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.