer

combien, pendant trois années employées à des opérations géodésiques,

l’aspect de la nature féconde dans les plaines, sauvage et souvent

grandiose sur le sommet des montagnes; combien la couleur des eaux

agitées de l’Océan, la hauteur variable des nuages, le _mirage_ sur les

plages arides et dans les couches atmosphériques où les signaux de nuit

se multipliaient et se balançaient verticalement; combien enfin la vie à

l’air libre, bienfaisante sous tant de rapports, ont dû agrandir la

pensée, émouvoir l’imagination, exciter la curiosité de M. Arago au

milieu des continuelles perturbations qui se produisent dans la

succession pourtant régulière des phénomènes! Un voyageur dont la vie

est consacrée aux sciences, s’il est né sensible aux grandes scènes de

la nature, rapporte d’une course lointaine et aventureuse non-seulement

un trésor de souvenirs, mais un bien plus précieux encore, une

disposition de l’âme à élargir l’horizon, à contempler dans leurs

liaisons mutuelles un grand nombre d’objets à la fois. M. Arago avait

une préférence marquée pour les phénomènes d’optique météorologique; il

aimait surtout à rechercher les lois qui règlent les variations

perpétuelles de la couleur de la mer, l’intensité de la lumière

réfléchie sur la surface des nuages, et le jeu des réfractions

aériennes.

S’il m’était permis ici d’entrer dans quelques détails, je rappellerais

combien le jeune astronome avait été frappé de la facilité avec laquelle

sa vue, lorsqu’il se trouvait assis sur une montagne taillée à pic du

côté du rivage, pénétrait jusqu’au fond de la mer hérissé d’écueils.

Cette simple observation le conduisit dans la suite à des discussions

remplies d’intérêt sur le rapport de la lumière réfléchie par la surface

de l’eau, sous des angles aigus, avec celle qui vient du fond de l’eau;

elle le conduisit également à l’idée ingénieuse de proposer, pour

découvrir les récifs, l’emploi d’une lame de tourmaline, taillée

parallèlement à l’axe de double réfraction et placée devant la pupille,

dans une position où elle élimine les rayons réfléchis par la surface de

l’eau sous un angle de 37°, et par conséquent complètement polarisés.

C’était, ainsi qu’il le disait dans les instructions rédigées pour le

voyage autour du monde de la corvette _la Bonite_, «tenter d’introduire

la polarisation dans l’art nautique.»

Le nombre et la variété des travaux de M. Arago, qui ont eu également

pour objet la physique du ciel et de la terre, rendront très-difficile

un jour la tâche de raconter sa vie. Dans tous ces travaux, on retrouve

la même pénétration, la même ardeur à faire avancer la science, mais

aussi la même réserve et la même tempérance dans les conjectures. On a

dit ailleurs, et avec beaucoup de justesse, que M. Arago «avait puisé

dans l’étude approfondie qu’il avait faite des mathématiques, cette

méthode rigoureuse, cette sûreté de vues qu’il apportait dans ses

propres recherches expérimentales et dans l’appréciation de celles de

ses contemporains.» Généralement le public se croit en droit de se

méfier un peu de la solidité des travaux très-variés; le mot fastueux de

_connaissances universelles_ est surtout très-dangereux: il est toujours

mal appliqué. Bacon, Newton, Leibnitz, M. Cuvier, ont eu des

connaissances très-variées; ils n’ont pas eu de connaissances

universelles. Par l’étendue et la variété de ses connaissances, M. Arago

se place à côté des esprits les plus éminents dont la science s’honore.

Pour mettre dans son véritable jour le mérite des hommes supérieurs qui

ont laissé une trace lumineuse de leur passage, il faut s’arrêter

d’abord à ce qu’ils ont produit de plus saillant. Les grandes

découvertes de M. Arago appartiennent aux années 1811, 1820 et 1824.

Elles ont rapport à l’optique, aux phénomènes de la physique céleste, à

l’électricité en mouvement, au développement du magnétisme par la

rotation. Ce sont, pour les spécifier encore davantage: 1º la découverte

de la _polarisation colorée_ ou _chromatique_; 2º l’observation précise

du _déplacement des franges_ causées par la rencontre de deux rayons

lumineux, dont l’un traverse une lame mince transparente, comme par

exemple du verre: phénomène qui indique une diminution de vitesse, un

retard dans la route, et est en opposition directe avec la théorie de

l’émission; 3º la première observation de la propriété d’attirer la

limaille de fer que possède le fil conducteur de l’électricité dans les

expériences d’Œrsted, autrement dit, le _rhéophore_ de la pile;

l’heureuse idée de faire tourner le courant en _hélice_ autour d’une

aiguille, et de l’_aimanter_ aussi bien par le passage de la décharge de

la bouteille de Leyde que par celui du courant électrique d’une pile de

Volta; 4º le _magnétisme de rotation_.

La découverte de la polarisation chromatique a conduit M. Arago à

l’invention du polariscope, d’un photomètre, du cyanomètre, et de

plusieurs appareils usuels pour étudier divers phénomènes d’optique.

C’est par des expériences de polarisation chromatique que M. Arago a

constaté physiquement, avant l’année 1820, que la lumière solaire

n’émane pas d’une masse solide ou liquide incandescente, mais d’une

enveloppe gazeuse. Le moyen étant trouvé de distinguer la lumière

directe de la lumière réfléchie, on a pu s’assurer que la queue des

comètes offre dans la lumière qui en émane une portion polarisée, et

qu’elle doit nécessairement briller, au moins en partie, d’un éclat

d’emprunt. La polarisation chromatique a fourni aussi à M. Arago le

moyen de reconnaître que la lumière diffuse de l’atmosphère est en

partie polarisée par réflexion, et qu’en examinant progressivement les

couches de l’atmosphère à différentes hauteurs et en différents azimuts,

on découvre un _point neutre_ de polarisation, situé dans le vertical du

soleil, à environ 30° au-dessus du point opposé à cet astre. Ce point

appelé neutre, parce que la polarisation y est insensible, diffère des

deux autres _points neutres_ de Babinet et de Brewster, qui n’ont été

découverts que plus tard.

Il me reste à parler, dans cette belle série de travaux optiques, de

deux objets sur lesquels M. Arago et son constant ami Fresnel, maître et

législateur en plusieurs parties de l’optique, ont jeté une vive clarté,

et dont on ne saurait nier l’importance, puisqu’ils touchent aux grands

phénomènes de l’_interférence_ et de la _diffraction_ de la lumière. Le

premier de ces objets est la _scintillation des étoiles_, phénomène que

l’illustre Thomas Young, auquel on doit les lois fondamentales des

interférences lumineuses, avait cru inexplicable. La scintillation est

toujours accompagnée d’un changement de couleur et d’intensité. Les

rayons des étoiles, après avoir traversé une atmosphère où il existe des

couches différant entre elles de température, de densité, d’humidité et

par conséquent de réfringence, se réunissent pour former une image,

vibrent d’accord ou en désaccord, s’ajoutent ou se détruisent par

interférence. Je rappelle avec orgueil que des extraits de cette belle

théorie de la scintillation ont été publiés pour la première fois, en

1814, dans le quatrième livre de mon _Voyage aux régions équinoxiales du

nouveau continent_. Le Mémoire même, plein de curieuses recherches

historiques, est un des principaux ornements de la collection des Œuvres

de mon illustre ami. D’autres extraits, relatifs au même sujet, mais

tirés de manuscrits plus récents et datant de l’année 1847, ont été

insérés dans la partie astronomique du _Cosmos_.

L’_interférence_, sur laquelle Grimaldi (de Bologne) avait eu déjà, vers

la seconde moitié du XVIIe siècle, de vagues aperçus, a donné lieu à

l’énonciation d’une vérité fondamentale et déjà souvent proclamée, à

savoir: «que, sous certaines conditions, de la lumière ajoutée à de la

lumière, produit les ténèbres.» Dans ce peu de mots est inscrite sans

doute la victoire du système des vibrations sur celui de l’émission;

mais cette victoire n’a pu être regardée comme assurée et complète que

lorsqu’elle a été appuyée sur des expériences simples et irrécusables.

M. Arago avait déjà, comme je l’ai indiqué plus haut, découvert, en

1818, le remarquable effet que produit dans les phénomènes de

l’interférence une lame très-mince, placée sur la route de l’un des deux

rayons interférents. Il y a alors _déplacement des franges_ et retard

dans la lumière, qui se meut plus lentement à travers une substance plus

dense. «La propriété de deux rayons de s’entre-détruire par interférence

une fois constatée, dit M. Arago en faisant allusion à d’autres

expériences faites conjointement avec Fresnel, n’est-il pas bien plus

extraordinaire encore qu’on puisse les priver à volonté de cette

propriété, que tel rayon la perde momentanément, et que tel autre, au

contraire, en soit dépouillé à jamais?»

Lorsque M. Wheatstone fut parvenu, dans ses belles recherches sur la

vitesse de la lumière électrique (1835), à se servir avec un grand

succès de son ingénieux appareil rotatif, M. Arago entrevit aussitôt la

possibilité de mesurer, par des déviations angulaires, en appliquant le

même principe de rotation, la différence de vitesse de la lumière dans

un liquide et dans l’air. Il rendit compte à l’Institut, vers la fin de

1838, de l’expérience qu’il se proposait de faire. Aidé par un artiste

expérimenté et habile, M. Breguet fils, il parvint, après bien des

changements d’appareils, à réaliser son projet. Dans le cours de ces

essais, M. Breguet était parvenu à faire tourner un axe, en le

déchargeant du poids du miroir qu’il supportait, huit mille fois par

seconde. Tout était prêt en 1850, et l’appareil perfectionné pouvait

être mis en fonction; mais la funeste et profonde altération qu’avait

éprouvée presque subitement la vue de M. Arago, ne lui donnait plus

l’espoir de pouvoir prendre part aux observations. Il dit, avec une

noble simplicité, dans une Note présentée à l’Institut le 29 avril 1850:

«Mes prétentions doivent se borner à avoir posé le problème et avoir

indiqué (en les publiant) des moyens certains de le résoudre... Je ne

puis, dans l’état actuel de ma vue, qu’accompagner de mes vœux les

expérimentateurs qui veulent suivre mes idées, et ajouter une nouvelle

preuve en faveur du système des ondes, aux preuves que j’ai déduites

d’un phénomène d’interférence, trop bien connu des physiciens pour que

j’aie besoin de le rappeler ici.» M. Arago a pu voir ses vœux exaucés.

Deux expérimentateurs, également distingués par leur talent et par la

délicatesse de leurs procédés d’observation, M. Foucault, à qui l’on

doit la démonstration physique de la rotation de la terre au moyen du

pendule, et M. Fizeau, qui a déterminé par une méthode ingénieuse la

vitesse de la lumière dans l’atmosphère, sont parvenus, en apportant

quelques perfectionnements aux moyens proposés par M. Arago, à résoudre

la question dans le sens qui renverse le système de l’émission. MM.

Foucault et Fizeau ont présenté les résultats de leurs travaux à

l’Académie des Sciences, le premier en mai 1850, le second en septembre

1851.

Si j’ai développé longuement les recherches principales de M. Arago sur

la lumière, c’est que ce sont les travaux auxquels il s’est voué avec le

plus de suite, durant un espace de plus de quarante années. Ses

découvertes en électricité et en magnétisme, si importantes qu’elles

soient par elles-mêmes, ne l’ont occupé, pour ainsi dire, que

passagèrement. L’attraction exercée par le fil rhéophore, qui joint les

deux pôles de la pile de Volta, sur la limaille de fer, et l’aimantation

au moyen d’un fil de métal roulé en hélice, soit d’une manière continue,

soit avec des interruptions et en sens divers, avaient été observées par

M. Arago avant les magnifiques travaux d’Ampère, et ces

observations avaient déjà donné une vive impulsion aux recherches

électro-magnétiques.

Le _magnétisme par rotation_ fut découvert par M. Arago sur la pente de

la belle colline de Greenwich, pendant le séjour que nous fîmes en

Angleterre pour comparer, conjointement avec M. Biot, la longueur du

pendule. Les résultats de nos observations ne furent pas aussi

satisfaisants que nous l’eussions désiré; mais M. Arago, en déterminant

avec moi l’intensité magnétique, au moyen du nombre des oscillations

d’une aiguille d’inclinaison, fit _lui seul_ cette importante remarque:

qu’une aiguille magnétique, mise en mouvement, atteint plus tôt le

repos, quand elle est placée dans la proximité de substances métalliques

ou non métalliques que lorsqu’elle en est éloignée. Ce premier aperçu,

fécondé par d’ingénieuses combinaisons, le conduisit, en 1825, à

expliquer les phénomènes produits par la rotation des disques agissant

sur des aiguilles en repos, ainsi que l’influence qu’exercent sur les

aiguilles l’eau, la glace et le verre. Pendant six ans, l’excitation du

magnétisme par le mouvement fut l’objet d’ardentes discussions entre

Nobili, Antinori, Seebeck, Barlow, sir John Herschel, Babbage et

Baumgartner, jusqu’à l’année 1831, où la brillante découverte de Faraday

rattacha tous les phénomènes du magnétisme par rotation aux principes

féconds des _courants d’induction_. Telle est la marche des sciences, à

ces époques malheureusement trop courtes où elles avancent d’un pas

rapide, où les idées tendent à se généraliser, où les esprits s’élèvent

par degrés à des conceptions d’un ordre supérieur.

Pour tracer cette esquisse des travaux les plus importants de M. Arago,

et de l’influence qu’ils ont exercée, j’ai dû compléter mes propres

souvenirs par ceux de deux hommes dévoués à sa mémoire: le célèbre

professeur de Genève, M. Auguste de La Rive, et le savant chargé par M.

Arago lui-même de diriger la publication de ses Œuvres, M. Barral,

chimiste et physicien d’un rare mérite, répétiteur à cette École

polytechnique dont il m’est resté un reconnaissant souvenir, pour y

avoir travaillé longtemps sous la direction de M. Gay-Lussac. Ce tableau

général achevé, il me reste à entrer dans quelques détails sur la

distribution des matières qui composeront les Œuvres de François Arago.

Mais avant tout, je dois prévenir qu’il sera difficile de suivre

toujours un ordre bien déterminé, tant sont étroits les rapports qui

unissent les différentes sciences et que des découvertes nouvelles

multiplient de jour en jour, tant sont incertaines les limites qui les

séparent! Éloigné de la France, qui a été longtemps pour moi comme une

seconde patrie, et n’ayant pas les manuscrits de M. Arago sous les yeux,

je ne puis présenter que de vagues aperçus. Je divise en six groupes

l’ensemble des travaux de mon illustre ami.

Histoire de ma jeunesse · 第 2 / 74 题