阿拉果傳奇一生

　　阿拉果（Arago, Dominique Francois Jean）于1786年2月26日出生在法國東部比利牛斯省的埃斯特?zé)崂眨�一個(gè)具有西班牙加泰羅尼亞血統(tǒng)的中等地主家庭里。

　　1795年，阿拉果的父親當(dāng)上了省造幣廠的司庫，于是全家遷居省的首府佩皮尼昂市，阿拉果在那里完成了他的基礎(chǔ)教育。由于他立志要當(dāng)拿破侖軍隊(duì)炮兵軍官，決心上綜合工科學(xué)校，于是他在15歲時(shí)就只身去巴黎自學(xué)，2年半內(nèi)他掌 握了考試所需的一切知識(shí)，還學(xué)習(xí)了L·歐拉（Euler）的無限小量分析、拉格朗日（Lagrange）的解析函數(shù)理論和分析力學(xué)、拉普拉斯（Laplace）的天體力學(xué)，使主考人蒙日（Monge）大吃一驚，最后，蒙日給了他最高的評(píng)語。阿拉果1803年底入學(xué)，1804年經(jīng)S·D·泊松（Poisson）推薦擔(dān)任了巴黎天文臺(tái)的秘書，從而認(rèn)識(shí)了拉普拉斯等名人。

　　1806年畢業(yè)，阿拉果以第一的成績從綜合工科學(xué)校畢業(yè)，他畢業(yè)后擔(dān)任了經(jīng)度局秘書 ；同年和畢奧（Bilt）一起參加遠(yuǎn)征西班牙的大地測量隊(duì)。1808年法西戰(zhàn)爭爆發(fā)，阿拉果被囚禁數(shù)月，他輾轉(zhuǎn)數(shù)千里，在1809年帶了全部測量資料歸國，因貢獻(xiàn)突出，他在1809年被選入法蘭西研究院，得票甚至超過了著名的泊松。

　　1809年年底在蒙日的推薦下，阿拉果接任蒙日的綜合工科學(xué)校的畫法幾何講座；又被拿破侖任命為巴黎天文臺(tái)研究員。1816年又他當(dāng)上了《經(jīng)度局年報(bào)》的主要撰稿人，同年又和蓋·呂薩克（Gay-Lussac）共任《化學(xué)和物理學(xué)年報(bào)》的主編。

　　1820年以前，阿拉果主要研究光的偏振和折射，并和菲涅耳（Fresnel）（創(chuàng)建連接到科學(xué)人菲涅耳）合作，重振波動(dòng)說，與堅(jiān)持微粒說的拉普拉斯、畢奧、泊松展開了激烈的論戰(zhàn)（創(chuàng)建連接到科海波瀾：光的本質(zhì)）。1820年后，阿拉果在1920年后轉(zhuǎn)向電磁學(xué)研究，以研究旋轉(zhuǎn)銅盤對磁針的效應(yīng)而獲得了1825年的科普利獎(jiǎng)。1830年，阿拉果出任天文臺(tái)臺(tái)長，并繼傅里葉（Fourier）擔(dān)任科學(xué)院終身秘書。1830年7月革命后，阿拉果先后被選為家鄉(xiāng)和巴黎的議員；1848年2月革命中，臨時(shí)政府成立，他任海軍和陸軍部長、執(zhí)委會(huì)主席，曾簽署不少改革方案。6月革命后，阿拉果退出政界。1850年，阿拉果的視力突然衰退，幾近失明，這迫使他放棄了計(jì)劃中的測定光密介質(zhì)中的光速實(shí)驗(yàn)，而由年輕的傅士（Foucault）和菲佐（Fizeau）完成。1850年，他拒絕向路易·波拿巴政府宣誓效忠，毅然辭去經(jīng)度局的職務(wù)，但未獲得批準(zhǔn)。1853年10月2日，阿拉果在巴黎去世。他一生都執(zhí)著于科學(xué)研究直到逝世，他也一直指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)并推動(dòng)科學(xué)進(jìn)步。
　　冒險(xiǎn)家
　　阿拉果非常富于冒險(xiǎn)精神，這充分的體現(xiàn)在了他的大地測量工作中，法國大革命勝利后，巴黎很快成為世界的科學(xué)技術(shù)中心，革命政府向科學(xué)家提出的第一個(gè)實(shí)際要求是統(tǒng)一法國的度量衡。經(jīng)拉普拉斯、拉格朗日和拉瓦錫等組成的委員會(huì)研究，認(rèn)為首先要制作一條"世界各國萬古通用"（這句話刻在巴黎國際計(jì)量局保存的鉑銥標(biāo)準(zhǔn)米尺上）的標(biāo)準(zhǔn)尺，并確定標(biāo)準(zhǔn)單位米是地球經(jīng)度圈（即子午圈）的四千萬分之一。由天文學(xué)家德朗布爾（Delambre）和梅尚（Mechain）于1792年開始用三角測量法測出從法國敦克爾克到西班牙巴塞羅那南面的福爾門特拉島約9.5 度的弧長，加上在秘魯?shù)臏y量結(jié)果，聯(lián)合確定。在工作將完成時(shí)，由于梅尚于1804年逝世而終止。

　　1806年阿拉果和畢奧受托測完西班牙東北部最危險(xiǎn)和艱苦的一段，到1808年測定福爾門特拉島緯度后，畢奧回國，留下阿拉果完成該島和馬略卡、伊薩維三島的三角測量。這時(shí)法西戰(zhàn)爭爆發(fā)，阿拉果在馬略卡島山上點(diǎn)燃的測量用火堆，被誤認(rèn)為是引法軍入侵的信號(hào)，1808年6月阿拉果被捕并被囚禁在島上的要塞里。7月28日，阿拉果從監(jiān)獄逃離。8月3日，他冒險(xiǎn)潛入阿爾，喬扮成江湖商人，乘船回馬賽。18日船近港口時(shí)，阿拉果又被西班牙海盜截回，囚禁3個(gè)月后才釋放。坐船再赴馬賽，又被北風(fēng)吹到阿爾及利亞的布日伊灣。由伊斯蘭阿訇帶路循陸路到阿爾及爾，途中多次遇到獅子騷擾。阿拉果在阿爾及爾住了６個(gè)月，才乘船到馬賽，又受到檢疫隔離，在隔離期間，他最先收到了洪堡（Humboldt）的賀信，回巴黎后兩人就住在一起，開始了他們之間長達(dá)４０年的深醇友誼。

　　１８１８－１８１９年阿拉果又和畢奧一起在英格蘭和蘇格蘭進(jìn)行大地測量，對利茲和設(shè)德蘭群島進(jìn)行科學(xué)考察。在拿破侖帝國快設(shè)落時(shí)，阿拉果曾籌劃去美洲新大陸從加拿大考察到智利南端的含恩角，雖然最終沒有能夠?qū)崿F(xiàn)，但他不怕艱苦勇于冒險(xiǎn)的性格，由此可見一斑。

　　捍衛(wèi)光波動(dòng)學(xué)說

　　阿拉果長期受拉普拉斯學(xué)派教育，早年遵循微粒說觀點(diǎn)研究光學(xué)。在拉普拉斯體系中，光和熱、電、磁一樣，都是由無重量的微粒構(gòu)成的流體，它們受物質(zhì)分子的短程引力和斥力的作用，產(chǎn)生反射、折射、雙折射等各種光學(xué)現(xiàn)象；對分子相同的物質(zhì)，折射率將和密度成正比。阿拉果在學(xué)習(xí)期間已和畢奧合作研究光在地球大氣中的折射，以證明拉普拉斯在天體力學(xué)中提出的大氣由氧和氮的同心環(huán)組成、密度隨海拔變動(dòng)的公式。阿拉果用實(shí)驗(yàn)證明，溫度和壓強(qiáng)影響大氣折射，而空氣溫度及二氧化碳的含量可以忽略。１８０８年馬呂斯（Malus）發(fā)現(xiàn)了光的偏振現(xiàn)象，阿拉果就用偏振光以不同的入射角度投向各氣態(tài)、液態(tài)和晶態(tài)物質(zhì)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了旋光現(xiàn)象。１８１０年，為了進(jìn)一步弄清光的微粒的性質(zhì)，他利用地球平動(dòng)對源自不同恒星的光在棱鏡中的折射的影響，來確定恒星的大小是否影響光的速度。囿于微粒說，阿拉果沒有得出光速不受地球平動(dòng)影響的結(jié)論；但他仍然認(rèn)為恒星發(fā)出不同速度的光微粒，而只有一定速度范圍內(nèi)的光微粒才引起視覺。
　　阿拉果對微粒說信仰的動(dòng)搖，始于１８１３年。當(dāng)年他和珀蒂（Petit）測定了許多液體和固體折射率，發(fā)現(xiàn)根本不存在微粒說所述的和密度成正比的關(guān)系；此外，他還認(rèn)識(shí)到１８０１年楊的干涉理論能更好地解釋色偏振等實(shí)驗(yàn)事實(shí)。因此，當(dāng)1815年，當(dāng)菲涅耳的關(guān)于光的衍射論文在法國科學(xué)字初次宣讀時(shí)，就得到阿拉果和珀蒂的全力支持，他們用折射實(shí)驗(yàn)證明波動(dòng)說的優(yōu)越性，并回駁拉普拉斯等一個(gè)接著一個(gè)的攻擊。１８１９年法國科學(xué)院懸獎(jiǎng)?wù)髑笳撌龉獾难苌涞恼撐模�在５位評(píng)委中，堅(jiān)持微粒說的拉普拉斯、畢奧、泊松占了３位。但阿拉果仍鼓勵(lì)、支持菲涅耳去應(yīng)征。當(dāng)泊松根據(jù)菲涅耳的圓屏衍射理論，指出圓屏影子的中心永遠(yuǎn)是亮斑，認(rèn)為是不可能的。阿拉果和舊日的合作伙伴畢奧進(jìn)行了震撼科學(xué)院的論戰(zhàn)。
　　阿拉果還和菲涅耳一起，系統(tǒng)地研究偏振光的干涉。明確雖來自同一光源但偏振面相互垂直的兩支光束，不能發(fā)生干涉。但菲涅耳用橫波完滿地解釋了光的雙折射和偏振后，阿拉果卻持保留態(tài)度。

　　廣泛的科學(xué)成就

　　阿拉果很關(guān)心儀器制作，１８１１年他發(fā)明了測定光一偏振程度的偏振光鏡，以后又改進(jìn)了這個(gè)設(shè)備，并用它得出光通過單光軸晶體的的尋常光和非尋常光的強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度之比的公式，并用偏振計(jì)來區(qū)分熾熱氣體發(fā)射的中性光和從液體或固體表面反射的部分偏振光，從而判定太陽邊緣是氣體，并確定月面和彗尾的光是反射光。

　　１８２０年，阿拉果得悉奧斯特（Oersted）發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)后，親自訪問了日內(nèi)瓦的實(shí)驗(yàn)室，驗(yàn)證奧斯特實(shí)驗(yàn)結(jié)果；又在巴黎重復(fù)此實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)軟鐵的瞬時(shí)磁化。他像鼓勵(lì)菲涅耳那樣支持安培完善他的電磁力理論，并成為安培理論的熱心宣傳者。１８２２年，他和洪堡測量格林威治附近小山的磁場強(qiáng)度時(shí)，注意到磁針附近的金屬物對磁針的振動(dòng)有阻尼作用，他考慮是否存在逆效應(yīng)，即旋轉(zhuǎn)的銅盤能帶動(dòng)附近的磁針轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)驗(yàn)證明有此效應(yīng)，他從而獲得了１８２５年度的科普利獎(jiǎng)，并命名此盤為阿拉果盤。這個(gè)實(shí)驗(yàn)震動(dòng)了歐洲的物理學(xué)家，誰也不能解釋這個(gè)現(xiàn)象。法拉第（Faraday）在他著名的《電學(xué)實(shí)驗(yàn)研究》一書的第２節(jié)中，稱譽(yù)它為"非凡的實(shí)驗(yàn)"，在第４節(jié)中表示他的電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)是"完滿解釋阿拉果現(xiàn)象的鑰匙"，并把長達(dá)６９節(jié)的第４章命名為"阿拉果磁現(xiàn)象的解釋"，可見這一實(shí)驗(yàn)影響之深遠(yuǎn)。

　　１８２５年，阿拉果和杜隆（Dulong）合作，為避免蒸汽機(jī)爆炸，長期冒險(xiǎn)測量高溫（100-224C）蒸汽的壓強(qiáng)，驗(yàn)證玻意定律到２４個(gè)大氣壓。

　　１８３０年以后，阿拉果的主要精力轉(zhuǎn)移到政治活動(dòng)，他成為了著名的共和派人士，利用他的政治影響和在科學(xué)院、天文臺(tái)中的職務(wù)，做了大量的科學(xué)組織和宣傳工作。例如：他審定并公布了達(dá)蓋爾（Daguerre）和涅普斯（Niepce）的最早的照相術(shù)，并給他倆發(fā)年金支持改進(jìn)工作。他用法國自制的觀測設(shè)備代替已使用百余年的英國造的儀器，更新了巴黎天文臺(tái)；參與并組織法國著名天文學(xué)家觀測1842年西班牙日全食；鼓勵(lì) 勒韋里埃（LeVerrier）參加布瓦爾（Bowvard）的天王星表工作，為發(fā)現(xiàn)海王星準(zhǔn)備條件；他親自在天文臺(tái)作經(jīng)常的系統(tǒng)的天文普及報(bào)告；出版費(fèi)馬（Fermat）和拉普拉斯著作；接收并擴(kuò)充了以陳列中世紀(jì)工藝品著名的布呂尼博物館；發(fā)展鐵路和電報(bào)；改進(jìn)塞納河的航運(yùn)，開鑿格林內(nèi)爾的噴水井等。

　　１８４８年２月，路易或者力浦王朝被推翻，臨時(shí)政府成立，阿拉果在臨時(shí)政府任職時(shí)，曾簽署改進(jìn)海軍士兵供應(yīng)，禁止鞭刑，廢除殖民地的黑奴取消政治效忠宣誓等法案。但他堅(jiān)決反對布朗基（Blanqui）、勒德律·羅蘭（Ledru·Rollin）和布朗（Blanc）的社會(huì)計(jì)劃。１８４８年６月巴黎無產(chǎn)階級(jí)起義后，他退出政界。

　　阿拉果一生清廉，他在從政期間不取厚棒，仍拿他經(jīng)度局那一份工薪；在海軍部長任內(nèi)，他也拒絕一切獎(jiǎng)贈(zèng)。他熱情支持當(dāng)時(shí)的科學(xué)技術(shù)研究和發(fā)明，尤其關(guān)心青年人的創(chuàng)新精神。

　　為了紀(jì)念，這個(gè)偉大、富有冒險(xiǎn)和創(chuàng)新精神的科學(xué)家，１８７９年，人們在佩皮尼昂市的廣場上樹立了他的銅像。