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(guó)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(kù)，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(jī)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(cè)量隊(duì)。1808年法西戰(zhàn)爭(zhēng)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(cè)量資料歸國(guó)，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(duì)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(zhǎng)，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(zhǎng)、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(cè)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(cè)量工作中，法國(guó)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(guó)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(guó)萬古通用"（這句話刻在巴黎國(guó)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(cè)量法測(cè)出從法國(guó)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(zhǎng)，加上在秘魯?shù)臏y(cè)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(cè)完西班牙東北部最危險(xiǎn)和艱苦的一段，到1808年測(cè)定福爾門特拉島緯度后，畢奧回國(guó)，留下阿拉果完成該島和馬略卡、伊薩維三島的三角測(cè)量。這時(shí)法西戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)，阿拉果在馬略卡島山上點(diǎn)燃的測(cè)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(zhǎng)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(cè)量，對(duì)利茲和設(shè)德蘭群島進(jìn)行科學(xué)考察。在拿破侖帝國(guó)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(zhǎng)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(duì)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(duì)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(duì)微粒說信仰的動(dòng)搖，始于１８１３年。當(dāng)年他和珀蒂（Petit）測(cè)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(guó)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(guó)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(cè)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(yáng)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(cè)量格林威治附近小山的磁場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)，注意到磁針附近的金屬物對(duì)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(zhǎng)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(zhǎng)期冒險(xiǎn)測(cè)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(guó)自制的觀測(cè)設(shè)備代替已使用百余年的英國(guó)造的儀器，更新了巴黎天文臺(tái)；參與并組織法國(guó)著名天文學(xué)家觀測(cè)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(duì)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(zhǎng)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?cè)谂迤つ岚菏械膹V場(chǎng)上樹立了他的銅像。