正在阅读: 天文学家与共和卫士阿拉戈
首页> 科普频道> 天文前沿 > 正文

天文学家与共和卫士阿拉戈

来源:光明网2019-09-17 09:48

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

天文学家与共和卫士阿拉戈  

  巴黎天文台前的阿拉戈青铜雕像 图源:维基百科

  诞生于大革命中的巴黎综合工艺学校在拿破仑时代达到荣耀顶峰。1804年12月3日,刚加冕为法兰西皇帝的拿破仑在战神广场阅兵,亲手将一面写着“为了祖国的科学和荣誉”(Pour la patrie, les sciences et la gloire)的旗帜授予这所学校,代表学校接旗的是当年成绩排名第一的学生阿拉戈(Dominique Arago, 1786-1853), 后来成为著名的天文学家和物理学家,也是享誉世界的巴黎天文台第九任台长。

天文学家与共和卫士阿拉戈

  当代综合工艺学校的阅兵式 图源:法国驻华使馆教育中心

  1803年,17岁的阿拉戈考入综合工艺学校,他对拉格朗日《分析力学》的理解引起考官勒让德尔的注意。入学后的第二年,阿拉戈就由泊松推荐担任巴黎天文台秘书,由此结识拉普拉斯、毕欧(其独子是法国早期汉学家之一,曾研究中国古代天文、数学、气象和地质学,翻译过《周礼》等经典)等科学家。

  1806年阿拉戈与毕欧接受法国经度局的派遣,一道前往西班牙及地中海一带测量地球子午线。1808年,法国与西班牙之间爆发战争,阿拉戈被西班牙人怀疑为间谍而遭拘禁。虽于数月后释放,但因战事不得不绕道北非回国,途中又经历多次风险,包括暴风雨和西、英军舰的抓捕,直到1809年才返回巴黎。

  作为他在西班牙工作的奖励,阿拉戈被母校聘为几何学与大地测量学教授,这一年他只有23岁。同年他被选为法国科学院院士,从1830年起担任科学院天文数学部终身秘书。拿破仑还亲自任命他为巴黎天文台首席天文学家(相当于英国的皇家天文学家),从1843年开始担任该台历史上的第九任台长直到逝世。

天文学家与共和卫士阿拉戈

  阿拉戈设计的半球状旋转观测台是现代天文台的标配 图源:巴黎天文台

  创建于1795年的法国经度局也是大革命的产物,拉普拉斯、拉格朗日、勒让德尔等杰出科学家都参与了它的工作,他们的目标是建立具有牢固物质基础的物理量纲,一个公众能够了解的具体措施就是米制的强制推行。在革命的狂热期,抵制这一制度的商人被当作保皇党与反革命惩处。法国科学家提出以经过巴黎的地球子午线的四千万分之一作为基本长度单位“米”,但是地球不是一个标准的球体,它在哪个方向上趋于隆起一直是18世纪天文学家和力学家争论的问题,而精确测量子午线长度是一项困难的任务。

  1819年左右,阿拉戈与毕欧再次发起对沿着法国—英国海岸的子午线测量工作,连同他们以前在西班牙—地中海的测量结果,1821年发表了正式报告。阿拉戈等人主要借助钟摆频率的变化进行测量和计算,其结果对地球基本是一个两极压缩、赤道隆起的扁球体的结论提供了更精确的数据。

  本初子午线涉及地理与时间原点的确立,关系到航海、贸易、交通以及国际科学合作等大议题。当时各国间未就此问题达成一致意见,在相当长的一段时间里,法国和欧陆一些国家采用经过巴黎的经线为本初子午线,阿拉戈为此倾注了极大的热情和心血。在他主政巴黎天文台期间,一条子午线被装饰在卡西尼厅内,并一直延伸到天文台建筑物之外的巴黎街头。

  另一方面,英国人也极力主张以通过格林尼治天文台的经线为本初子午线。1871年在比利时安特卫普召开的国际地理学会议上,代表们建议采用格林尼治子午线为零度经线。当时法国正陷于普法战争与巴黎公社引起的内乱之中,阿拉戈也早于18年前去世,因此法国人无力去捍卫这一“国家荣誉”。到了19世纪80年代,包括法国在内的世界各国也都接受了格林尼治子午线为零度经线。

天文学家与共和卫士阿拉戈

  巴黎天文台卡西尼厅地面上的“本初”子午线 图源:维基百科

天文学家与共和卫士阿拉戈

  从天文台后窗望出去,可见“本初”子午线一直延伸到街头 刘钝拍摄

  阿拉戈兴趣广泛,特别精于光学与电磁学实验。他在物理学上的最早研究是关于不同温度中蒸汽压力的变化,以及音速的测量。在电磁学方面,阿拉戈与安培合作研究电与磁的相互作用并设计了具有磁性的通电螺线管,还发现了转动铜盘可以影响磁针偏转即旋转极化现象,这些都对法拉第的电磁感应理论产生了影响。他设计制造的偏光仪不但用于光的性质之研究,而且成为考察宇宙物质成分的重要工具。

  阿拉戈是光的波动说的重要推动者,他与菲涅耳合作,利用偏振设备考察英国人托马斯·杨所发现的干涉现象,并于1817年将实验结果总结为菲涅耳-阿拉戈定律,表述处于不同偏振态的光束彼此之间的干涉性质。在天文学方面,阿拉戈于1819年用自己发明的偏光仪研究彗星成分,引起欧洲科学界的轰动。他在台长任上大力支持勒威耶对天王星运动反常现象的探索,这一研究最终导致了海王星的发现,成为牛顿引力学说最辉煌的证据之一。

  这里插入一点英、法两国天文学家在发现海王星中的竞争并非多余。实际上,勒维耶1845年11月向巴黎科学院提交第一篇论文之前两年,刚从剑桥大学毕业的英国人亚当斯也在波德定律的启发下探索同一问题,并在1845年9月获得精确结果。他的天文学教授为此专门给格林尼治天文台台长埃里写了一封推荐信,手持推荐信的亚当斯见到了皇家天文学家埃里,但是后者没有引起足够重视。而得到阿拉戈鼓励与支持的勒维耶心无旁骛,又于1846年夏天提交了具有更精确计算结果的论文。

  收到论文的埃里发现勒维耶对未知行星经度的预测与亚当斯的几乎一致,这才意识到问题的重要性。1846年9月23日,柏林天文台的天文学家在勒维耶建议的天区内发现了海王星。顺便说说,阿拉戈去世之后,勒维耶接任其职成为巴黎天文台第十任台长;而埃里在天文学史上仍然被人们记住,除了他的疏忽导致英国人错失独家发现海王星的优先权外,主要是在他的持续努力下格林尼治被接受为经度的原点。

  与法国当时的许多知识分子一样,阿拉戈视拿破仑为大革命的继承者,向欧洲专制君主与天主教会同盟抗争的英雄。波旁王室复辟之后,他在相当长的一段时间里保持沉默,只是埋头科学研究,间或到英国和其他欧洲国家访问。然而他在法国科学界享有崇高的声望,同时他也很重视向公众普及科学知识。由于他的关照,一些老科学家得到保护,他们的著作得以整理出版。

  他于1830年进入议会,在政治上属于温和的共和派。1848年二月革命爆发,他被选为临时政府的战争部长和海军部长,一度还曾出任临时政府执委会主席,期间通过了海外领地的《废奴法案》。1852年5月,当路易·波拿巴要求所有政府官员宣誓效忠时,阿拉戈断然拒绝并递交了从法国经度局辞职的辞呈。自诩“拿破仑三世”的路易·波拿巴只好说:“不要惊动这位老先生,他可以自由地发声与行事。”

天文学家与共和卫士阿拉戈

  巴黎拉雪兹神父公墓内阿拉戈墓碑及其青铜胸像 刘钝拍摄

天文学家与共和卫士阿拉戈

  巴黎街头的阿拉戈纪念铭牌 图源:维基百科

  1853年10月2日阿拉戈病逝于家中。巴黎市民为他举行了隆重的出殡仪式,他的遗体被送往拉雪兹神父公墓安葬。为了表示对这位科学家的纪念,巴黎市政府沿着巴黎“本初”子午线,在长达9.2公里的路面上安置了135个铜牌,至今仍可见到。

  作者:刘纯,2018年出任清华大学科学史系特聘教授。主要研究方向是中国古代数学史、中外科技交流史、西学东渐史。曾担任中国科学院自然科学史研究所所长、中国科学技术史学会理事长等。

[ 责编:蔡琳 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 大陆海事部门在台湾海峡西侧水域开展联合巡航

  • 陕西清涧寨沟遗址

独家策划

推荐阅读
万兆元年,谁来领航?是更智慧AI,是更领先的Advance,是刷新极限的速度,还是升级多维的体验?中国移动5G-A商用发布会,重新定义数智新时代,邀您共同见证!3月28日15:00-16:00
2024-03-28 12:36
作为中国大科学装置之一,高能同步辐射光源是由中国科学院、北京市共建的怀柔科学城大科学装置集群的核心装置。
2024-03-28 09:54
2022年8月15日,国际天文学联合会小天体命名工作组发布公告,将国际永久编号为192353号的小行星命名为“王大中星”。围绕大学的根本任务是育才造士这一核心要义,王大中归纳并紧抓建设一流大学的三大要素:大师、大楼和大学精神。
2024-03-28 09:34
坎潘特强调,最新观测表明,精确的星震学技术可用于探测表面温度低至4200℃(比太阳表面低约1000℃)的矮星,为天体物理观测开辟了一个新领域。这一最新结果表明,星震学技术有望详细表征这些恒星及其宜居行星的细节,而精确确定附近冷矮星的年龄对于阐释系外行星上发现的生物特征可能至关重要。
2024-03-28 09:33
记者从自然资源部3月27日召开的例行新闻发布会上获悉:今年是极地考察40周年,自然资源部将开展一系列活动纪念这一重要时间节点。7月北极黄河站建站20周年时,在黄河站举办招待会、研讨会等相关活动,中国第四十一次南极考察期间将在长城站、中山站举行招待会、研讨会等相关活动,“雪龙”号、“雪龙2”号船停靠外港时举行公众开放日活动。
2024-03-28 09:32
联合国教科文组织执行局27日批准18处地质公园列入世界地质公园网络名录,其中包括中国的6个地质公园,分别是长白山世界地质公园、恩施大峡谷-腾龙洞世界地质公园、临夏世界地质公园、龙岩世界地质公园、武功山世界地质公园、兴义世界地质公园。
2024-03-28 09:31
据介绍,除了服务于中国探月工程四期,后续鹊桥二号中继星还可为国内外月球探测提供中继通信支持。
2024-03-28 09:25
涂白防虫、修剪树枝、引水灌溉……每当春天到来,在祖国西北边陲新疆托里县老风口,生态造林工作就紧锣密鼓地开始了。
2024-03-27 10:22
今年我国纪念“世界水日”“中国水周”的活动主题为“精打细算用好水资源,从严从细管好水资源”。
2024-03-27 10:21
在齐齐哈尔市甘南县宝山乡巨宏村,村民苑忠国正在准备春耕,多年来通过参与县里的培训,春耕物资的采购对他来说已是轻车熟路。
2024-03-27 10:20
在开展调查监测,评估新污染物环境风险状况方面,《行动方案》提出建立化学物质环境信息调查制度、建立新污染物环境调查监测制度、建立化学物质环境风险评估制度、动态发布重点管控新污染物清单等具体措施。
2024-03-27 10:18
一群“麦哲伦”式的实验物理学家正在高能物理的版图上开疆拓土。而玻色子的发现,正在指向新的“盛宴”。
2024-03-27 10:16
作为古生物学家,徐星是中国科学院院士、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员,同时也是云南大学教授,主要从事中生代陆相脊椎动物化石及地层学研究。
2024-03-27 10:15
近期,12P/Pons-Brooks彗星(以下简称12P彗星)成为全球瞩目的对象,我国不少天文爱好者成功观测并拍摄到这位“天外来客”。
2024-03-26 03:25
日前,中办、国办印发《关于加强生态环境分区管控的意见》(以下简称《意见》),明确提出到2025年,生态环境分区管控制度基本建立,全域覆盖、精准科学的生态环境分区管控体系初步形成。
2024-03-26 03:20
眼下正值春耕备耕的关键阶段,突如其来的天气变化,是否会对春耕、农作物造成影响?
2024-03-26 10:16
3月24日是世界防治结核病日。南开大学饶子和院士团队与上海科技大学免疫化学研究所张璐研究员团队合作,首次揭示了抗结核新靶标Rv3806c的冷冻电镜三维结构。
2024-03-26 10:16
25日,中国海油发布消息,我国在渤海超5000米的地层钻探发现一口高产油气井,测试日产油气当量近1400立方米,创造了我国海上深层油气探井日产最高纪录。
2024-03-26 10:15
“绝对安全”的通信是千百年来人类的梦想之一,从摩斯电码到电报、传真,从移动电话到网络通信,通信技术的发展同时带来了各类安全隐患,与通信安全相关的技术一直是科技界、产业界的重点攻关方向。
2024-03-25 10:47
记者从中国科学院近代物理研究所获悉,该所研制的中国超重元素研究加速器装置(CAFE2)取得重大突破,成功实现了14.8粒子微安流强、224兆电子伏能量的束流在靶稳定运行,创造了国际同类装置运行束流参数的最高流强纪录。
2024-03-25 10:07
加载更多