Œuvres complètes de François Arago/Tome I/Introduction

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Œuvres complètes de François Arago, secrétaire perpétuel de l’académie des sciences1 (p. i-xxxii).

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 scientitiques, 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.

À 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’étaít 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 cêté 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 : 1° la découverte de la polarisation colorée ou chromatique ; 2° 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 ; 3° la première observation de la propriété d’attirer la limaille de fer que possède le lit conducteur de l’électricité dans les expériences d’Œrsted, autrement dit, le rhéophore de la pile ; l’heureuse idée de faire tourner le courant eu 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 ; 4° 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.


I.partie littéraire et bibliographique


Je crois être l’interprète de la voix publique, au milieu de toutes les dissidences des opinions, en vantant, dans les Éloges académiques de M. Arago, le soin critique qu’il apporte à la recherche des faits, l’impartialité des jugements, la lucidité des expositions scientifiques, une chaleur qui grandit à mesure que le sujet s’élève. Ces mêmes qualités distinguent les divers discours qu’il a prononcés dans les assemblées politiques où il occupait un rang si éminent par la noblesse et la pureté de ses convictions, et les rapports qu’il a rédigés afin de faire rendre aux sciences, dans les personnes de quelques inventeurs célèbres, un hommage éclatant.

Pour faire apprécier avec justesse le mérite des hommes dont il veut retracer la vie et caractériser les travaux, M. Arago débute généralement par un tableau de l’état des connaissances à l’époque ou ils ont commencé à se produire. M. Arago apportait au travail autant de patience que d’ardeur ; aussi ses éloges sont-ils d’une haute importance pour l’histoire des sciences, et en particulier pour l’histoire des grandes découvertes. Des convictions profondes, acquises par de longues et pénibles recherches, ont quelquefois rendu ses jugements sévères et l’ont exposé lui-même à d’injustes critiques. La découverte de la décomposition de l’eau, par exemple, et l’invention de la machine à vapeur à haute pression, qui a si puissamment secondé la domination de l’homme sur la nature, sont de ces faits pour lesquels, comme pour plusieurs autres encore, le sentiment national n’est point l’unique cause de la divergence d’opinion qui existe entre les savants.

Défenseur zélé des intérêts de la raison, M. Arago nous fait souvent sentir dans ses Éloges combien l’élévation du caractère ajoute de noblesse et de gravité aux œuvres de l’esprit. Dans l’exposition des principes de la science, sur laquelle il sait répandre une admirable et persuasive clarté, le style de l’orateur est d’autant plus expressif, qu’il offre plus de simplicité et de précision. Il atteint alors à ce que Buffon a nommé la vérité du style.


II. partie relative à l’astronomie et à la physique céleste.


Travaux de la méridienne de France dans sa partie la plus méridionale, accomplis conjointement avec M. Biot. — Figure de la terre. — Recherches sur la détermination précise des diamètres des planètes. — Nouveau micromètre oculaire et nouvelle lunette prismatique différente de celle de Rochon. — Solstices d’été et d’hiver ; équinoxes de printemps et d’automne ; déclinaisons d’étoiles australes et circumpolaires ; position absolue de la polaire en 1813 ; latitude de Paris ; parallaxe de la 61º du cygne (recherches faites avec M. Mathieu). — Observations géodésiques faites sur les côtes de France et d’Angleterre, avec M. Mathieu et des savants anglais, pour déterminer la différence de longitude entre Greenwich et Paris. — Recherches sur la déclinaison de quelques étoiles de première et de seconde grandeur, faites avec MM. Mathieu et Humboldt. — Nouvelles recherches photométriques sur l’intensité comparative de la lumière des astres, et de la lumière qui émane du bord et du centre du disque solaire. — Intensité lumineuse dans les différentes parties de la lune. — Variabilité de la lumière cendrée du disque lunaire. — Régions polaires de Mars. — Bandes de Jupiter et de Saturne. — Lumière des satellites de Jupiter comparée à celle de la planète centrale du petit système. — Constitution physique du soleil et de ses diverses enveloppes. — Lumière qui émane des parties gazeuses du soleil. — Phénomènes singuliers que présentent les éclipses totales de soleil. — Proéminences rougeâtres qui se montrent sur le contour de la lune pendant la durée d’une éclipse solaire totale. — Rayons de lumière polarisée dans la lumière qui émane des comètes. — Cause de la scintillation des étoiles. — Tables de réfraction. — Irradiation. — Effet des lunettes sur la visibilité des étoiles pendant le jour. — Considérations sur la lumière atmosphérique diffuse. — Vitesse de la lumière des étoiles vers lesquelles la terre marche, et des étoiles dont la terre s’éloigne. — Vitesse de transmission des rayons de différentes couleurs. — Moyen fourni par les phases d’Algol pour mesurer la vitesse de transmission des rayons lumineux.

L’Astronomie populaire qui offre l’exposé des cours publics faits par M. Arago, de 1812 à 1845, dans le magnifique amphithéâtre de l’Observatoire, et suivis avec le plus vif intérêt par toutes les classes de la société, sera le principal ornement de cette seconde partie de ses Œuvres. La lecture du traité d’Astronomie populaire réveillera des souvenirs bien doux et bien tristes à la fois chez ceux qui ont eu le bonheur d’assister aux leçons de M. Arago, d’admirer ce débit si simple, si persuasif, si attachant.


III. partie optique


Diversité de la nature de la lumière qui émane des corps incandescents, solides ou gazeux. — Moyen de distinguer par le polariscope la lumière polarisée de la lumière naturelle. — Rapport constant entre la proportion de lumière polarisée qui se trouve dans le faisceau transmis ou réfracté et celle qui existe dans le faisceau réfléchi. — M. Arago a aussi trouvé, conjointement avec Fresnel, que les rayons polarisés n’exercent plus d’influence les uns sur les autres quand leurs plans de polarisation sont perpendiculaires entre eux, et que par conséquent ils ne peuvent plus alors produire de franges, quoique toutes les conditions nécessaires à l’apparition de ce phénomène, dans le cas ordinaire, soient scrupuleusement remplies. — Traité de photométrie, fondé sur la théorie des ondes (travail expérimental et théorique, dont une grande partie se trouvait contenue en sept Mémoires, présentés à l’Académie des Sciences en 1850). – Réfraction des rayons lumineux dans différents gaz et sous différents angles. — Mémoire sur la possibilité de déterminer les pouvoirs réfringents des corps d’après leur composition chimique. — Recherches sur les affinités des corps pour la lumière, faites conjointement avec M. Biot. — Polarisation chromatique ; fécondité de ses applications dans la physique céleste et terrestre. — Polarisation circulaire (rotatoire), ou phénomènes de coloration, découverts dès 1811 par M. Arago, dans des plaques de quartz coupées perpendiculairement à l’axe du cristal (le rayon blanc qui traverse offre les plus vives couleurs, lorsqu’on le regarde à travers un prisme biréfringent). — Anneaux colorés réfléchis et transmis. — Application de la double réfraction à la photométrie. — Formation de tables photométriques offrant les quantités de lumière réfléchie et transmise par une lame de verre, pour les inclinaisons comprises entre 4° et 26°, et continuées jusqu’à l’incidence perpendiculaire par un procédé particulier. — Évaluation de la perte de lumière qui s’opère par la réflexion à la surface des métaux, et démonstration de ce fait important qu’il n’y a pas de perte de lumière dans l’acte de la réflexion totale. — La loi de Malus, dite loi du Cosinus, sur le partage de la lumière polarisée, « qui n’était d’abord qu’un moyen empirique de représenter les apparences », a été démontrée expérimentalement par M. Arago, pour le cas où le faisceau polarisé traverse, soit un prisme doué de la double réfraction, soit une tourmaline taillée parallèlement à l’axe. (Le polarimètre de M. Arago, employé dans ces genres d’expériences, était d’une telle sensibilité, qu’il accusait sans équivoque, dans un faisceau, un quatre-vingtième de lumière polarisée. Pour toutes ces recherches relatives à la photométrie, les expériences et les calculs ont été faits par MM. Laugier et Petit, sous la direction de M. Arago.) — Démonstration de la possibilité de construire un baromètre, un thermomètre et un réfracteur interférentiels. — Vues sur la mesure des montagnes par le polariscope et sur celle de la hauteur des nuages à l’aide d’un polarimètre gradué.


IV. partie électro-magnétique


Découverte de la propriété d’attirer la limaille de fer que possède le fil rhéophore, qui unit les pôles de la pile. — Aimantation d’une aiguille au moyen du passage du courant électrique en hélice ; points conséquents qui en résultent. — Magnétisme de rotation, par lequel il a été constaté d’une manière rigoureuse que tous les corps sont susceptibles d’acquérir du magnétisme, fait déjà deviné par William Gilbert, et rendu probable par les ingénieuses expériences de Coulomb. — Observations des variations horaires de la déclinaison magnétique à Paris depuis 1818 ; changements séculaires du même phénomène. — Discussion sur le mouvement, de l’est à l’ouest, des nœuds ou points d’intersection de l’équateur magnétique avec l’équateur géographique. — Perturbations qu’éprouve, par l’influence des aurores polaires, la marche des variations horaires de la déclinaison magnétique dans des endroits où l’aurore polaire n’est pas visible. — Simultanéité des perturbations de déclinaison (orages magnétiques), prouvée par des observations correspondantes entre Paris et Kasan, entre Paris et Berlin, entre Paris, Berlin et les mines de Freiberg, en Saxe. — Observation de la déviation qu’éprouve, par l’approche d’un aimant, le jet de lumière qui réunit les deux bouts du charbon conducteur, dans un courant électrique fermé ; analogies qu’offre cette expérience avec les phénomènes de l’aurore boréale. — Découverte faite en 1827 de la variation horaire de l’inclinaison et de l’intensité magnétiques.


V. partie relative à la météorologie et aux principes généraux de physique atmosphérique


Détermination du poids spécifique de l’air, faite conjointement avec M. Biot. — Expériences faites avec M. Dulong, à l’effet de constater que la loi de Mariotte n’éprouve aucune variation essentielle jusqu’à la pression de vingt-sept atmosphères et bien au delà. — Expériences dangereuses, faites avec le même physicien, sur les forces élastiques de la vapeur d’eau à de très-hautes températures. — Table des forces élastiques de la vapeur d’eau et des températures correspondantes. — Formation des halos et lumière polarisée que les halos reflètent. — Cyanomètre. — Recherches optiques sur les causes de la couleur des eaux de la mer et des rivières. — Froid produit par l’évaporation. — Recherches sur les quantités de pluie qui tombent à diverses hauteurs et en différents lieux. — Explication des effets nuisibles attribués à la lune rousse. — Un Mémoire tres-étendu sur le tonnerre, la foudre et les éclairs de chaleur, augmenté de nombreuses additions que M. Arago, pendant sa dernière maladie, dictait à un secrétaire savant et dévoué, M. Goujon, jeune astronome de l’Observatoire de Paris, qui a écrit de la même manière, sous la dictée de son illustre maître, le traité d’Astronomie populaire. — Expériences sur la vitesse du son, faites en 1822, conjointement avec MM. Gay-Lussac, Bouvard, Prony, Mathieu et Humboldt, avec l’aide de l’artillerie de la garde royale, entre Montlhéry et Villejuif.


VI. partie relative à la géographie physique.


Niveau des mers. — État thermométrique du globe. — Température de la surface des mers à différentes latitudes, et dans les différentes couches superposées jusqu’aux plus profondes. — Courants d’eau chaude et d’eau froide. — Les eaux de l’Océan comparées à l’atmosphère qui les recouvre, sous le rapport de la température. — Couleur du ciel et des nuages à différentes hauteurs au-dessus de l’horizon. — Point neutre de polarisation dans l’atmosphère. — Emploi d’une plaque de tourmaline taillée parallèlement aux arétes du prisme, pour voir les écueils et le fond de la mer. — Température de l’air autour du pôle boréal. — Température moyenne de l’intérieur de la terre à des profondeurs accessibles à l’homme (les observations faites sur la température des puits forés, de différentes profondeurs, ont conduit à la loi qui donne l’accroissement de chaleur à mesure que l’on s’enfonce dans l’intérieur de la terre).


Tel est le tableau, encore bien incomplet malgré les richesses immenses qu’il renferme, des travaux de M. Arago. Ils l’ont élevé au rang des hommes les plus éminents du xixe siècle. Son nom sera honoré partout où se conservent le respect pour les services rendus aux sciences, le sentiment de la dignité de l’homme et de l’indépendance de la pensée, l’amour des libertés publiques. Mais ce n’est pas seulement l’autorité d’une puissante intelligence qui a donné à M. Arago la popularité dont il a joui ; ce qui a contribué encore à mettre son nom en honneur, c’est le zèle consciencieux qui ne s’est point démenti à l’approche de la mort, ce sont ses efforts désespérés pour remplir jusqu’au dernier moment les devoirs les plus minutieux. Il ne faut pas non plus oublier le charme de sa diction, l’aménité de ses mœurs, la bienveillance de son caractère. Capable du plus tendre dévouement, modérant toujours par sa bonté naturelle la vivacité d’une âme ardente, M. Arago a goûté, au centre d’une famille spirituelle et aimante, les paisibles douceurs de la vie domestique. Ce qu’une touchante assiduité, l’exercice d’une intelligente prévoyance, et le zèle le plus tendre et le plus inventif ont pu offrir de consolation et de soulagement, M. Arago l’a trouvé pendant le lent épuisement de ses forces, dans le cercle, malheureusement trop étroit, des parents qui lui étaient chers. Il est mort environné de ses fils ; d’une sœur, madame Mathieu, digne de la tendre affection d’un tel frère ; d’une nièce, madame Laugier, qui s’est consacrée à lui avec la plus touchante abnégation, et qui, au dernier moment, s’est montrée aussi grande dans la douleur que noble dans le dévouement.

Éloigné du lit de souffrance de M. Arago, je n’ai pu faire entendre que de loin les accents de ma vive affliction. La certitude même d’une perte prochaine n’a pu en diminuer l’amertume. Pour rendre un dernier hommage à celui qui vient de descendre dans la tombe, je consignerai ici quelques lignes qui déjà ont été publiées ailleurs. « Ce qui caractérisait, disais-je, cet homme unique, ce n’était pas seulement la puissance du génie qui produit et féconde, ou cette rare lucidité qui sait développer des aperçus nouveaux et compliqués, comme choses longuement acquises à l’intelligence humaine ; c’était aussi le mélange attrayant de la force et de l’élévation d’un caractère passionné, avec la douceur affectueuse du sentiment. Je suis fier de penser que, par mon tendre dévouement et par la constante admiration que j’ai exprimée dans tous mes ouvrages, je lui ai appartenu pendant quarante-quatre ans, et que mon nom sera parfois prononcé à côté de son grand nom. »

Alexandre de HUMBOLDT.

Potsdam, novembre 1853.