"Идите, идите вперёд – и обретайте уверенность"

Араго Доминик Француа (Dominique François Jean Arago) – французский учёный и политический деятель. Родился 26 февраля 1786 года в Эстажеле, близ Перпиньяна, в семье казначея Монетного двора Перпиньяна. Его отец владел там небольшой плантацией и с трудом мог содержать своё многочисленное семейство. Детство будущего учёного прошло под сильным впечатлением бурных политических событий Великой французской революции 1789 г. Родители неоднократно удерживали пылкого семилетнего мальчика от попыток убежать вместе с отрядами войск, направлявшихся наполеоновским правительством через Пиренеи в Испанию.

Никакими особыми способностями в раннем детстве он не отличался. Мечтал стать военным.

После переезда семьи в другой город Араго познакомился с офицером инженерных войск Крессаном, руководившим там исправлением крепостных сооружений. Его интересные беседы о знаменитой политехнической школе, созданной в Париже французским революционным правительством и сосредоточившей крупные научно-преподавательские силы страны, сильно увлекли молодого Араго.

Он твёрдо решил стать слушателем этой лучшей в мире высшей школы технических наук. Одаренный юноша дни и ночи просиживал над учебниками и подлинными работами Лежандра, Лагранже, Эйлера и почти без посторонней помощи превосходно овладел всеми предметами, знание которых было необходимо для поступления в избранное им учебное заведение.

Знаменитый математик Монж, экзаменовавший Араго по математике и механике, был поражён глубиной его знаний.

Он с блеском сдал в 16 лет длившийся два с половиной часа вступительный экзамен в Политехническую школу "самому Монжу". Знания им отдельных вопросов математики соответствовали уровню выпускного курса.

Быстрые успехи в прохождении труднейших курсов Политехнической школы и проведенные Араго в эти годы некоторые научные исследования сделали его известным среди учёного мира Парижа.

Окончив в 1806 г. Политехническую школу, Араго становится секретарём Бюро долгот в Париже. Состоя в этой должности, он продолжал вместе с Био и испанскими комиссарами Шэ и Родригесом измерение меридиана на пространстве от Барселоны до острова Форментеры, начатое Деламбром и Мешеном, и был на Майорке как раз в то время, когда в Испании началось восстание против Наполеона. Там Араго был арестован и провёл несколько месяцев в заключении в Бельверской цитадели вблизи Пальмы. Будучи освобождён, он пытался переправиться в Алжир, чтобы оттуда переплыть в Марсель на алжирском корабле, но корабль захватил испанский крейсер, и Араго доставили в форт Розас. Наконец по ходатайству руководителя из войска янычар (дея) он был освобождён и снова пытался возвратиться в Марсель, но вблизи самой гавани поднялась буря, и корабль Араго прибило волнами к сардинскому берегу, откуда, однако, ему удалось, добраться до Алжира. Но прежний дей уже был убит, а новый правитель внёс Араго в список рабов и использовал его как переводчика на судах корсаров. Разбойники едва не зажарили его живьём. Из рабства его выкупили за пару львов. Только в 1809 г., по неоднократному ходатайству французского консула, Араго получил свободу и, наконец, достиг Марселя, едва спасшись от преследования английского фрегата. Во Францию он прибыл без сапог, но под рубашкой сохранил результаты проделанных им вычислений. Уже на другой день состоялось заседание Академии наук, на котором он доложил о результатах проделанной работы.

Араго точно измерил парижский меридиан, определённый в 1718 году Жаком Кассини. Этот меридиан являлся до 1884 года нулевым меридианом. Он проходит через Парижскую обсерваторию и обозначен с помощью столбиков по всему Парижу, а также с помощью специальных отметок (бронзовых Араго-медальонов в честь знаменитого физика) на мостовых, тротуарах и зданиях, в том числе и на Лувре.

Кроме того, Араго опубликовал первую в мировой научной литературе обстоятельную работу о шаровой молнии, обобщив собранные им 30 наблюдений очевидцев, чем положил начало исследованию этого природного явления.

Совместно с Ж.Б. Био в 1806 г. Араго выполнил измерения показателя преломления различных газов. В 1809 г. в возрасте 23 лет он был избран членом Парижской Академии наук на освободившееся место Лаланда и был назначен Наполеоном I профессором Политехнической школы.

В 1812 году у него родился сын Франсуа Виктор Эммануэль, будущий дипломат, министр юстиции и министр внутренних дел Франции.

Проверяя открытые французским физиком Малюсом (1775—1812) законы, устанавливающие поляризацию света при отражении, Араго заметил, что два поляризованные изображения солнечного диска при рассматривании сквозь слюдяную пластинку окрашиваются в дополнительные цвета. Вместо слюды, как было установлено исследователем, можно употреблять кристаллы исландского шпата или пластинки горного хрусталя. Обнаружив это интересное явление, Араго назвал его цветной хроматической поляризацией, но полного объяснения дать не смог.

Араго создал ряд оптических приборов для астрономии, физики и метеорологии. В 1811 сконструировал полярископ для определения степени поляризации. С помощью этого прибора впервые изучил поляризацию излучения солнечной короны, кометных хвостов, поверхности Луны; отметил, что поляризация света от лунных морей больше, чем от материковых участков. В 1815 создал цианометр для измерения степени голубизны неба (позднее этот прибор использовался для определения глубины моря). В 1833 построил фотометрии для определения блеска звезд. Усовершенствовал окулярный микрометр для измерения малых углов и определял с его помощью диаметры планет.

Ряд следующих работ по оптике Араго провел совместно с молодым талантливым физиком О.Ж.Френелем, автором волновой теории света. Это явление, как было выяснено исследователями, означало уменьшение скорости света в более плотных средах и находилось в полном противоречии с корпускулярной теорией света И.Ньютона.

Вместе с Френелем Араго много работал и над явлением поляризации света. Изучая взаимодействие поляризованных лучей, они пришли к выводу, что если лучи поляризованы в плоскостях, перпендикулярных друг к другу, они не могут производить интерференционных полос. Из этого опыта Френель вывел важнейшее заключение о поперечности световых колебаний, с чем Араго долго не соглашался.

Араго объяснил явление изменения окраски мерцающих звезд тем, что лучи света, проходя сквозь неоднородную по температуре и влажности атмосферу, неправильно преломляются и, соединяясь, дают усиление или ослабление света, чем и вызывают изменчивую окраску.

При помощи полярископа ученый смог отличить поляризованный свет от естественного и нашел в свете хвостов комет долю такого света. В 1850 г. Араго представил в Академию трактат, в котором изложил всю фотометрию с точки зрения волновой теории света.

Громадной заслугой его и в области оптики является большая идейная поддержка, которую он оказывал творцу волновой теории света Френелю в его борьбе против старой корпускулярной теории, несмотря на то, что последнюю поддерживала значительная часть учёных (Био, Лаплас, Пуассон, Брюстер и др.).

В области электричества и магнетизма с именем Араго связаны два открытия, приведшие в дальнейшем к чрезвычайно важным последствиям. В 1820 г. на заседании Академии Араго сделал сообщение о ряде своих новых опытов, заключавшихся в том, что при пропускании тока по проволоке, обмотанной вокруг стального стержня, последний намагничивается. Из этого важного наблюдения Араго заключил, что проволоку, по которой проходит ток, можно рассматривать как магнит, вокруг которого создается некоторое магнитное поле. Другими словами, Араго впервые обнаружил единство и взаимозависимость магнитных и электрических сил и явился, таким образом, предшественником Ампера и Фарадея.

Другое наблюдение, сделанное Араго в 1824 г., интересно тем, что оно сыграло большую роль в работах М.Фарадея, превращавшего «магнетизм в электричество». Араго при помощи специального прибора показал, что магнитная стрелка, расположенная над медным листом, при вращении последнего сама начинает вращаться. Назвав это явление магнетизмом вращения, Араго не мог дать ему правильного объяснения, и только позже знаменитый Фарадей показал, что стрелка приходит в движение благодаря электрическим токам, индуктирующимся в медной пластинке.

Много сделал ученый и в других разделах науки. Он провел точные наблюдения над изменениями склонения магнитной стрелки в Париже, отметил влияние магнитных бурь на склонение магнитной стрелки, произвёл интересные наблюдения над Солнцем (затмение 1842 г.), кометами и др.

В области метеорологии и изучения газообразных и жидких тел Араго также выполнил ряд ценных научных исследований, из которых важнейшими являются следующие: точное определение удельного веса воздуха; проверка правильности закона Мариотта (pv = const) до 27 атмосфер; опыты над водяными парами высокой температуры; определение количества дождя, падающего с различных высот и от различных причин; изучение грозы, молнии и зарницы; определение скорости звука в различных средах; определение температурного состояния различных слоев атмосферы и т. д.

В Политехнической школе Араго преподавал математический анализ и геодезию до 1831 года. В должности профессора, а позднее на посту директора Парижской обсерватории он сделал необычайно много. Он занимался астрономией, оптикой, электромагнетизмом физической географией, метеорологией.

Араго вносил новое в каждый из разделов, которым занимался. Так, например, живя уединённо на своих геодезических станциях в Испании, он заметил, что его зрение свободно проникало до морского дна, усеянного подводными камнями, и это простое наблюдение привело его к любопытнейшим исследованиям об отношении света, отражающегося от поверхности воды под острыми углами, к свету, идущему прямо с морского дна.

Араго сделал целый ряд открытий, значительно продвинувших науку вперёд. Самым плодотворным периодом его деятельности было время с 1811 по 1824 г. В течение этих тринадцати лет Араго: открыл хроматическую поляризацию рассеянного света неба и впервые наблюдал вращение плоскости поляризации света в кварце; произвёл точные наблюдения над перемещением цветных полос, происходящих от встречи двух лучей, из которых один проходит через тонкую прозрачную пластинку; первый заметил, что железные опилки притягиваются проводником электричества в опыте Эрстеда; первым пропустил электрический ток по спирали с вложенной в неё стрелкой, которая намагничивалась и разряжением лейденской банки, и током Вольтова столба; находясь в Гринвиче, заметил так называемый магнетизм вращения - действие вращающейся металлической пластинки на магнитную стрелку; установил связь между полярными сияниями и магнитными бурями.

Написанные Араго "Биографии знаменитых астрономов, физиков и геометров" до сих пор являются фундаментальным исследованием по истории науки. Араго совместно с Ж.Л. Гей-Люссаком издавал в течение долгих лет знаменитый научный журнал I-ой половины XIX в. «Анналы химии и физики», оказавший громадное влияние на развитие науки в Европе.

В 1825году был награждён медалью Копли.

В 1830 г. совместно с П.Л. Дюлонгом Араго определил коэффициент упругости газа. Араго применил интерференцию света к объяснению сверкания звёзд; эта теория приведена А. фон Гумбольдтом в 4-м томе его «Путешествия в равноденственные страны». Когда в 1835 году Ч.Уитстон, исследуя скорость электричества и света, построил остроумный прибор из вращающихся зеркал, Араго быстро сообразил, что подобным устройством можно определить скорость света, и представил в 1838 г. план новых опытов. Механик Абрахам-Луи Бреге занялся изготовлением этих приборов, но тут встретилось множество затруднений, и только в 1850 г. ему удалось добиться удовлетворительных результатов, но к этому времени у Араго сильно ослабло зрение, так что он не мог приняться за опыты. На заседании Института 29 апреля 1850 года он откровенно заявил: «Я принуждён ограничиться только изложением задачи и указанием на верные способы её решения». Два талантливых физика — А.И.Л. Физо и Ж.Б.Л. Фуко — не замедлили воспользоваться его ценными указаниями, определили скорость света в атмосфере и по¬лу¬чи¬ли пер¬вые фо¬то¬гра¬фии Солн¬ца. В своих докладах Академии наук, первый в 1850 г., второй в 1851 г., дали твёрдые основы теории света, опровергнув существовавшую гипотезу истечения. Многочисленные открытия и работы Араго изложены в его сочинениях, которые разделены Гумбольдтом на 5 частей: по астрономии, оптике, электромагнетизму, метеорологии и физической географии.

По указаниям Араго У. Леверье провел математический анализ отклонений в движении планеты Уран, в результате чего была открыта - "на кончике пера" - планета Нептун.

Последние 20 лет своей жизни Араго активно занимался политикой. В 1830-1848г.г. - член палаты депутатов от округа Нижняя Сена, где он примкнул к левым группировкам и как блестящий оратор быстро завоевал исключительную популярность. После февральской революции 1848 г. вошёл в состав временного правительства, был сначала военным, а затем - морским министром. В политике, как и в науке, ему были свойственны честность, принципиальность, твёрдость характера, хладнокровие и находчивость в трудных ситуациях.

Девизом жизни Араго были слова, сказанные Ж.Л. Даламбером одному молодому человеку, встречавшему трудности при изучении математики: "Идите, идите вперёд – и обретайте уверенность".

Араго – иностранный почётный член Петербургской АН (1829).

Араго был одним из самых популярных людей Франции своего времени. После государственного переворота 2 декабря 1851 г., приведшего к власти Наполеона III, Араго демонстративно отказался присягнуть новому правительству, и от репрессий за республиканские убеждения его спасли только громадная популярность во Франции и крупнейшие научные заслуги.

Араго занял место директора обсерватории; при этом от должностной присяги он был освобождён.

Умер Д. Араго 2 октября 1853 года. Открытие памятника Араго в Перпиньяне состоялось 21 сентября 1879 г.

Полное собрание трудов Араго (17 томов) было выпущено в 1854–1862 гг.

Его имя внесено в список величайших учёных Франции, помещённый на первом этаже Эйфелевой башни. В честь Араго наван астероид (1005) Араго, открытый в 1923 году и кратер Араго на Луне.

Однажды он сказал:

• Астрономия - счастливая наука, она не нуждается в украшениях.

• Всякое научное открытие вначале проходит три фазы: в первой отрицают его истинность; во второй доказывают его невозможность; в третьей полагают, что "это всем всегда было известно".

Рассказывают, что…

• Доминик Франсуа Жан Араго, едва выйдя из юношеского возраста, стал лидером французской научной элиты и влиятельным политиком. В Академии наук он мастерски управлял расстановкой сил, следя за тем, чтобы новыми академиками становились самые заслуженные, а не те, чей покровитель влиятельней.

• На трех выборах подряд Араго расстраивал планы инженера-гидравлика Пьера Симона Жирара: всякий раз его опережал кандидат, которому Араго благоволил. За каждым таким кандидатом значились выдающиеся достижения, и их имена легко отыскать в нынешних учебниках. Во второй раз Жерара обошёл на выборах Симеон Дени Пуассон (автор пуассоновского распределения в статистике и важных работ по теории упругости). Его выдвинул маркиз Пьер Симон де Лаплас, прославленный физик и математик, но добиться избрания Пуассона было (по политическим причинам) непростой задачей.

Коллеги Пуассона отличались исключительным долголетием, десятилетиями на отделении геометрии не появлялось ни одного вакантного места. Поэтому Лаплас решил, что Пуассону следует баллотироваться по отделению физики. Всю свою жизнь Пуассон держался от каких бы то ни было физических приборов на расстоянии пушечного выстрела, что, пожалуй, было весьма благоразумно: он был неуклюж, и приборам от него наверняка не поздоровилось бы. И вот Лаплас и Араго тайно сговорились, как убедить академиков и провести Пуассона по отделению физики. Как они добились цели, лучше всего иллюстрирует следующий разговор между Жаном Батистом Био, другом Араго и участником того совещания, и астрономом Алексисом Буваром.

Встретившись с ним на обсерваторской аллее на следующий день (после совещания), Био спросил, за кого тот собирается голосовать. “За Жирара”, — мгновенно ответил Бувар. “Вы ошибаетесь, — возразил Био, — вы будете голосовать за Пуассона. Месье Лаплас попросил меня сообщить вам об этом.” Для Бувара воля Лапласа была приказом, и он распорядился своим голосом как следовало.

Био, знаменитый физик, числился на отделении геометрии, и в последующие годы из раза в раз просил, чтобы их с Пуассоном поменяли местами, однако такой логичный ход противоречил обычаям Академии.

Со временем дружба Био и Араго дала трещину. Био, как полагали, завидовал успехам младшего коллеги в делах научных, политических и общественных, поскольку сам не мог похвастаться ни добродушием, свойственным Араго, ни сопоставимым авторитетом.

• Когда Араго занял пост непременного секретаря Академии, он стал её авторитарным правителем, и всё же академики по-прежнему ему доверяли. О силе неприязни, которую они с Био испытывали друг к другу, можно судить по примечательному эпизоду, который не делает Био чести. Так случилось, что однажды в среду физики вышли одновременно из Бюро долгот. Проходя по улице Сен-Жак, Араго начал излагать принципы работы фотометра, только что изобретенного им прибора для измерения яркости света. Био отнёсся к рассказу с недоверием, и, когда они поравнялись с церковью Сен-Жак-дю-Го-Па, Араго извлек из кармана ключи и нацарапал на ближайшей колонне чертёж, чтобы его мысль стала понятней.

В понедельник начиналась сессия Академии, и Био вызвался произнести речь. Услышанное привело Араго в замешательство: Био принялся объяснять, приписав изобретение себе, устройство фотометра, идеей которого Араго поделился с ним пятью днями ранее. Араго попытался его прервать, но Био спокойно продолжал. Закончил он тем, что изобразил на доске ту самую схему, которую Араго нацарапал на колонне церкви.

Это было уже слишком, поэтому Араго вскочил с места и прокричал: “Это в точности тот рисунок, который я нарисовал, чтобы преодолеть ваше недоверие к принципу, который вы теперь выдаете за свой”. Био отвечал, что такого разговора не помнит. Араго тем временем потребовал, чтобы собрание немедленно отправило двоих секретарей в церковь Сен-Жак-дю-Го-Па, чтобы, отыскав указанную им колонну, те вернулись с докладом. Так и поступили. Био не дождался возвращения посыльных — он покинул здание Академии и не появлялся в её стенах еще два года.

Много лет спустя Био яростно воспротивился идее Араго допускать публику на собрания Академии. Это, утверждал Био, возбудит в учёных непристойное тщеславие, лишит научные дискуссии блеска, а психическое состояние старейших из академиков, которых уже не стоит показывать публике, только смутит молодежь. Араго по крайней мере добился, чтобы в зал пускали журналистов — им отвели отдельную скамью.

• Араго, несомненно, было не привыкать к ссорам. Он даже умудрился возбудить гнев англичан, когда, издав биографию Джеймса Уатта, которым восхищался, выступил в Глазго и в Эдинбурге. Араго сделали почётным гражданином Глазго, и перед выступлением его представлял лорд Бругэм, известный политик.

Уатту Араго приписал не только изобретение парового двигателя, но также и выяснение химического состава воды. Такое утверждение (разумеется, ложное) вызвало гнев Королевского общества, члены которого прекрасно знали, что это открытие совершил не шотландец, а англичанин — достопочтенный Генри Кавендиш. Араго обвинили в том, что политические убеждения для него важнее объективности и что поэтому он ставит гений Уатта, простого шотландца, рабочего-практика, выше напряженной умственной работы аристократа Кавендиша. Королевское общество потребовало, чтобы Араго отказался от своих слов, и это требование было удовлетворено.

• Хотя французские революционеры и отрубили голову Антуану Лавуазье, провозгласив, что революция в учёных не нуждается, республика тем не менее все-таки признавала главенство разума и поощряла развитие наук. Одним из памятников ей стала метрическая система. Введенный тогда стандарт длины — метр — определили как стомиллионную долю расстояния от Северного полюса до экватора вдоль парижского меридиана.

В 1806 году Бюро долгот обязали измерить это расстояние с максимально возможной точностью. Был проведен ряд предварительных замеров: за основу расчетов взяли расстояние от Дюнкерка до Барселоны, благо сделанный начерно эталон для этого уже имелся в Париже. Однако требовалась ещё большая точность; тогда измерили дистанцию до Балеарских островов, которые заметно южней Барселоны и через которые парижский меридиан проходит тоже.

Исполнителями этого задания назначили Доминика Франсуа Жана Араго и Жана Батиста Био; Араго тогда только исполнилось 20, а Био — 32.

Из-за большой удаленности увидеть из Барселоны вспышки света на островах не представлялось возможным. Поэтому Био и Араго сначала выбрали для триангуляции вершины гор и точку в испанском прибрежном городе Дения, затем измерили расстояние оттуда до Ибицы и Форментеры и, наконец, до Майорки. На Ибице к их услугам была вершина горы Кампвей, а на Форментере — наивысшая точка острова Ла-Мола. В конце 1807 года Био вернулся в Париж, оставив Араго заканчивать замеры на Майорке. На вершине С’Эслоп соорудили хижину, где Араго и поселился в окружении инструментов, необходимых для заключительной серии наблюдений. Однако дальше события развивались совсем не по плану.

В июне 1808 года завязалась война между Францией и Испанией. Вскоре на Майорке заговорили о том, что костры на горе по ночам — это сигналы и что Араго, должно быть, французский шпион; решено было отправить на гору отряд солдат, чтобы те арестовали подозрительного француза. Слухи об этом дошли до Араго. Что произошло потом, он рассказывает в своих мемуарах: “Мы отправились в Пальму и по пути встретили военных, которые пришли меня искать. Никто меня не узнал, поскольку я владею местным наречием в совершенстве. Я посоветовал отряду следовать той же дорогой, а мы продолжили наш путь в город”. (Араго свободно разговаривал на диалекте каталанского, поскольку был уроженцем Французских Пиренеев — области Франции, где говорят по-каталански.) Скрыться, однако, ему удалось только на время: в конце концов Араго очутился в Бельверском замке, в камере с видом на Пальма-да-Майорка.

Теперь это туристическая достопримечательность, а тогда замок был тюрьмой.

Сумев убедить чиновников, что он не шпион, Араго покинул остров и отправился в Алжир. Там он сел на корабль, направлявшийся в Марсель, но невезение просто преследовало несчастного физика: корабль захватили испанские пираты и повели его в Каталонию, где Араго снова попал в тюрьму. Огромными усилиями он добился освобождения и поплыл в Марсель. Теперь помешали уже не пираты, но погода — стоял декабрь 1808 года. Начались бури, корабль был вынужден прервать плавание и переждать зиму в небольшом алжирском порту. Араго ничего не оставалось, как отправиться в Алжир по суше. Тут его захватили в плен снова — на этот раз алжирцы, которые требовали, чтобы Франция расплатилась с ними за направленные туда грузы.

Проблема разрешилась в июле 1809 года, и после годовой одиссеи, полной опаснейших приключений, Араго прибыл во Францию, дабы наконец закончить свой научный отчёт. Париж встретил его с ликованием. Работа Араго и Био подтвердила точность прежних измерений; эталон метра, изготовленный в итоге, отличался от своего прототипа всего на 0,02 процента.

Меридиан Араго и Био обозначен в Париже цепочкой дисков, вмурованных в тротуары. Оба учёных добились впечатляющих успехов в физике. Имя Био увековечено законами Био и Био-Савара. Именно Био поручили провести проверку знаменитого эксперимента Пастера по разделению оптических изомеров. Араго также принадлежат множество важных результатов в оптике: достаточно вспомнить диск Араго и призму Араго. Он отметился и в политике, успев побывать министром республики. Араго дружил с Жюлем Верном, который описал его приключения на Балеарских островах в одном из своих романов.

Жители Форментеры вымысел ценят больше, чем реальность: на Ла-Мола установлен памятник не Араго и не Био, а Жюлю Верну, который на Балеарских островах никогда не был.