阿拉戈：旗手，科學家，共和國衛(wèi)士

夢隱

“我不能為了取金蛋而殺掉那只老母雞?！睋?jù)說這是1814年反法聯(lián)軍兵臨城下時，拿破侖面對綜合工藝學校學生的請纓時引用過的一句諺語，說明他對科學人才的愛惜以及綜合工藝學校（Ecole Polytechnique）在其心目中的位置。此前十年的1804年12月3日，也就是拿破侖加冕為法蘭西皇帝不久，志滿意得的皇帝在戰(zhàn)神廣場閱兵，親手將寫著“為了祖國的科學和榮譽”（Pour la patrie， les sciences et la gloire）的旗幟授予綜合工藝學校，代表學校接旗的是當年成績排名第一的學生阿拉戈（Dominique Arago， 1786—1853）， 后來成為著名的天文學家和物理學家（封三）。

巴黎綜合工藝學校誕生于1794年法國大革命的電閃雷鳴中，在拿破侖時代達到榮耀的頂峰，先后在此任教或學習的有老卡諾、蒙日、貝托萊特、拉普拉斯、傅里葉、泊松、蓋·呂薩克、彭色列、柯西、小卡諾、埃爾米特、龐加萊、雪鐵龍等。直到1974年該校才脫離軍校建制，但法籍學生仍保持見習軍官的身份并領取固定的軍餉。

阿拉戈是個早慧的科學天才。1803年，17歲的阿拉戈考入綜合工藝學校，他對拉格朗日出版不久的《分析力學》的理解引起考官的注意。入學后的第二年，阿拉戈就由泊松推薦擔任巴黎天文臺秘書，由此結識拉普拉斯、畢歐（其獨子是法國早期漢學家之一，曾研究中國古代天文、數(shù)學、氣象和地質學，翻譯過《周禮》等經(jīng)典）等科學家。1806年阿拉戈與畢歐接受法國經(jīng)度局的派遣，一道前往西班牙及地中海一帶測量地球子午線。1808年，法國與西班牙之間爆發(fā)戰(zhàn)爭，阿拉戈被西班牙人懷疑為間諜而遭拘禁。數(shù)月后他雖經(jīng)釋放，但因戰(zhàn)事不得不繞道北非回國，途中又經(jīng)歷多次風險，包括暴風雨和西、英軍艦的抓捕，直到1809年才返回巴黎。作為他在西班牙工作的獎勵，阿拉戈被母校聘為幾何學與大地測量學教授，這一年他才23歲。同年他被選為法國科學院成員，從1830年起擔任科學院天文數(shù)學部終身秘書。拿破侖還親自任命他為巴黎天文臺的天文學家，從1843年開始擔任該臺歷史上的第九任臺長直到逝世。

法國經(jīng)度局創(chuàng)建于大革命時代的1795年，是革命政府強制推行米制的產(chǎn)物，抵制這一制度的商人曾被當作?；庶h與反革命被懲處。拉普拉斯、拉格朗日、勒讓德爾等杰出科學家都參與了經(jīng)度局的工作，他們的目標是建立具有牢固物質基礎的物理量綱。制定統(tǒng)一度量衡制度固然有實際意義，但更多的是便于公眾理解的表面宣傳。18世紀末，法國科學家提出以經(jīng)過巴黎的地球子午線的四千萬分之一作為基本長度單位“米”。由于地球不是一個標準的球體，而且它在哪個方向上趨于隆起一直為天文學家和力學家所爭論，精確地測量子午線長度是一項困難的任務。1819年左右，阿拉戈與畢歐再次發(fā)起對沿著法國—英國海岸的子午線測量工作，連同他們以前在西班牙—地中海的測量結果，1821年發(fā)表了正式報告。阿拉戈等人主要借助鐘擺頻率的變化進行測量和計算，其結果也對地球基本是一個兩極壓縮、赤道隆起的扁球體的結論提供了更精確的數(shù)據(jù)。

本初子午線涉及地理與時間原點的確立，關系到航海、貿易、交通以及國際科學合作等大議題。當時各國間未就此問題達成一致意見，在相當長的一段時間里，法國和歐陸一些國家采用經(jīng)過巴黎的經(jīng)線為本初子午線，阿拉戈為此傾注了極大的熱情和心血；另一方面，英國人也極力主張以通過格林尼治天文臺的經(jīng)線為本初子午線。1871年在比利時安特衛(wèi)普召開的國際地理學會議上，代表們建議采用格林尼治子午線為零度經(jīng)線。當時法國正陷于普法戰(zhàn)爭戰(zhàn)敗與巴黎公社引起的內亂之中，阿拉戈也早于18年前去世，因此無力去捍衛(wèi)這一“法蘭西的榮耀”。到了19世紀80年代，包括法國在內的世界各國也都接受了格林尼治子午線為零度經(jīng)線。

阿拉戈興趣廣泛，特別精于光學與電磁學實驗。他在物理學上的最早研究是關于不同溫度中蒸汽壓力的變化，以及音速的測量。在電磁學方面，阿拉戈與安培合作研究電與磁的相互作用并設計了具有磁性的通電螺線管，還發(fā)現(xiàn)了轉動銅盤可以影響磁針偏轉即旋轉極化現(xiàn)象，這些都對法拉第的電磁感應理論產(chǎn)生了影響。他設計制造的偏光儀不但用于光的性質之研究，而且成為考察宇宙物質成分的重要工具。阿拉戈是光的波動說的重要推動者，他與菲涅耳合作，利用偏振設備考察英國人托馬斯·楊所發(fā)現(xiàn)的干涉現(xiàn)象，并于1817年將實驗結果總結為菲涅耳-阿拉戈定律，表述處于不同偏振態(tài)的光束彼此之間的干涉性質。在天文學方面，阿拉戈于1819年用自己發(fā)明的偏光儀研究彗星成分，引起歐洲科學界的轟動。他還支持勒威耶對天王星運動反?，F(xiàn)象的探索，這一研究最終導致了海王星的發(fā)現(xiàn)，成為牛頓引力學說最輝煌的證據(jù)。

與法國當時的許多知識分子一樣，阿拉戈視拿破侖為大革命的繼承者，向歐洲專制君主與天主教會同盟抗爭的英雄。波旁王室復辟之后，他在相當長的一段時間里保持沉默，只是埋頭科學研究，間或到英國和其他歐洲國家訪問。然而他在法國科學界享有崇高的聲望，同時他也很重視向公眾普及科學知識。由于他的關照，一些老科學家得到保護，他們的著作得以整理出版。他于1830年進入議會，在政治上屬于溫和共和派。1848年二月革命爆發(fā)，他被選為臨時政府的戰(zhàn)爭部長和海軍部長，一度還曾出任臨時政府執(zhí)委會主席，期間通過了海外領地的《廢奴法案》。1852年5月，當路易·波拿巴要求所有政府官員宣誓效忠時，阿拉戈斷然拒絕并遞交了從法國經(jīng)度局辭職的辭呈。自詡為“拿破侖三世”的路易·波拿巴只好說：“不要驚動這位老人，他可以講任何想說的話，做任何想做的事?！?/p>

1853年10月2日阿拉戈病逝于家中。巴黎市民為他舉行了隆重的出殯儀式，他的遺體被送往拉雪茲神父墓地安葬。為了表示對這位科學家的紀念，巴黎市政府沿著巴黎本初子午線，在長達9.2公里的路面上安置了135個銅牌，至今仍可見到。

本期封面是拉雪茲神父墓地中阿拉戈墓前的雕塑。