François Arago
gigatos | april 14, 2022
Sammanfattning
Dominique François Jean Arago (katalanska: Francesc Aragó, IPA: ; 26 februari 1786 – 2 oktober 1853) var en fransk matematiker, fysiker, astronom, frimurare, anhängare av de karboniska revolutionärerna och politiker.
Arago föddes i Estagel, en liten by med 3 000 invånare i närheten av Perpignan i departementet Pyrénées-Orientales i Frankrike, där hans far var skattmästare för myntverket.Hans föräldrar var François Bonaventure Arago (1754-1814) och Marie Arago (1755-1845).
Arago var den äldsta av fyra bröder. Jean (1788-1836) emigrerade till Nordamerika och blev general i den mexikanska armén. Jacques Étienne Victor (1799-1855) deltog i Louis de Freycinets upptäcktsresa i Uranie 1817-1821 och ägnade sig efter sin återkomst till Frankrike åt journalistik och dramatik. Den fjärde brodern, Étienne Vincent (1802-1892), sägs ha samarbetat med Honoré de Balzac i Biragues arvtagerska, och från 1822 till 1847 skrev han ett stort antal lätta dramatiska verk, mestadels i samarbete.
François Arago hade en tydlig militär läggning och skickades till den kommunala skolan i Perpignan, där han började studera matematik för att förbereda sig för inträdesprovet till École Polytechnique. Inom två och ett halvt år hade han behärskat alla de ämnen som var föreskrivna för examen och mycket mer, och när han ställde upp för examen i Toulouse förvånade han sin examinator med sina kunskaper om J. L. Lagrange.
I slutet av 1803 började Arago vid École Polytechnique i Paris, men fann tydligen att professorerna där var oförmögna att förmedla kunskap eller upprätthålla disciplin. Artillerietjänst var hans ambition, och 1804 fick han genom Siméon Poissons råd och rekommendation utnämningen till sekreterare vid Observatoriet i Paris. Han blev nu bekant med Pierre-Simon Laplace, och genom hans inflytande fick han tillsammans med Jean-Baptiste Biot i uppdrag att slutföra de mätningar av meridianbågen som påbörjats av J. B. J. J. Delambre och som avbrutits sedan P. F. A. Méchain avlidit 1804 (Delambre och Méchains meridianbåge). Arago och Biot lämnade Paris 1806 och började arbeta längs Spaniens bergsområden. Biot återvände till Paris efter att de hade bestämt latitud för Formentera, den sydligaste punkten till vilken de skulle genomföra mätningen. Arago fortsatte arbetet fram till 1809, hans syfte var att mäta en meridianbåge för att bestämma den exakta längden på en meter.
Efter Biots avresa spred sig den politiska jäsning som orsakades av fransmännens intåg i Spanien till Balearerna, och befolkningen misstänkte att Aragos rörelser och att han tände eldar på toppen av berget Galatzó (katalanska Mola de l”Esclop) var spioner för invasionsarméns räkning. Deras reaktion var sådan att han tvingades ge sig själv till fånga i fästningen Bellver i juni 1808. Den 28 juli flydde han från ön i en fiskebåt och efter en äventyrlig resa nådde han Alger den 3 augusti. Där fick han en passage i ett fartyg på väg till Marseille, men den 16 augusti, när fartyget närmade sig Marseille, föll det i händerna på en spansk korsair. Tillsammans med resten av besättningen fördes Arago till Roses och fängslades först i en väderkvarn och sedan i en fästning, tills staden föll i fransmännens händer, då fångarna överfördes till Palamos.
Efter tre månaders fängelse släpptes Arago och de andra på begäran av dey av Alger och satte återigen segel mot Marseille den 28 november, men inom synhåll från sin hamn drevs de tillbaka av en nordlig vind till Bougie på Afrikas kust. Transport till Alger till sjöss från denna plats skulle ha medfört en tröttsam fördröjning på tre månader. Arago gav sig därför iväg på land, guidad av en muslimsk präst, och nådde fram till Alger på juldagen. Efter sex månader i Alger satte han återigen, den 21 juni 1809, kurs mot Marseille, där han fick genomgå en monoton och ogästvänlig karantän i lazarettet, innan hans svårigheter var över. Det första brev han fick när han befann sig i lazarettet var från Alexander von Humboldt, och detta var ursprunget till en förbindelse som, med Aragos ord, ”varade i över fyrtio år utan att ett enda moln någonsin har stört den”.
Arago hade lyckats bevara protokollen från sin undersökning, och hans första åtgärd när han återvände hem var att deponera dem i Bureau des Longitudes i Paris. Som belöning för sitt äventyrliga uppträdande för vetenskapens sak valdes han till medlem av den franska vetenskapsakademin vid en anmärkningsvärt tidig ålder av 23 år, och före slutet av 1809 valdes han av rådet vid École Polytechnique att efterträda Gaspard Monge på professuren i analytisk geometri. Samtidigt utnämndes han av kejsaren till en av astronomerna vid Observatoriet i Paris, som följaktligen var hans hemvist fram till sin död. Det var i denna egenskap som han höll sin anmärkningsvärt framgångsrika serie populära föreläsningar i astronomi, som fortsatte från 1812 till 1845.
År 1818 eller 1819 fortsatte han tillsammans med Biot att utföra geodetiska undersökningar vid Frankrikes, Englands och Skottlands kuster. De mätte sekundpendelns längd i Leith i Skottland och på Shetlandsöarna. Resultaten av observationerna publicerades 1821 tillsammans med de observationer som gjorts i Spanien. Arago valdes omedelbart därefter till medlem av Bureau des Longitudes och bidrog till varje årsbok under cirka 22 år med viktiga vetenskapliga meddelanden om astronomi och meteorologi och ibland om civilingenjörskonst, samt intressanta memoarer om medlemmar av akademin.
Aragos tidigaste fysikaliska undersökningar gällde ångans tryck vid olika temperaturer och ljudets hastighet, 1818-1822. Hans magnetiska observationer ägde huvudsakligen rum 1823-1826. Han upptäckte roterande magnetism, det som har kallats Aragos rotationer, och det faktum att de flesta kroppar kunde magnetiseras; dessa upptäckter kompletterades och förklarades av Michael Faraday.
Arago stödde varmt Augustin-Jean Fresnells optiska teorier och hjälpte till att bekräfta Fresnells vågteori om ljuset genom att observera det som nu är känt som Aragos fläck. De två filosoferna genomförde tillsammans de experiment om ljusets polarisering som ledde till slutsatsen att vibrationerna i den självlysande etern var tvärgående i förhållande till rörelseriktningen och att polariseringen bestod av en upplösning av den rätlinjiga utbredningen i komponenter som stod i rät vinkel mot varandra. Den senare uppfinningen av polariskopet och upptäckten av roterande polarisering beror på Arago. Han uppfann det första polarisationsfiltret 1812. Han var den förste som utförde en polarimetrisk observation av en komet när han upptäckte polariserat ljus från svansen på den stora kometen 1819.
Den allmänna idén om att experimentellt bestämma ljusets hastighet på det sätt som Hippolyte Fizeau och Léon Foucault senare gjorde föreslogs av Arago 1838, men hans sviktande syn hindrade honom från att ordna detaljerna eller göra experimenten.
Aragos berömmelse som experimentatör och upptäckare beror främst på hans bidrag till magnetismen genom att han tillsammans med Léon Foucault upptäckte virvelströmmar, och i ännu högre grad till optiken. Han visade att en magnetisk nål, som får svänga över icke-järnhaltiga ytor som vatten, glas, koppar etc., faller snabbare i omfattning av sina svängningar ju mer eller mindre den närmar sig ytan. Denna upptäckt, som gav honom Royal Societys Copley-medalj 1825, följdes av en annan, nämligen att en roterande kopparplatta tenderar att förmedla sin rörelse till en magnetisk nål som är upphängd över den, vilket han kallade ”rotationsmagnetism”, men som (efter Faradays förklaring 1832: 283 ) nu är känd som virvelström. Arago har också rättvist rätt att anses ha bevisat det sedan länge misstänkta sambandet mellan norrskenet och variationerna i de magnetiska elementen. År 1827 valdes han till associerad medlem av Nederländernas kungliga institut, när detta institut 1851 blev Nederländernas kungliga konst- och vetenskapsakademi blev han utländsk medlem. År 1828 valdes han till utländsk ledamot av Kungliga Vetenskapsakademien.
Inom optiken gjorde Arago inte bara viktiga optiska upptäckter på egen hand, utan han anses också ha stimulerat Jean-Augustin Fresnels genialitet, vars historia, liksom Étienne-Louis Malus” och Thomas Youngs, denna del av hans liv är tätt sammanvävd med hans historia.
Strax efter 1800-talets början var minst tre filosofer i färd med att forma läran om ljusets vågteori. Fresnels argument till förmån för denna teori fann föga gehör hos Laplace, Poisson och Biot, som var förkämpar för emissionsteorin, men de stöddes ivrigt av Humboldt och Arago, som av akademin hade utsetts att rapportera om uppsatsen. Detta var grunden till en intim vänskap mellan Arago och Fresnel, och till en beslutsamhet att tillsammans föra vidare de grundläggande lagar för ljusets polarisering som man kände till med deras hjälp. Som ett resultat av detta arbete konstruerade Arago ett polariskop, som han använde för några intressanta observationer om polarisationen av himlens ljus. Han upptäckte också kraften i den roterande polarisationen som kvarts uppvisar.
Bland Aragos många bidrag till stöd för den undulatoriska hypotesen finns det experimentum crucis som han föreslog att utföra för att direkt mäta ljusets hastighet i luft, vatten och glas. Enligt emissionsteorin skulle hastigheten accelereras av en ökning av densiteten i mediet; enligt vågteorin skulle den fördröjas. År 1838 meddelade han akademin detaljerna i sin apparat, som utnyttjade de reläspeglar som Charles Wheatstone använde 1835 för att mäta den elektriska urladdningens hastighet, men på grund av den stora noggrannhet som krävdes för att genomföra projektet och det avbrott i hans arbete som orsakades av revolutionen 1848 dröjde det till våren 1850 innan han var redo att sätta sin idé på prov. Då gav hans syn plötsligt vika. Före hans död demonstrerades dock ljusets fördröjning i tätare medier genom H. L. Fizeaus och B. L. Foucaults experiment som, med förbättringar i detalj, baserades på den plan han föreslagit.
År 1830 valdes Arago, som alltid hade liberala åsikter av republikansk typ, till ledamot av deputeradekammaren för Pyrénées-Orientales-departementet, och han använde sina talangfulla och vetenskapliga talanger i alla frågor som rörde allmän utbildning, belöning av uppfinnare och uppmuntran av mekaniska och praktiska vetenskaper. Många av de mest förtjänstfulla nationella företagen, som härstammar från denna period, beror på hans förespråkande – såsom belöningen till Louis Daguerre för fotografins uppfinning, bidraget för publicering av Fermats och Laplaces verk, förvärvet av museet i Cluny, utvecklingen av järnvägar och elektriska telegrafer, förbättringen av reneilen. År 1839 rapporterade Arago om fotografins uppfinning till de förvånade åhörarna vid ett gemensamt möte med akademierna för konst och vetenskap.
År 1830 utsågs Arago till direktör för observatoriet, och som ledamot av deputeradekammaren kunde han få bidrag för att delvis bygga om det och för att lägga till magnifika instrument. Samma år valdes han också till evig sekreterare i vetenskapsakademin, i Joseph Fouriers ställe. Arago kastade sig in i dess tjänst, och genom sin förmåga att skaffa sig vänner vann han genast ett världsrykte för den och för sig själv. Som ständig sekreterare var det hans plikt att hålla historiska lovord över avlidna ledamöter, och för denna uppgift lämpade sig hans snabbhet och lätthet i tanken, hans lyckliga pikanta stil och hans omfattande kunskaper på ett särskilt sätt. Han valdes 1832 till utländsk hedersmedlem i American Academy of Arts and Sciences.
År 1834 besökte Arago återigen Skottland för att delta i den brittiska föreningens möte i Edinburgh. Från denna tid fram till 1848 levde han ett relativt lugnt liv – även om han fortsatte att arbeta inom akademin och observatoriet för att producera en mängd bidrag till alla avdelningar inom fysikalisk vetenskap – men vid Louis-Philippes fall lämnade han sitt laboratorium för att ansluta sig till den provisoriska regeringen (24 februari 1848). Han anförtroddes två viktiga funktioner, som aldrig tidigare hade anförtrotts en person, nämligen marin- och koloniministeriet (i den förstnämnda funktionen förbättrade han ransonerna i flottan och avskaffade piskan). Han avskaffade också politiska eder av alla slag och lyckades, mot en rad penningintressen, få slaveriet avskaffat i de franska kolonierna.
Den 10 maj 1848 valdes Arago till medlem av den verkställande maktens kommission, ett styrande organ i den franska republiken. Han utnämndes till ordförande för den verkställande maktkommissionen (11 maj 1848) och tjänstgjorde i denna egenskap som provisorisk statschef fram till den 24 juni 1848, då kommissionens kollektiva avgång lämnades in till den nationella konstituerande församlingen. I början av maj 1852, när Ludvig Napoleons regering krävde en trohetsed av alla sina funktionärer, vägrade Arago bestämt och skickade in sin avskedsansökan från sin tjänst som astronom vid Bureau des Longitudes. Prinspresidenten vägrade dock att acceptera detta och gjorde ”ett undantag till förmån för en vetenskapsman vars arbeten hade kastat glans över Frankrike och vars existens regeringen skulle beklaga att förbittra”.
Cape Gregory i Oregon namngavs av kapten Cook den 12 mars 1778 efter helgonet Saint Gregory, men döptes om till Cape Arago efter François Arago.
Arago förblev en konsekvent republikan till slutet, och efter statskuppen 1852 avgick han från sin post som astronom i stället för att avlägga trohetseden, trots att han först led av diabetes och sedan av Bright”s sjukdom, som komplicerades av vattenbrist. Napoleon III gav instruktioner om att den gamle mannen inte skulle störas på något sätt och att han skulle få säga och göra vad han ville. Sommaren 1853 fick Arago rådet av sina läkare att pröva effekten av sin hemlandsluft, och han begav sig därför till de östra Pyrenéerna, men detta var ineffektivt och han dog i Paris. Hans grav ligger på den berömda kyrkogården Père Lachaise i Paris. Arago var ateist.
Aragos verk publicerades efter hans död under ledning av J. A. Barral, i 17 volymer, 8vo, 1854-1862; även separat hans Astronomie populaire, i 4 volymer; Notices biographiques, i 3 volymer; Indices scientifiques, i 5 volymer; Voyages scientifiques, i 1 volymer; Grimoires scientifiques, i 2 volymer; Mélanges, i 1 volymer; och Tables analytiques et documents importants (med porträtt), i 1 volymer.
Följande delar av Aragos verk har översatts till engelska:
Källor
