Part 1

HISTOIRE DE MA JEUNESSE

PAR FRANÇOIS ARAGO.

Précédée d’une préface par ALEX. DE HUMBOLDT

Et suivie d’une notice complétant l’histoire de sa vie et de ses travaux jusqu’à sa mort, d’après MM. Flourens, de l’institut, l’amiral Baudin, Combe, président de l’Académie, Barral et Ch. Deleutre, et sur des documents fournis par sa famille.

BRUXELLES & LEIPZIG, KIESSLING, SCHNÉE ET Cie, LIBRAIRES, RUE VILLA-HERMOSA, 1.

1854

Bruxelles.--Imprimerie de A. LABROUE et Cie

50, rue de la Fourche.

INTRODUCTION

Je remplis, avec trop de confiance peut-être et sans consulter la mesure de mes forces, un douloureux devoir. Invité, par la bienveillance d’une famille qui m’est chère, à placer quelques pages en tête de la Collection des œuvres de l’homme illustre dont l’amitié, pendant près d’un demi-siècle, a contribué au bonheur de ma vie, je devrais m’excuser sans doute de céder à une pareille demande; mais il n’y a point ici de place pour les préoccupations littéraires ou les réserves de la modestie: il s’agit de déposer sur une tombe récemment fermée l’hommage de mon admiration et de ma vive reconnaissance.

Les rapports intimes que j’ai entretenus pendant une si longue suite d’années avec M. Arago, mon confrère à l’Académie des sciences de l’Institut de France, la douce et constante habitude qu’il avait de m’entretenir de ses travaux et de ses projets scientifiques, m’ont procuré l’avantage d’observer de près, je ne dirai pas le développement des facultés de ce puissant esprit, mais leur application progressive aux grandes découvertes qui lui sont dues. J’essaierai donc, sans écrire un _Éloge_ ou une _Notice biographique_, de mettre à profit la connaissance que je possède de tous les matériaux réunis dans la Collection des œuvres de M. Arago. Je rappellerai quelle vaste étendue ont embrassée les travaux d’un seul homme dans les différentes branches des connaissances humaines; comment, au milieu de cette variété d’objets, il tendait toujours vers un même but: à savoir, de généraliser les aperçus, d’enchaîner les phénomènes qui avaient paru longtemps isolés, d’élever la pensée vers les régions les moins accessibles de la philosophie naturelle. L’action des forces, manifestée dans la lumière, la chaleur, le magnétisme et l’électricité, aussi bien que dans le jeu des combinaisons et des décompositions chimiques, appartient à la série des mystérieux effets sur lesquels les brillantes découvertes du XIXe siècle ont jeté une clarté inattendue. Dans le champ de ces glorieuses conquêtes, M. Arago s’est placé parmi les grands physiciens de notre époque. À la fois ardent à découvrir et circonspect dans les conclusions qui pouvaient dépasser la portée des résultats partiels, il aimait surtout à indiquer les voies nouvelles par lesquelles on pouvait de plus en plus approcher du but, et reconnaître l’identité des causes dans des phénomènes en apparence si divers. Si de la méthode suivie par M. Arago on s’élève aux facultés puissantes qu’il mettait en jeu, on ne peut mesurer sans étonnement l’étendue qu’elles embrassaient. En même temps qu’il reculait pour les savants les bornes de la science, il avait un art merveilleux de répandre les connaissances acquises. Ainsi aucun genre d’influence ne lui échappait, et l’autorité de son nom égalait sa popularité.

Il y avait cinq ans que j’étais revenu du Mexique, et que j’avais l’inappréciable avantage d’être le collaborateur de M. Gay-Lussac, avec lequel j’avais voyagé en Italie, en Suisse et en Allemagne, lorsque j’appris à connaître M. Arago, au moment où il arrivait d’Alger, en juillet 1809. Il avait déjà parcouru les côtes d’Afrique au mois d’août 1808, après être resté longtemps prisonnier dans une citadelle d’Espagne, à la suite des importants travaux de triangulation qu’il avait effectués pour joindre les îles Baléares au continent et obtenir la longueur d’un arc de parallèle terrestre. Ce n’était pas seulement le choix honorable qu’avait fait de lui, sur les instances de Laplace, le _Bureau des Longitudes_, en le chargeant, en 1806, d’aller en Espagne terminer, conjointement avec M. Biot, la mesure de la méridienne de France; c’était surtout le témoignage du plus illustre des géomètres, Lagrange, avec lequel j’avais l’honneur d’entretenir des rapports intimes, qui fixait mon attention sur M. Arago. L’auteur de la _Mécanique analytique_, avec la sagacité qui marquait tous ses jugements, avait reconnu les heureuses et précoces dispositions du jeune savant. Dès l’abord, il avait été frappé en lui de cette pénétration qui, dans des problèmes complexes, fait saisir rapidement et avec netteté le point décisif. «Ce jeune homme, me disait-il souvent, ira loin.» Cette divination de Lagrange, qui était en général si sobre de louanges, est restée présente à mon esprit comme un titre de gloire bien digne d’être enregistré.

Lorsque l’arrivée de M. Arago sur les côtes de France fut connue à Arcueil, embelli alors par le séjour et l’amitié de Berthollet et de Laplace, j’adressai mes félicitations au voyageur, avant qu’il eût quitté le lazaret de Marseille. Ce fut la première lettre qu’il reçut en Europe, après avoir été exposé à tant de dangers et de souffrances pour sauver les fruits de ses observations. Je cite un fait bien peu important, parce que M. Arago, sensible au charme que l’amitié répand sur la vie, en avait conservé un vif et long souvenir. Il faisait remonter à cette époque le commencement de nos liaisons.

A l’âge de vingt-trois ans, en septembre 1809, M. Arago fut élu membre de l’Académie des Sciences, par 47 suffrages sur 52 votants. Il succédait à Lalande, dont le rare mérite, trop légèrement attaqué pendant sa longue carrière, a été universellement reconnu après sa mort. Ce ne furent pas seulement de pénibles travaux astronomiques et géodésiques que l’Institut voulut récompenser par l’élection de M. Arago; l’attention des savants avait été attirée aussi par d’importantes recherches d’optique et de physique. M. Arago, de concert avec M. Biot, avait déterminé le rapport du poids de l’air à celui du mercure, et avait mesuré la déviation que les différents gaz font subir à un rayon de lumière. Le prisme et le cercle répétiteur ont pu dès lors fournir quelques données sur le rapport des parties constituantes de l’atmosphère et même faire connaître le peu de variabilité qu’offre ce rapport. Tel est l’admirable enchaînement des phénomènes naturels que depuis bien longtemps, par la seule mesure d’un angle de réfraction, le géomètre aurait pu prouver au chimiste que l’air atmosphérique contient moins de vingt-sept ou vingt-huit centièmes d’oxygène.

La vitesse de la lumière avait été, pour M. Arago, l’objet d’un autre travail d’astronomie physique, non moins ingénieux que le premier. Au moyen de l’application d’un prisme à l’objectif d’une lunette, il avait prouvé non-seulement que les mêmes tables de réfraction peuvent servir pour la lumière qui émane du soleil et pour celle qui nous vient des étoiles, mais en outre, ce qui jetait déjà bien des doutes sur la théorie de l’émission, que les rayons des étoiles vers lesquelles marche la terre et les rayons des étoiles dont la terre s’éloigne se réfractent exactement de la même quantité. Pour concilier ce résultat, obtenu à la suite d’observations très-délicates, avec l’hypothèse newtonienne, il aurait fallu admettre que les corps lumineux émettent des rayons de toutes les vitesses, et que les seuls rayons d’une vitesse déterminée sont visibles, qu’eux seuls produisent dans l’œil la sensation de la lumière.

En considérant le genre de recherches auxquelles M. Arago s’était livré avant d’entrer à l’Institut et même avant de quitter la France, on remarque d’abord une extrême prédilection pour tout ce qui a rapport à la réfraction, c’est-à-dire à la route des rayons lumineux et aux causes qui altèrent leur vitesse. Cette prédilection eut pour origine, comme M. Arago me l’a souvent affirmé, la lecture assidue des ouvrages d’optique de Bouguer, de Lambert et de Thomas Smith, qui de très-bonne heure étaient tombés entre ses mains. Pourrais-je ne pas faire remarquer combien, pendant trois années employées à des opérations géodésiques, l’aspect de la nature féconde dans les plaines, sauvage et souvent grandiose sur le sommet des montagnes; combien la couleur des eaux agitées de l’Océan, la hauteur variable des nuages, le _mirage_ sur les plages arides et dans les couches atmosphériques où les signaux de nuit se multipliaient et se balançaient verticalement; combien enfin la vie à l’air libre, bienfaisante sous tant de rapports, ont dû agrandir la pensée, émouvoir l’imagination, exciter la curiosité de M. Arago au milieu des continuelles perturbations qui se produisent dans la succession pourtant régulière des phénomènes! Un voyageur dont la vie est consacrée aux sciences, s’il est né sensible aux grandes scènes de la nature, rapporte d’une course lointaine et aventureuse non-seulement un trésor de souvenirs, mais un bien plus précieux encore, une disposition de l’âme à élargir l’horizon, à contempler dans leurs liaisons mutuelles un grand nombre d’objets à la fois. M. Arago avait une préférence marquée pour les phénomènes d’optique météorologique; il aimait surtout à rechercher les lois qui règlent les variations perpétuelles de la couleur de la mer, l’intensité de la lumière réfléchie sur la surface des nuages, et le jeu des réfractions aériennes.

S’il m’était permis ici d’entrer dans quelques détails, je rappellerais combien le jeune astronome avait été frappé de la facilité avec laquelle sa vue, lorsqu’il se trouvait assis sur une montagne taillée à pic du côté du rivage, pénétrait jusqu’au fond de la mer hérissé d’écueils. Cette simple observation le conduisit dans la suite à des discussions remplies d’intérêt sur le rapport de la lumière réfléchie par la surface de l’eau, sous des angles aigus, avec celle qui vient du fond de l’eau; elle le conduisit également à l’idée ingénieuse de proposer, pour découvrir les récifs, l’emploi d’une lame de tourmaline, taillée parallèlement à l’axe de double réfraction et placée devant la pupille, dans une position où elle élimine les rayons réfléchis par la surface de l’eau sous un angle de 37°, et par conséquent complètement polarisés. C’était, ainsi qu’il le disait dans les instructions rédigées pour le voyage autour du monde de la corvette _la Bonite_, «tenter d’introduire la polarisation dans l’art nautique.»

Le nombre et la variété des travaux de M. Arago, qui ont eu également pour objet la physique du ciel et de la terre, rendront très-difficile un jour la tâche de raconter sa vie. Dans tous ces travaux, on retrouve la même pénétration, la même ardeur à faire avancer la science, mais aussi la même réserve et la même tempérance dans les conjectures. On a dit ailleurs, et avec beaucoup de justesse, que M. Arago «avait puisé dans l’étude approfondie qu’il avait faite des mathématiques, cette méthode rigoureuse, cette sûreté de vues qu’il apportait dans ses propres recherches expérimentales et dans l’appréciation de celles de ses contemporains.» Généralement le public se croit en droit de se méfier un peu de la solidité des travaux très-variés; le mot fastueux de _connaissances universelles_ est surtout très-dangereux: il est toujours mal appliqué. Bacon, Newton, Leibnitz, M. Cuvier, ont eu des connaissances très-variées; ils n’ont pas eu de connaissances universelles. Par l’étendue et la variété de ses connaissances, M. Arago se place à côté des esprits les plus éminents dont la science s’honore.

Pour mettre dans son véritable jour le mérite des hommes supérieurs qui ont laissé une trace lumineuse de leur passage, il faut s’arrêter d’abord à ce qu’ils ont produit de plus saillant. Les grandes découvertes de M. Arago appartiennent aux années 1811, 1820 et 1824. Elles ont rapport à l’optique, aux phénomènes de la physique céleste, à l’électricité en mouvement, au développement du magnétisme par la rotation. Ce sont, pour les spécifier encore davantage: 1º la découverte de la _polarisation colorée_ ou _chromatique_; 2º l’observation précise du _déplacement des franges_ causées par la rencontre de deux rayons lumineux, dont l’un traverse une lame mince transparente, comme par exemple du verre: phénomène qui indique une diminution de vitesse, un retard dans la route, et est en opposition directe avec la théorie de l’émission; 3º la première observation de la propriété d’attirer la limaille de fer que possède le fil conducteur de l’électricité dans les expériences d’Œrsted, autrement dit, le _rhéophore_ de la pile; l’heureuse idée de faire tourner le courant en _hélice_ autour d’une aiguille, et de l’_aimanter_ aussi bien par le passage de la décharge de la bouteille de Leyde que par celui du courant électrique d’une pile de Volta; 4º le _magnétisme de rotation_.

La découverte de la polarisation chromatique a conduit M. Arago à l’invention du polariscope, d’un photomètre, du cyanomètre, et de plusieurs appareils usuels pour étudier divers phénomènes d’optique. C’est par des expériences de polarisation chromatique que M. Arago a constaté physiquement, avant l’année 1820, que la lumière solaire n’émane pas d’une masse solide ou liquide incandescente, mais d’une enveloppe gazeuse. Le moyen étant trouvé de distinguer la lumière directe de la lumière réfléchie, on a pu s’assurer que la queue des comètes offre dans la lumière qui en émane une portion polarisée, et qu’elle doit nécessairement briller, au moins en partie, d’un éclat d’emprunt. La polarisation chromatique a fourni aussi à M. Arago le moyen de reconnaître que la lumière diffuse de l’atmosphère est en partie polarisée par réflexion, et qu’en examinant progressivement les couches de l’atmosphère à différentes hauteurs et en différents azimuts, on découvre un _point neutre_ de polarisation, situé dans le vertical du soleil, à environ 30° au-dessus du point opposé à cet astre. Ce point appelé neutre, parce que la polarisation y est insensible, diffère des deux autres _points neutres_ de Babinet et de Brewster, qui n’ont été découverts que plus tard.

Il me reste à parler, dans cette belle série de travaux optiques, de deux objets sur lesquels M. Arago et son constant ami Fresnel, maître et législateur en plusieurs parties de l’optique, ont jeté une vive clarté, et dont on ne saurait nier l’importance, puisqu’ils touchent aux grands phénomènes de l’_interférence_ et de la _diffraction_ de la lumière. Le premier de ces objets est la _scintillation des étoiles_, phénomène que l’illustre Thomas Young, auquel on doit les lois fondamentales des interférences lumineuses, avait cru inexplicable. La scintillation est toujours accompagnée d’un changement de couleur et d’intensité. Les rayons des étoiles, après avoir traversé une atmosphère où il existe des couches différant entre elles de température, de densité, d’humidité et par conséquent de réfringence, se réunissent pour former une image, vibrent d’accord ou en désaccord, s’ajoutent ou se détruisent par interférence. Je rappelle avec orgueil que des extraits de cette belle théorie de la scintillation ont été publiés pour la première fois, en 1814, dans le quatrième livre de mon _Voyage aux régions équinoxiales du nouveau continent_. Le Mémoire même, plein de curieuses recherches historiques, est un des principaux ornements de la collection des Œuvres de mon illustre ami. D’autres extraits, relatifs au même sujet, mais tirés de manuscrits plus récents et datant de l’année 1847, ont été insérés dans la partie astronomique du _Cosmos_.

L’_interférence_, sur laquelle Grimaldi (de Bologne) avait eu déjà, vers la seconde moitié du XVIIe siècle, de vagues aperçus, a donné lieu à l’énonciation d’une vérité fondamentale et déjà souvent proclamée, à savoir: «que, sous certaines conditions, de la lumière ajoutée à de la lumière, produit les ténèbres.» Dans ce peu de mots est inscrite sans doute la victoire du système des vibrations sur celui de l’émission; mais cette victoire n’a pu être regardée comme assurée et complète que lorsqu’elle a été appuyée sur des expériences simples et irrécusables. M. Arago avait déjà, comme je l’ai indiqué plus haut, découvert, en 1818, le remarquable effet que produit dans les phénomènes de l’interférence une lame très-mince, placée sur la route de l’un des deux rayons interférents. Il y a alors _déplacement des franges_ et retard dans la lumière, qui se meut plus lentement à travers une substance plus dense. «La propriété de deux rayons de s’entre-détruire par interférence une fois constatée, dit M. Arago en faisant allusion à d’autres expériences faites conjointement avec Fresnel, n’est-il pas bien plus extraordinaire encore qu’on puisse les priver à volonté de cette propriété, que tel rayon la perde momentanément, et que tel autre, au contraire, en soit dépouillé à jamais?»

Lorsque M. Wheatstone fut parvenu, dans ses belles recherches sur la vitesse de la lumière électrique (1835), à se servir avec un grand succès de son ingénieux appareil rotatif, M. Arago entrevit aussitôt la possibilité de mesurer, par des déviations angulaires, en appliquant le même principe de rotation, la différence de vitesse de la lumière dans un liquide et dans l’air. Il rendit compte à l’Institut, vers la fin de 1838, de l’expérience qu’il se proposait de faire. Aidé par un artiste expérimenté et habile, M. Breguet fils, il parvint, après bien des changements d’appareils, à réaliser son projet. Dans le cours de ces essais, M. Breguet était parvenu à faire tourner un axe, en le déchargeant du poids du miroir qu’il supportait, huit mille fois par seconde. Tout était prêt en 1850, et l’appareil perfectionné pouvait être mis en fonction; mais la funeste et profonde altération qu’avait éprouvée presque subitement la vue de M. Arago, ne lui donnait plus l’espoir de pouvoir prendre part aux observations. Il dit, avec une noble simplicité, dans une Note présentée à l’Institut le 29 avril 1850: «Mes prétentions doivent se borner à avoir posé le problème et avoir indiqué (en les publiant) des moyens certains de le résoudre... Je ne puis, dans l’état actuel de ma vue, qu’accompagner de mes vœux les expérimentateurs qui veulent suivre mes idées, et ajouter une nouvelle preuve en faveur du système des ondes, aux preuves que j’ai déduites d’un phénomène d’interférence, trop bien connu des physiciens pour que j’aie besoin de le rappeler ici.» M. Arago a pu voir ses vœux exaucés. Deux expérimentateurs, également distingués par leur talent et par la délicatesse de leurs procédés d’observation, M. Foucault, à qui l’on doit la démonstration physique de la rotation de la terre au moyen du pendule, et M. Fizeau, qui a déterminé par une méthode ingénieuse la vitesse de la lumière dans l’atmosphère, sont parvenus, en apportant quelques perfectionnements aux moyens proposés par M. Arago, à résoudre la question dans le sens qui renverse le système de l’émission. MM. Foucault et Fizeau ont présenté les résultats de leurs travaux à l’Académie des Sciences, le premier en mai 1850, le second en septembre 1851.

Si j’ai développé longuement les recherches principales de M. Arago sur la lumière, c’est que ce sont les travaux auxquels il s’est voué avec le plus de suite, durant un espace de plus de quarante années. Ses découvertes en électricité et en magnétisme, si importantes qu’elles soient par elles-mêmes, ne l’ont occupé, pour ainsi dire, que passagèrement. L’attraction exercée par le fil rhéophore, qui joint les deux pôles de la pile de Volta, sur la limaille de fer, et l’aimantation au moyen d’un fil de métal roulé en hélice, soit d’une manière continue, soit avec des interruptions et en sens divers, avaient été observées par M. Arago avant les magnifiques travaux d’Ampère, et ces observations avaient déjà donné une vive impulsion aux recherches électro-magnétiques.

Le _magnétisme par rotation_ fut découvert par M. Arago sur la pente de la belle colline de Greenwich, pendant le séjour que nous fîmes en Angleterre pour comparer, conjointement avec M. Biot, la longueur du pendule. Les résultats de nos observations ne furent pas aussi satisfaisants que nous l’eussions désiré; mais M. Arago, en déterminant avec moi l’intensité magnétique, au moyen du nombre des oscillations d’une aiguille d’inclinaison, fit _lui seul_ cette importante remarque: qu’une aiguille magnétique, mise en mouvement, atteint plus tôt le repos, quand elle est placée dans la proximité de substances métalliques ou non métalliques que lorsqu’elle en est éloignée. Ce premier aperçu, fécondé par d’ingénieuses combinaisons, le conduisit, en 1825, à expliquer les phénomènes produits par la rotation des disques agissant sur des aiguilles en repos, ainsi que l’influence qu’exercent sur les aiguilles l’eau, la glace et le verre. Pendant six ans, l’excitation du magnétisme par le mouvement fut l’objet d’ardentes discussions entre Nobili, Antinori, Seebeck, Barlow, sir John Herschel, Babbage et Baumgartner, jusqu’à l’année 1831, où la brillante découverte de Faraday rattacha tous les phénomènes du magnétisme par rotation aux principes féconds des _courants d’induction_. Telle est la marche des sciences, à ces époques malheureusement trop courtes où elles avancent d’un pas rapide, où les idées tendent à se généraliser, où les esprits s’élèvent par degrés à des conceptions d’un ordre supérieur.

Pour tracer cette esquisse des travaux les plus importants de M. Arago, et de l’influence qu’ils ont exercée, j’ai dû compléter mes propres souvenirs par ceux de deux hommes dévoués à sa mémoire: le célèbre professeur de Genève, M. Auguste de La Rive, et le savant chargé par M. Arago lui-même de diriger la publication de ses Œuvres, M. Barral, chimiste et physicien d’un rare mérite, répétiteur à cette École polytechnique dont il m’est resté un reconnaissant souvenir, pour y avoir travaillé longtemps sous la direction de M. Gay-Lussac. Ce tableau général achevé, il me reste à entrer dans quelques détails sur la distribution des matières qui composeront les Œuvres de François Arago. Mais avant tout, je dois prévenir qu’il sera difficile de suivre toujours un ordre bien déterminé, tant sont étroits les rapports qui unissent les différentes sciences et que des découvertes nouvelles multiplient de jour en jour, tant sont incertaines les limites qui les séparent! Éloigné de la France, qui a été longtemps pour moi comme une seconde patrie, et n’ayant pas les manuscrits de M. Arago sous les yeux, je ne puis présenter que de vagues aperçus. Je divise en six groupes l’ensemble des travaux de mon illustre ami.

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.