V. Физическая география

1. Уровень морей.

2. Термометрическое состояние Земли.

3. Температура морей в различных широтах.

4. Потоки теплой и холодной воды.

3. Сравнение температуры воды в океане с температурой атмосферы.

6. Цвет неба и облаков на различных высотах над горизонтом.

7. Средняя точка поляризации в атмосфере.

8. Употребление турмалиновой пластинки для усмотрения подводных камней и морского дна.

9. Температура воздуха при северном полюсе.

10. Средняя температура в земле на доступных глубинах.

Эту роспись сочинений Араго составил Гумбольдт при начале издания г-ном Барралем полного их собрания. Она содержит не все его ученые труды. В ней пропущены большие записки автора, например, «История паровых машин», в которой Араго доказал свое беспристрастие даже относительно национальности, о железных дорогах, об артезианских колодезях, об артиллерии, наставление для мореходов, извлечения из путешествий Парри и Аббади, парламентские речи и пр. и пр. Все эти дополнения читатели могут видеть в плане издания трудов Араго на русском языке Товариществом «Общественная Польза».

При такой росписи ученых трудов нельзя не изумиться их разнообразию и важности их предметов. Не верится, что все это мог сделать один человек, проживший немного более полстолетия и обязанный уделять свое время на общественные должности. Удивительный пример трудолюбия и преданности наукам и пользам своих сограждан! Но удивление еще увеличится, когда читатель просмотрит следующий перечень его открытий.

Из автобиографии Араго видим, что его ученые труды начались по вступлении его в должность секретаря «Комиссии долгот». Переселившись в парижскую обсерваторию прямо из Политехнической школы, он вместе с Био определил удельный вес воздуха и измерил преломление света в различных газах. Араго имел необыкновенную способность проникать в связь естественных явлений, и потому та же стеклянная призма и повторительный круг показали ему отношения между составными частями атмосферы и даже привели к заключению, что это отношение почти постоянно, т. е. геометр научил химиков, что атмосферный воздух содержит менее 27 или 28 сотых кислорода. Араго здесь не остановился: прикрепив ту же призму к предметному стеклу астрономической трубы, он доказал:

1) теоретические таблицы преломления могут быть употребляемы и для света солнечного и для света звезд;

2) свет от звезд, к которым Земля приближается, преломляется одинаково со светом звезд, от которых она удаляется. Для объяснения этого явления по гипотезе Ньютона нужно допустить, что из светящихся тел истекают лучи с различными скоростями, и что они должны иметь определенную скорость для возбуждения в вашем глазе того ощущения, которое называем светом.

Живя уединенно на своих геодезических станциях в Испании, Араго с удивлением замечал, что его зрение свободно проникало до морского дна, усеянного подводными камнями, и столь простое наблюдение привело его к любопытнейшим исследованиям об отношении света, отражающегося от поверхности воды под острыми углами, к свету, идущему прямо с морского дна. Узнав это отношение, он применил его к открытию подводных камней посредством турмалиновой пластинки, вырезанной параллельно оси двойного преломления.

В таких предварительных, почти случайных, опытах и наблюдениях уже видны его необыкновенная проницательность и необыкновенное соображение; она-то заставила Лагранжа сказать: «Этот молодой человек пойдет далеко». Но важнейшие открытия Араго относятся к 1811, 1820 И 1824 годам. В продолжение этих тринадцати лет он

1) открыл цветную поляризацию;

2) произвел точные наблюдения над перемещением цветных полос, происходящих от встречи двух лучей, из которых один проходит через тонкую прозрачную пластинку, например, стеклянную — явление, обнаруживающее уменьшение скорости света, что противоположно теории истечения;

3) первый заметил, что железные опилки притягиваются проводником электричества в опыте Эрштеда;

4) первый пропустил электрический ток по спирали со вложенной в нее стрелкой, которая намагничивалась, и разряжением лейденской банки и током в Вольтовом столбе;

5) первый усмотрел магнетизм вращения. Это последнее открытие Араго сделал в Гринвиче. При наблюдениях вместе с Гумбольдтом силы магнитности посредством качания стрелки наклонения, Араго указал своему сотруднику, что качания стрелки скоро прекращаются, когда около нее находятся металлические и неметаллические тела.

Столь простое наблюдение 1825 г. было приложено к объяснению явлений, происходящих от обращения кружков изо льда и стекла над магнитными стрелками в покое. Возбуждение магнетизма движением было предметом исследований Нобили, Антинори, Зеэбека, Барло, Дж. Гершеля, Баббеджа и Баумгартена. Споры между ними продолжались до 1831 г., до блестящего открытия Фаредэ, т. е. открытия индуктивных токов.

Открыв цветную поляризацию, Араго изобрел полярископ, фотометр, сианометр и множество других снарядов для изучения различных оптических явлений. Опытами над цветной поляризацией Араго доказал, что солнечный свет истекает не из твердого или жидкого раскаленного вещества, а из газообразного. Найдя средство отличать свет прямой от света отраженного, он убедился, что из хвоста комет выходит часть поляризованного света, и потому часть их света есть заимствованная. Та же цветная поляризация показала Араго, что свет атмосферы отчасти поляризован отражением и, рассматривая слои атмосферы на разных высотах и в разных азимутах, он открыл среднюю точку поляризации, находящуюся на вертикальной плоскости, проходящей через Солнце, и почти на 30° выше точки, противоположной этому свету. Упомянутая точка называется средней, потому что в ней поляризация незаметна и отличается от других средних точек, найденных после академиком Бабине и Брюстером.

Томас Юнг, открывший основные законы интерференции света, считал необъяснимым сверкание звезд. Это сверкание всегда сопровождается переменой в цветах и в силе света. Лучи звезды, пройдя атмосферу, составленную из слоев различной плотности, температуры и влажности, соединяются или взаимно уничтожаются. Следовательно, сверкание звезд совершенно объясняется интерференцией света. Краткое изложение этой прекрасной теории Араго сообщил Гумбольдту, который в первый раз (в 1814 г.) поместил ее в четвертом томе своего «Путешествия в равноденственные страны».

Интерференция, о которой имел некоторое понятие Гримальди во второй половине XVII века, доказывает несомненную истину: при некоторых условиях свет, соединенный с новым светом, производит тьму. В этих немногих словах содержится победа теории волнообразного движения над теорией истечения. Но такая победа может быть утверждена только простыми и несомненными опытами. В 1818 г. Араго сделал удивительное открытие, а именно: он доказал, что весьма тонкая прозрачная пластинка меняет положение цветных полос, происходящих от интерференции: это значит, что движение света замедляется в плотном веществе. «Интерференция, — говорит Араго, — удивительна сама по себе, но еще удивительнее то, что этой способности одни лучи лишаются временно, а другие навсегда». Этими словами Араго пополняет другие важные открытия Френеля.

Когда Витстон в своих исследованиях скорости электричества (1835 г.) успел составить остроумный снаряд из вертящихся зеркал, Араго тотчас сообразил, что тот же снаряд может быть употреблен для определения разностей между скоростями света в жидкости и в воздухе. В 1838 г. он представил парижской академии наук план новых опытов. Опытный и искусный художник Бреге-сын, изменив Витстонов снаряд, помог Араго привести его планы в исполнение. Бреге после многих попыток освободил ось вращения от тяжести зеркала и достиг до того, что ось делала восемь тысяч оборотов в секунду. Попытки Бреге были весьма продолжительны, и снаряд его был закончен в 1850 г., но тогда неожиданное ослабление зрения Араго лишило его надежды самому приняться за опыты с усовершенствованным снарядом. В заседании Института 29 апреля 1850 г. он сказал с благородной откровенностью: «Я принужден только ограничиваться изложением задачи и указанием на верные способы ее решения... В настоящем состоянии моего зрения я могу только желать исполнения моих идей, которые присоединят новые доказательства для теории сотрясения». Желание Араго увенчалось полным успехом. Два физика, равно искусные в наблюдениях и равно даровитые, — Фуко, которому мы обязаны наглядным доказательством обращения Земли, и Физо, остроумно определивший скорость света в атмосфере, сделав еще некоторые усовершенствования в снаряде Араго, решили его задачу и совсем уничтожили гипотезу истечения. Результаты своих трудов Фуко и Физо представили Академии Наук, первый — в мае 1850 г., а второй — в сентябре 1851 г.

Таким образом, видим, что Араго преимущественно занимался физической теорией света и, без сомнения, трудность предмета и надежда на великие открытия привлекали его к занятию, которому он посвятил более сорока лет. Но он оставил незабвенные следы и в астрономии, и в электромагнетизме, в котором намагничивание стрелки посредством спирали много содействовало блестящим исследованиям Ампера, и в стрелке часовых склонений магнита нашел верное указание северных сияний, невидимых на месте наблюдений перемен в этих склонениях.

Итак, не справедливы ли вышеприведенные слова Флурана, и не исполнилось ли пророчество Лагранжа?