BIOT.
I. Biot ifjúsága és tanulmányai. – hivatalai. – Fokmérések.
II. Biot fizikai munkái.
III. Biot mint tanár és író. – Kitüntetései. – Halála.
I.
Biot ifjúsága és tanulmányai. – Hivatalai. – Fokmérések.
JEAN-BAPTISTE BIOT 1774 ápr. 21-dikén Párisban született; szülei a polgári rendhez tartoztak. Elemi tanulmányainak bevégezte után a Louis-le-Grand líczeum növendéke volt s már ekkor az a czél lebegett szemei előtt, hogy magát a mathematikai tudományokban minél alaposabban kiképezze.
Törekvései ellen 1792-ben akadályok gördűltek. A politikai forrongások s a harczias események a szabadság eszméitől athatott ifjúra élénk befolyással voltak. A 18 éves BIOT a 9-ik tüzér-századba önkénytesnek állott be s a sereget követte, de mar egy év mulva, a hondschotei ütközet után családjához Párisba visszatért s megszakított tanulmányait folytatta. BIOT 1794 elején az Ecole des Ponts et Chaussées növendékei közé vétetett föl, de ezt az intézetet még ugyanazon év november havában a Monge híres alkotásával, a politechnikai iskolával cserélte föl. Egy év múlva ismét visszament az École des Ponts et Chaussées-be, de úgy látszik, hogy a gyakorlati pályára hajlamot nem érzett, mert már 1797-ben a beauvais-i középponti iskolánál megüresedett fizikai tanszék elnyeréseért folyamodott.
BIOT e tanszéken kezdé meg tudományos működését, melylyel egy félszázadnál hosszabb időn át mozdította elő a fizika haladását. BIOT-nak, mint maga mondá, ekkor még kevés tudománya, de annál több buzgalma volt; fiatal embertől
akkoriban egyebet nem is kívántak. Azonban a beauvais-i ismeretlen professzorocska, a hogy BIOT magát később nevezte, oly szerencsés volt, hogy már tudományos pályafutása elején sikerült a híres LAPLACE pártfogását és támogatását megnyernie, még pedig a következőképen:
LAPLACE ez időtájban gyűjté össze mindazokat a dolgozatokat, melyek a Mécanique céleste tartalmát valának képezendők. Az első kötetek már megjelentek s BIOT azokat mohón olvasta. Mivel pedig nem volt türelme, hogy a hosszú időközökben megjelenő folytatásokat bevárja, egyenest a híres szerzőhöz fordúlt, engedné meg neki, hogy a már kinyomtatott íveket a kiadótól átvehesse. LAPLACE, nehogy a közönség az egész mű megjelenése előtt ítéljen, a kérelmet megtagadta, de BIOT-nak ismételt kérelmére s arra a kijelentésére, hogy ő nem ítélő, hanem tanuló közönség, s hogy a számításokat mind keresztül akarja venni s ez által a netalán becsúszott sajtóhibákat is földerítheti, a kért íveket megküldötte. BIOT ezután személyesen vitte el LAPLACE-hoz a kijavított íveket; a híres szerző a fiatal tudós törekvéseit kiválóan méltányolta s ez időtől fogva hathatós pártfogásban részesítette.* S valóban, BIOT nem sokára törekvéseinek inkább megfelelő állomásokhoz jutott. 1799-ben a politechnikai iskolához fölvételi vizsgálóvá (examinateur l'admission) neveztetett ki, mely tisztét 1806-ig viselte, 1800-ban pedig a Collège de France-on a mathematika tanárává lett.
A fiatal tanár első munkáit oly siker koronázta, minőt mások csak nagy fáradsággal érnek el. BIOT egy feladatot, melyet EULER tűzött ki s indirekt úton meg is fejtett, direkt úton oldott meg s dolgozatát LAPLACE-nak bemutatta. LAPLACE nagyon meg volt elégedve s megígérte, hogy őt e művével az akadémiának be fogja mutatni. BIOT a kitűzött időben az akadémia ülésterméhen megjelent s az értekezés figuráit [ábráit] és képleteit a fekete
* BIOT, Une anecdote relative à Laplace, Mélanges scientif. et litt. I.
táblára jegyezte. Értekezésének előterjesztése után LAGRANGE, MONGE és BONAPARTE tábornok üdvözölték a fiatal tudóst s az értekezés megbírálásával LACROIX, BONAPARTE és LAPLACE bízattak meg.
E föllépés eredménye az volt, hogy a 28 éves BIOT, az állandó titkárrá megválasztatott DELAMBRE helyére, az Institut tagjává választatott.
1804-ben az első konzul az akadémiát is oly votumra akarta szorítani, mely a császárság megalapítására kedvező befolyást lett volna gyakorlandó. BIOT megtagadta szavazatát, mert az akadémiát nem tartotta arra valónak, hogy politikai hitvallásokat tegyen. BIOT később sem igyekezett a császár kegyeit megnyerni, mert sokkal többre becsülte a tudományt, semhogy ennek révén kegyeket kérjen.
BIOT 1804-ben a párisi obszervatóriumhoz neveztetett ki s ugyanezen év augusztus havában, mint ezt már más helyen említettük, GAY-LUSSAC társaságában légutazást tett. 1806-ban a Bureau des Longitudes csillagász-segédévé (astronome adjoint) neveztetett ki.
A földgömb megmérésének eszméje Francziaországban mindenha [minden időben] termékeny talajra talált. Az első ilynemű mérést, melynek eredményei szabatosságra igényt tarthatnak, a franczia PICARD hajtotta végre 1670-ben. A Cassiniaknak híres családja ezen a téren sok érdemet szerzett. Végre BOUGUER, GODIN, LA CONDAMINE, CLAIRAUT, LEMONNIER, MAUPERTUIS és LACAILLE, kik mindannyian francziák valának, fáradságos vállalataikban sem az egyenlítő tüzétől, sem a sarkvidékek jegétől vissza nem rettentek s méréseiket még a déli félgömbre is kiterjesztették.
E vizsgálatok szellemi rugói HUYGHENS és NEWTON-nak a földgömb alakjára vonatkozó vizsgálatai valának. Midőn azonban a franczia nemzetgyűlés a földgömb méreteit az összes mértékek egységeinek kiinduló pontjává tette, a francziák a fokméréseket nemzeti ügynek tekintették s beható vizsgálatok hosszú sorát nyitották meg.
A régibb mérések, mindamellett hogy kifogástalan elvek alapján hajtattak végre, a műszerek tökéletlensége miatt pontos eredményeket nem adtak. Ellenben a jelen század elején az asztronómiai műszerek már a tökéletesség igen magas fokán állottak s BORDA a repetícziós kört feltalálván, lehetővé vált a szögmérések hibáit minimumra redukálni. Az ily kitűnő eszközökkel végrehajtott nagyszabású első fokmérés a DELAMBRE és MÉCHAIN-é volt. E két csillagász a Dünkirchen és Barcellona közötti ívet határozta meg. MÉCHAIN a mérést egészen a Baleari szigetekig akarta folytatni; ez által oly ívet mért volna meg, melynek közepe az egyenlítőtől és a sarktól egyenlő távolságban fekszik, tehát a föld lapultságának különös figyelembe vétele fölöslegessé vált volna. Azonban MÉCHAIN a rendkívüli fáradalmaknak áldozatúl esett s a megkezdett munka már három éven át szünetelt. Ekkor a Bureau des Longitudes a mű befejezését BIOT és ARAGO-ra bízta. A spanyol kormány két biztost, CHAIX és RODRIGUEZ-t, rendelt BIOT és ARAGO mellé. Az utóbbiak a császártól kellő segédeszközöket, az angol kormánytól útlevelet, a spanyol kormánytól pedig hajót kapván, Spanyolországba utaztak s a munkát MÉCHAIN előmunkálatai alapján haladéktalanúl megkezdették.
Legtöbb nehézséget okozott Ibiza szigetének háromszögtani összekapcsolása a száraz földdel, mert az utóbbinak a szigettől való nagy távolsága miatt nappali jeleket használni nem lehetett. ARAGO a Disierto de las Palmas nevű hegyen ütötte föl állomását, BIOT pedig, alkalmas fixpontot keresendő, RODRIGUEZ-zel Ibiza szigetére ment s előkészületeket tett, hogy a kicsiny Formentera sziget is a hálózatba vonható legyen. Ibiza szigetén a legalkalmasabb állomásnak a Campvey nevű hegyet találták; RODRIGUEZ négy matrózzal itt maradt, hogy az éjjeli jeltüzek fölött őrködjék, BIOT pedig visszatért a szárazföldre s harmadik állomásúl a St. Antonio foknál levő Mongo-hegy csúcsát választotta s itt négy matrózt hagyott, kik jeltüzekről gondoskodtak.
BIOT ezután ARAGO-hoz csatlakozott s két hónap telt el,
míg végre a Disiertoról az innét 120,000 méternyire fekvő Campvey hegyen felállított jeltüzet a messzelátó mezejében észrevehették s annak irányát állandóan kijelölhették! Evvel a munkának technikai szempontból legnehezebb, sőt MÉCHAIN előtt legyőzhetetlennek látszó része el volt intézve; a hálózat kiegészítése s az ellenőrző mérések már sokkal kevesebb technikai nehézséget, de annál több testi fáradságot okoztak. Eső, szél, hidegség s még a rablókkal való bajlódás is az egész fölvételt a valaha végrehajtott ilynemű munkálatok legnehezebbikévé tették. BIOT 1807 ápr. havában Párisba tért vissza, hogy az egyik összetörött szögmérő műszer helyett újat szerezzen. Mig BIOT Párisban volt, ARAGO a fölvett háromszögeket a MÉCHAIN háromszögeivel összekötötte. Az ősz beállta előtt a háromszögek egész lánczolata be volt fejezve.
BIOT Ibizán és Formenterán a tengeri halakon érdekes megfigyeléseket tett. E tárgy bővebb kiaknázása végett FRANÇOIS DE LA ROCHE nevű fiatal orvossal, ki természetrajzi vizsgálataival jó hírnévre tett szert, tért visssza Spanyolországba.
BIOT Valenciában ARAGO-val s az expedíczió többi tagjaival találkozván, az egész társaság telelőre Formenterára ment. E sziget szélességének s a másodpercz-ingának pontos meghatározása volt a társaság főfoglalkozása. A telet sivár viszonyok között töltötték, de a munka sikere elfeledteté a nélkülözéseket. Miután a hely szélessége mintegy kétezer észleletből a lehető legnagyobb pontossággal meg volt határozva, BIOT elútazott, de ARAGO a szigeten maradt. Mivel az állomásról kelet felé Majorca szigete, nyugat felé pedig Spanyolország partjai láthatók valának, BIOT és ARAGO arra a gondolatra jöttek, hogy ama pontokat is a hálózatba vonják, miáltal három hosszúsági foknak megmérése vált volna lehetővé. A mérések ez utóbbi része a Föld igazi alakját lett volna eldöntendő, azaz e mérésnek föl kellett volna derítenie, vajjon a párhuzamos körök csakugyan körök-e, vagy pedig, miként a déllőknek, szintén ellipszises
alakjuk van-e. Ez volt az oka annak, hogy ARAGO még tovább is a szigeten maradt.
BIOT visszatérése majdnem szerencsétlenül végződött. Ugyanis az algíri bárka, melyen Spanyolország felé vitorlázott, ragusai kalózok kezébe került, s ezek őt Oránba akarták vinni. Azonban a podgyász átkutatása meggyőzte őket, hogy valami jeles zsákmányra nem tettek szert s BIOT-tól néhány aranyat kapván, szabadon eresztették. BIOT ezután Deniában rövid ideig a veszteglő intézetben tartózkodott s innét hazájába tért. ARAGO csak sok szenvedés és veszélyes fogság után láthatta viszont hazáját.
BIOT az észleletek adatait megvizsgálás és kiszámítás végett a Bureau des Longitudes elé terjesztette. A számítások eredményei szerint a méter hosszúsága a törvény megszabta hosszúságtól csak egy tízezredrésznyi vonallal különbözött, mely különbség a Dünkirchentől Formenteráig terjedő íven csak 176 vonalra rúg.
BIOT ezután a Bureau des Longitudes megbízásából MATHIEU társaságában Figeac, Clermont, Dünkirchen és Bordeaux-ba utazott, hogy itt a másodpercz-inga hosszúságát s evvel együtt a nehézségi erő változásait pontosan meghatározza.
1809-ben a Faculté des Sciences-on a fizikai asztronomia tanárává neveztetett ki, s ugyanez év augusztus havában doktorrá avattatott.
Midőn Napoleon Elba szigetéről visszatért, 1815 jun. 1-én kihirdette az acte additionnelle-t. BIOT ehhez az Institut-ben a maga szavazatával semmi áron sem akart hozzájárulni. Politikába sohasem avatkozott.
1816-ban a Faculté des Sciences-on az akusztika, a mágnesség s az optika előadásával bizatott meg. E tisztét 1826-ig viselte. 1816 máj. 6-án a Journal des Savans szerkesztését vette át s szeptember 23-án a politechnikai iskola reorganizálásával megbízott tanács tagjává neveztetett ki.
1817-ben másodszor fogott a fokmérési munkálatokhoz.
A franczia nagy fokmérés eredményeit SWANBERG svéd csillagásznak észleletei s LAMBTON angol őrnagynak keletindiai mérései megerősítették. Még nagyobb fontosságúvá lett az angol kormány által elrendelt fokmérés, melyet ROY tábornok megkezdett s MUDGE ezredes folytatott. A megmért ív Angol-ország déli részétől Skótország éjszaki csúcsáig terjedt s nagyon is kívánatosnak látszott, hogy ez az ív a francziával összekapcsoltassék. A Bureau des Longitudes érintkezésbe tette magát az angol kormánynyal s ennek részéről a leghathatósabb támogatás igéretét nyerte, ha a szükséges mérések véghezvitelére egy franczia biztost Angolországba küldene.
A Bureau des Longitudes terve kivitelét BIOT-ra bízta. BIOT a Spanyolországban használt műszerekkel és újakkal ellátva 1817-ben Angolországba utazott, hol Sir JOSEPH BANKS , részéről a legnagyobb előzékenységgel fogadtatott. Ezután MUDGE társaságában Edinburgba utazott s első állomásúl a leith-i erősséget választotta s miután a katonai mérnökök parancsnoka, ELPHISTONE részéről ismét a legszívesebb támogatásban részesült, munkáját gyorsan és pontosan végezhette.
BIOT ezután az Orkney szigetekre, nevezetesen Faira szigetére, az angol ív északi végpontjára ment s MUDGE ezredes javaslatára a Shetland szigeteket is a hálózatba vonta, mi által az angol vonalat majdnem két fokkal kelet felé tolta s az angol mérés a franczia mérésnek folytatásává lett, s így a megmért ív a déllő negyedének majdnem a negyedrészét tette.
BIOT észleleteit Unst szigetén, a szigetcsoport keleti szélső oldalán befejezvén, Edinburgba vitorlázott s miután kissé megrongált egészsége helyre állott, Angolország legnevezetesebb ipartelepeinek megtekintése után Londonba utazott. Itt HUMBOLDT és ARAGO-val találkozott s miután e híres barátaival a greenwichi obszervatóriumban a másodpercz-inga hosszúságát meghatározta, hazájába visszatért.
1821-ben a st. cyri és a la flèche-i katonai intézetekhez a tanulmányok felügyelőjévé neveztetett ki. Azonban már
három év múlva egy harmadik s a megelőzőkhöz minden tekintetben méltó földmérési munkálat ügyében ismét elhagyta Francziaországot.
BIOT-nak eddigi munkái a földi fokok hosszúságának és a nehézségi erő változásainak meghatározását tűzték ki czélul. Az eredmények, úgy a módszerek kitünősége s a mérések pontossága, mint a megmért ív jelentékeny hosszúságánál fogva * a DELAMBRE és MÉCHAIN által megkezdett s BIOT és ARAGO által befejezett mérést valamennyi addigi mérés legjelentősebbikévé avatták. Ha azonban a Föld alakját egészen pontosan akarjuk megismerni, akkor a görbületet nem csupán a déllők, hanem a párhuzamos körök irányában is meg kell mérni. Ha a Föld valóban forgási ellipszoid, akkor a párhuzamos körök fokainak egyenlőknek kell lenniök s a nehézségi erőnek egyenlő szélességek alatt változásokat mutatnia nem szabad. Már azok az ingamérések, melyeket BIOT MATHIEU-vel hajtott végre, e kérdés eldöntését tűzték ki czéljokúl, s világosan föltűntették, hogy a nehézségi erő Bordeaux, Figeac és Clermont-Ferrand-ban, ezen egyenlő szélesség alatt fekvő három helyen, nem egyenlő, tehát kívánatosnak látszott, hogy a mérések egy sokkal nagyobb ívre is kiterjesztessenek. Azonban ez a munka sokkal több költséget okozott, semhogy annak elrendelését csupán a tudomány kedvéért reményleni lehetett volna. Várni kellett tehát mindaddig, míg a tudományos érdekek a gyakorlatiakkal összekapcsolhatók volnának. Az erre való alkalom 1811-ben kínálkozott; ez évben a franczia kormány LAPLACE indítványára elhatározta, hogy Svájcznak, Savoyának és Felső-Olaszországnak kilencz év óta folyamatban levő fölvétele Francziaországra is kiterjesztessék s a 45° szélesség párhuzamos köre a Biscayai öbölben fekvő Tour de Cordouan-tól egész Fiuméig megméressék. E munkálat, mely 1813 és
* A Shetland szigetcsoport Unst szigete és a Pythiusok csoportjának Formentera szigete közötti ív több mint 22°-nak felel meg.
1814-ben rövid megszakítást szenvedett, a piemonti s az osztrák kormányok támogatása mellett 1823 végén befejeztetett. Evvel a feladatnak gaeodetikai és asztronómiai része, igaz, csak tökéletlenűl,* megoldatott, csak a nehézségi erő változásainak meghatározása maradt hátra. A Bureau des Longitudes ez utóbbi munka végrehajtásával ismét BIOT-t bizta meg.
BIOT 21 éves fiával 1824 őszén indúlt el Párisból s miután a tervezett méréseket az olasz csillagászok hathatós támogatása mellett Milano és Paduában végrehajtotta, Fiumében ütötte föl állomását. Ez utóbbi helyen, obszervatórium hiányában, a mérések több időt vettek igénybe. 1825 jan. végén BIOT a rendelkezésére álló franczia hajón Anconába vitorlázott s innét az Apennineken át Nápolyba utazott. Miután Nápolyban magát a kellő igazolványokkal ellátta, az időközben oda megérkezett hajójával a Lipari szigetcsoport hasonnevű fővárosába indult. Miután apr. 24-én a munkálatok itt is befejeztettek, BIOT még egyszer elment Formenterába, hogy az 1808-ban végrehajtott fizikai és asztronómiai észleleteket az akkoriaknál tökéletesebb műszerekkel ismételje. 1825 jul. 1-re evvel a munkával is készen volt s Barcelona útbaejtésével Párisba visszatért.
Az utazás eredményei megfeleltek a várakozásoknak; kitűnt, hogy földgömbünk fölülete a párhuzamos körök mentén ép oly szabálytalanságokat mutat, mint a milyenek (az ellipszoidtól való eltérések) a déllő mentén mutatkoznak. Földünk alakjának pontosabb ismeretét BIOT kitartásának, buzgalmának és ügyességének köszönhetjük. Igaz ugyan, hogy mérései, a dolog természete szerint, nem vezethettek a Föld alakjának végleges megállapítására, de az említettük szabálytalanságok jelenlétét, melyet azóta kitűnő észlelők más helyeken is kimutattak, minden kétséget kizáró módon bebizonyították. Úgy látszik, hogy az újabb vizsgálatok a tenger színének változásai-
* A hosszúság-meghatározások akkor még jeltüzekkel hajtattak végre.
ban a helyi eltérések egy különös nemét állapítják meg, azonban BIOT 1858-ban még helyén valónak találta, hogy kijelentse, miszerint a másodpercz-inga hosszúságában mutatkozó változásoknak "sokkal nagyobb a folytonosságuk és erélyük, semhogy azokat tisztán helyi vagy esetleges attrakczióknak lehetne tulajdonítani." *
BIOT a földmérésre vonatkozó munkálatainak külső körülményeit a különböző országokban tett hely- és néprajzi tapasztalatokkal együtt folyóiratokban s összegyűjtve a Mélanges scientifiques et littéraires czímű művében tette közzé; a tényleges eredményekről számot ad a következő mű: Recueil d'Observations géodésiques, astronomiques, physiques, executées par ordre du Bureau des Longitudes de France etc. Paris 1821, 4o.
BIOT-nak eddigelé előterjesztett működése s kitüntető állomásai eléggé tanúskodnak arról, hogy mily nagy nevet szerzett magának kiváló érdemekben épen nem szűkölködő tudós kortársai között. 1825 óta állandóan Párisban tartózkodott s még 30 évnél tovább mint kitűnő búvár, buzgó tanító és szellemes író mozdította elő a tudomány érdekeit. A következőkből látni fogjuk, hogy a hosszú életkor, melylyel sorsa megáldotta, eredményekben és dicsőségben egyaránt gazdag volt.
II.
Biot fizikai munkái.
BIOT-nak a fokmérés terén kifejtett munkássága magában véve elegendő volna arra, hogy hírnevét minden időkre megőrizze. Évek hosszú során át minden akadályon és nehézségen diadalmaskodva, elvégre is létrehozta mindazokat az eredményeket, melyeket az akkori körülmények között várni lehetett. De mindegyik vállalata nem volt ilyen szerencsés. A számtalan feladat közül, melyekkel BIOT foglalkozott, a legnehezebb az
* Mélanges, I, p. 110.
volt, melyet az optikában tűzött ki magának. A mint a jelen század elején végrehajtott optikai vizsgálatok a tudomására jutottak, azonnal átlátta, hogy az optika az a tér, melyen aránylag a legtöbbet lehet tenni s eltökélte, hogy minden erejét arra fogja fordítani, hogy a fölmerülő új tünemények törvényeit a legutolsó ízig földerítse s e törvényeket meg nem ingatható elméletekre visszavezesse. De a nagy feladatnak épen ez utóbbi részén kellett BIOT buzgalmának hajótörést szenvednie. BIOT oly időben kezdte meg pályafutását, a mikor NEWTON fényelmélete mindenütt még korlátlan tekintélynek örvendett. Ez az elmélet BIOT-ban tudományos meggyőződéssé érlelődött, oly meggyőződéssé, melyet sem a régóta ismert tünemények új interpretácziója, sem pedig az új tüneményeknek elméleti reformot hangosan sürgető sajátságai meg nem ingathattak. Minden új tünemény új buzdítás volt rá nézve, hogy kedves elméleteinek új meg új tapasztalati bizonyítékokat szerezzen s nem akarta átlátni, hogy a kísérleti törvények, melyeket a tudomány épen az ő fáradhatatlan buzgalmának köszönhetett, az emisszió-elmélettel szemben mindmegannyi fegyverek valának; nem akarta átlátni, hogy az általa fölvett segítő hipothézisek mind ijesztő mértékben növekedő számuk, mind pedig értelembeli hiányaik miatt már jóval túllépték azt a határt, melyen hipothézisekre támaszkodó elméletnek belül kell maradnia. BIOT a hullámelméletnek mindinkább döntő alakban föllépő tényeivel hosszú és makacs harczot vívott, mely harcznak vereséges kimenetelében csak az az örvendetes körülmény maradt fön, hogy a BIOT kísérleti vizsgálatai, melyeknek értékét az emisszió-elmélet szellemében fogalmazott interpretácziók le nem szállíthatták, az optika legszilárdabb törvényei maradtak s a hullámelmélet legjelentősebb kísérleti támasztékai, sőt fejlődése leghathatósabb tényezői valának.
BIOT kísérleti vizsgálatai, melyekre az imént czélzást tettünk, első sorban chromatikus és a forgató polározódásra vonatkoznak. E nevezetes tüneményeket 1811-ben ARAGO
fedezte föl, kísérleti törvényeiket azonban BIOT-nak köszönhetjük. Az a körülmény, hogy a fölfedezés érdeme egy másik fizikusra háramlik, a dolog természetes rendje szerint arra késztet bennünket, hogy BIOT kísérleti törvényeit ott terjeszszük elő, a hol ama tünemények fölfedezéséről fogunk szólani, a következőkben pedig BIOT-nak optikai és fizikai egyéb vizsgálatait fogjuk ismertetni.
BIOT nevéhez nem fűződik valamely új tünemény feltalálásának dicsősége, de a hol a már feltalált, de kellőleg még nem tanulmányozott tünemények törvényeinek megállapítására volt szükség, ott BIOT-nál alkalmasabb búvárt találni nem lehetett; az általa feltalált igazságok nagy mennyiségére való tekintettel bízvást el lehet mondani róla azt, a mit DULONG GAY-LUSSAC-ról mondott, hogy "elég valamely dolgot érintenie, hogy törvényt találjon föl." Még sem hallgathatjuk el, hogy BIOT találta föl a turmalin lemezek okozta polározódást,* bár SEEBECK ugyanezt a tüneményt korábban ismerte föl.
Ha BIOT-nak optikai egyéb vizsgálatairól van szó, első sorban dioptrikai vizsgálatai veendők figyelembe. Miután HALLEY a gömbi törő közegek általános elméletének alapjait vetette, az azután következő vizsgálatok főczélja a dioptrikának minden irányban való tökéletesítése volt. A figyelem első sorban a gömbi és az achromatikus eltérésre fordúlt. A gömbi eltérést, igaz, hogy hosszas számítások segítségével, EULER tanulmányozta behatóan, az achromatizmus elméletének alapjait pedig DOLLOND vetette. E munkálatokkal a dioptrika jelentős haladást tett, de feladatának még korántsem felelt meg. A régi dioptrika a gömbi törő közegek általános elméletének még mindig csak egy specziális része volt, mert a sugarak menete csak arra az esetre vizsgáltatott meg, midőn a sugarak egy síkban, a főten-
* Sur un mode particulier de polarisation etc. Bull. de la Soc. Philomatique, 2. ser. 1815.
gelyen átvetett valamelyik síkban haladnak, s e mellett a lencsék vastagsága elhanyagolhatónak vétetett, már pedig ez utóbbi megszorítás, nem tekintve azt, hogy a valóságnak a legritkább esetekben felelt meg, az elméletben többrendbeli illetéktelen föltevés kútfejévé vált. BIOT arra törekedett, hogy az optikai eszközök elméletéből mindezeket a hiányokat kiküszöbölje s Physikai asztronomiájában * a dioptrika teljes elméletét fejtette ki.
BIOT meghatározta a főtengely közelében haladó valamennyi sugár útját, tehát a dioptrikát három dimenzió fölvételével tárgyalta, s figyelembe vette a lencsék vastagságát, végre a nyert csínos képletekkel a használatos eszközök elméletét kifejtette.
Eme vizsgálatokban BIOT-nak vetélytársa akadt a híres GAUSS-ban, ki vele egyidejűleg s, egész önállóan a BIOT képleteivel teljesen megegyezőket vezetett le. ** GAUSS elméletének a BIOT-é fölött sok előnye van; GAUSS nem lévén folytonos tekintettel az alkalmazásra, munkája sokkal áttekinthetőbb; e mellett számításai is jóval egyszerűbbek és rövidebbek, elannyira, hogy BIOT munkája majdnem húszszor oly terjedelmes mint a GAUSS-é, a nélkül, hogy tartalmilag gazdagabb volna. Különben BIOT később még többször visszatért a dioptrikai vizsgálatokhoz, † mi által a vitás kérdések tisztázását nagy mértékben előmozdította. BIOT és GAUSS általános elméletei jelentékenyen kibővítette LISTING, †† minél
* Traité d'Astronomie physique, Paris, 1805, 2. köt. (4-ik kiad. 1841–47, 4 köt.)
** Dioptrische Untersuchungen, Abh. der königl. Gesellschaft der Wissensch. zu Göttingen, I, 1838–43.
† Sur les lunettes achromatiques, Ann. d. chim. et d. phys. 3. ser. III, 1840; Sur quelques points rél. à l'astronomie etc. Compt. Rend. XII, 1841; Sur un mém. de M. Gauss etc. C. R. XII, 1841.
†† Dioptrik d. Auges, R. WAGNER'S Handwörterb. d. Physiologie, IV, p. 451; Ueber einige merkw. Punkte in Linsen und Linsensystemen, POGG. Ann. CXXIX, 1866.
fogva a dioptrikát az optika egyik befejezett ágának tekinthetjük.*
BIOT és ARAGO direkt mérésekkel meghatározták az eltérést, melyet a fénysugarak szenvednek, ha különböző gázokkal megtöltött prizmán mennek át s ily módon a gázoknak a levegőre vonatkozó törés-mutatóját határozták meg. A levegő abszolut mutatójának meghatározása végett a prizmát különféle sűrűségű levegővel töltötték meg; a fénysugarak eltéréséből azt a törvényt kapták, hogy a levegő törőképessége arányos sűrűségével, még pedig minden színre nézve egyenlő mértékben, tehát üres térben levő levegőprizmával színszórást előidézni nem lehet. E tapasztalati törvény alapján kiszámították a levegő abszolut törés-mutatóját s azt 1.000294-nek találták. **
DELAMBRE a csillagászati sugártörés törvényei alapján a csillagok valódi és látszólagos zenit-távolságából számította ki a levegő abszolut törés-mutatóját; a talált érték a BIOT és ARAGO-éval teljesen megegyezik.
BIOT és ARAGO a levegőre vonatkozó törvényt a többi gázra nézve is érvényesnek találták, továbbá kimutatták, hogy az összetett gázok törőképessége egyenlő az alkotórészek törő-képességeinek összegével; azonban DULONG bebizonyította, hogy e törvény csak a gázok keverékére áll.
Az optikát elhagyhatjuk, a nélkül, hogy attól kellene tartanunk, hogy BIOT munkásságával a fizika egyéb ágaiban nem találkozunk.
BIOT a hőtant a testek hővezetésére vonatkozó értékes vizsgálattal gazdagította. A hővezetés általános elméletét nem vezette ugyan le, mert e feladat megfejtése FOURIER érdeme, mindazonáltal a megoldás módszere s a feladatban előforduló
* GAUSS és LISTING elméleteinek elemi tárgyalásait l. GAVARRET Revue des cours scientifiques, 1866; MARTIN, Interprétation géometrique et continuation de la théorie des lentilles de GAUSS, Ann. d. ch. et de phys. 4. ser. X, 1867.
** Mém. de l'Ac. VII, 1806.
állandók értelmezése s kísérleti meghatározása által a feladatot a dolog lényege szerint megfejtette, mit annyival is inkább ki kell emelnünk, mert BIOT megfejtése a FOURIER-ét megelőzte.
BIOT a hővezetés törvényét egy az egyik végén hevített homogén és korlátlanúl hosszú rúdra vezette le, figyelembe véve a környezet okozta hőveszteséget.* Avval a föltevéssel, hogy valamely rétegből a szomszédos rétegbe áramló hőnek mennyisége arányos a két réteg mérsékleti különbségével, kimutatta, hogy, ha a hőforrástól számított távolságok számtani sorban növekednek, a megfelelő mérsékletek mértani arány szerint fogynak.
BIOT kísérleti eljárása (melyet a tankönyvek rendszerint a későbbi DESPRETZ-ről neveznek el) e törvényt igazolta s módot nyújtott a különböző anyagok hővezető képességének kísérleti meghatározásár. BIOT eljárása a rúd különböző pontjain uralkodó mérsékletek közvetetlen lemérésén alapszik s a későbbi módszerek nem egyebék, mint ez eljárás szabatosítása. WIEDEMANN és FRANTZ fémrudak helyett drótokat használtak s a mérsékleteket nem kéneső-hőmérőkkel, hanem hőelektromos oszloppal mérték.
BIOT-nak a hővezetésre vonatkozó elméleti vizsgálata az eljárás bizonyos analógiája miatt a mágnesség elosztására vonatkozó vizsgálatára emlékeztet. COULOMB lengési kísérletekkel határozta meg a mágnesség elosztását valamely rúdban, ellenben BIOT elméleti úton vezette le az elosztás törvényét kifejező képletet.** BIOT abból a föltevésből indul ki, hogy valamely mágnesrúdnak mágneses állapota épen olyan, mintha csak a rúd végeivel az itt tényleg meglevő szabad mágnesség közöltetett volna s mintha a rúd e szabad mágnességnek a rúd belseje felé gyakorolt hatása miatt mágneseztetett volna. A rúd egyik végén levő mágneses molekulák a következő
* BIOT, Traité de physique,, IV.
** BIOT, Traité de physique,, III, p. 76.
keresztmetszet molekuláira megosztó hatást gyakorolnak, a megosztás okozta különnevű mágnesség leköttetik, az egynevű pedig szabaddá lesz. Ez utóbbi mágnesség a következő keresztmetszet molekuláira épen olyan hatást gyakorol, mint az első keresztmetszet a másodikra és így tovább. Föltéve mármost, hogy mindegyik keresztmetszet mágnessége a megelőzőének bizonyos állandó hányadrésze, a rúd egyik végpontjától tetszés szerinti távolságban levő szabad mágnesség mathematikailag kifejezhető. Ez a szabad mágnesség a rúd másik sarkának az előbbeniével teljesen analóg hatása miatt részben leköttetik, a fönmaradó különbség a tényleg meglevő szabad mágnességet adja s ennek mathematikailag kifejezett értéke már a szabad mágnesség elosztásának törvényét képviseli. BIOT az e törvényben levő állandókat COULOMB kísérleti adatai segítségével számította ki, tehát a törvény a valóságot a COULOMB eredményeivel azonos mértékben fejezi ki.
COULOMB levezette az elektromos szétszóródás törvényét. BIOT kimutatta, hogy es a törvény a pozitív és a negatív elektromosság szétszóródására egyaránt érvényes.
VOLTA oszlopa, mely a jelen század elején oly élénken foglalkoztatta a fizikusokat, BIOT figyelmét is magára vonta.
BIOT azon volt, hogy kimutassa, mely tényezőktől függ az oszlop sarkain összegyülemlő szabadelektromosságnak mennyisége. E végre a VOLTA oszlopában majd a fémeket, majd a vezető folyadékot, majd pedig az elemek számát változtatta meg s a szabad elektromosságot a COULOMB torziós mérlegével mérte. Vizsgálataiból kitűnt, hogy a szabad elektromosság arányos az oszlopot alkotó elemek számával, de független a fémlapok nagyságától, végre, hogy, egyenlő számú elemek mellett, függ a fémek s a folyadékok minőségétől. BIOT számbeli meghatározásai kétségen kívülivé tették azokat a törvényeket, melyeket kevesebb határozottsággal már VOLTA is fölismert.
Midőn OERSTED 1820-ban az elektromáramnak a mágnestűre gyakorolt hatásában az elektromosságra vonatkozó isme-
reteknek egészen új mezejét nyitotta meg, BIOT (SAVART-ral egyesülve) azonnal hozzáfogott az új tünemény törvényeinek kísérleti megállapításához s e munkájával az elektromágnesség elméletének alapjait vetette. BIOT-nak eme vizsgálataira később még visszatérünk.
Az akusztikában BIOT-nak köszönhetjük a hangsebesség meghatározását az öntött vasban. BIOT a kísérletet a párisi vízvezeték csöveivel hajtotta végre s a sebességet 3500 méternyinek találta, mely érték mind az elméletileg kiszámítottal, mind pedig a rezgő pálczák hangmagasságából levezetettel megegyezik.
BIOT egy igen érdekes kísérlettel előtüntette s mintegy szemmel láthatóvá tette a longitudinális rezgéseket végező üvegpálczák molekulás szerkezetét.* Azonban nagyon is a részletekbe kellene bocsátkoznunk, ha BIOT-nak ezt a kísérletét valamint a rendkívül nagyszámú többi specziális vizsgálatát tüzetesen ismertetni akarnók. Mivel még többször lesz alkalmunk, hogy BIOT jelentősebb kutatásaira visszatérjünk, még csak tudományos tevékenységének egyéb ágaira akarunk néhány pillantást vetni.
III.
Biot mint tanár és író. – Kitüntetései. – Halála.
BIOT-nak már előterjesztettük életrajzából kitűnik, hogy az oktatás terén nagyon el volt foglalva; a Collège de France-on 30 éven át tanított. Nagyszámú tanítványai, kik benső ragaszkodással fűződtek személyiségéhez és kitűnő előadásaihoz, a tőle szerzett ismereteket országszerte terjesztették. A tanári működésével kifejtett ismeretterjesztő hatást kitünő tankönyvei ** nagy mértékben mozdították elő.
* TYNDALL, Der Schall, p. 199.
** A már idézett fizikai tankönyvén kívül BIOT még a következőket írta: Élements d'Aritmétique. Paris, 1797. 8o (bevezetés CLAIRAUT Algebrá-jához), Géométrie analytique, Paris, 1802. 8o (8-dik kiadás 1834.); Physique mécanique de Fischer (németből fordította BIOT neje, BIOT jegyzeteivel) Paris, 1805. 8o (4-dik kiad. 1830.); Précis élémentaire de physique expérimentale, Paris, 1817. 8o (3-dik kiadás 1824.); Notions élémentaires de Statique, Paris, 1829. 8o.
Hogy miképen vélekedett BIOT a fizikai oktatásról, azt világosan kifejezte a minden körülmény között méltánylandó következő szavaival:
"Nem azon kell lennünk, hogy a tanulónak példáúl a mágnesség vagy az elektromosság tanából vagy a fizikának valamely más ágából emlékezetébe véssük a tények tömegét, melyet a tankönyvekben mindenkor újra föllelhet, hanem azon kell lennünk, hogy megvilágosítsuk előtte a tapasztalás és az észlelés útját, mely a tények feltalálására vezetett; hogy beléje öntsük a tudomány filozófiai szellemét, mely ha őt egyszer már áthatotta, szelleme irányt, erőt és biztosságot fog kapni, s mely az igazság iránt élénk szeretetet, a rendszereskedés s ennek módszerei iránt pedig kiolthatatlan gyűlöletet fog beléje oltani s ez által a természet megfigyelésére és tanulmányozására képessé fogja tenni." (Traité de Phys., Préf.)
Irodalmi ismeretekben BIOT valamennyi szaktársát fölülmúlta. Az ókori, a franczia s a külföldi irodalmakat nemcsak hogy alaposan ismerte, hanem tanulmányok tárgyaivá is tette. Folytonos és élénk figyelemmel kísérte a tudományos mozgalmakat, miről a Journal des Savans-ban közzétett nagyszámú ismertetései és bírálatai tanúskodnak. Ismeretterjesztő tanulmányai legnagyobbrészt a Moniteur universel s a Mercur de France-ban jelentek meg.* Minden iratában mestere volt a nyelvnek és a stílusnak; irodalmi érdemeinek elismeréseűl az Académie des Inscriptions et belles Lettres 1841-ben, az Académie française pedig 1857-ben tagjává választotta.
BIOT soha egyetlen sorában sem árult el nemzeti elfogultságot s nem egyszer fejezte ki, hogy franczia botanikáról vagy
* BIOT iratainak összes száma 447-re rúg. (Kimutatásukat l. Nouvelles Annales de Mathématiques, 2. ser. t. I.)
franczia mineralógiáról beszélni nevetséges dolog. A fokmérések alkalmával tett utazásainál szabad idejét a népek kulturállapotának és szellemi meg morális fejlődésének alapos tanulmányozására fordította.* A politikát a tudományoktól egészen távol álló dolognak tekíntvén, avval mentül kevesebbet törődött. "A ki a szemlélkedő tudományokkal, mondja BIOT, őszinte s mély szenvedélylyel foglalkozik, az a közügyekkel való foglalkozás alól, mintha csak a Jupiteren vagy a Saturnuson laknék, fölmentve fogja magát érezni s e foglalkozás veszélyeinek még akarva sem teheti ki magát. A külső világ nem fogja őt elválasztani az absztrakczióktól, hacsak épen ezek által nem akarja a tömeg figyelmét magára vonni s a tömeg bizalmával a vagyonhoz és politikai állásokhoz vezető útat egyengetni....." ** Mivel az efféle nézetek s az ezeknek megfelelő magatartás, valamint az a körülmény, hogy iratai túlnyomólag a tudományos világnak szánt tárgyakat terjesztenek elő, a korszellemnek nem feleltek meg, BIOT a szó közönséges értelmében vett népszerűségre nem is tett szert.
BIOT irataiban mindenütt élénk történelmi érzékkel találkozunk. Az asztronómia történetével tüzetesen foglalkozott. Kutatásaiban különösen az egyiptomiak, az arabok, hinduk és khinaiak asztronómiáját vette figyelembe. Ide tartozó műveinek egyikében azt vitatja, hogy a denderah-i állatkör, mindamellett hogy csak a Ptolemaeusok korabeli emlékeken található, eme korszaknál jóval régibb eredetű. † BIOT-nak EDOUARD nevű fia a khinai irodalom és történelem tanulmányozásának szentelte életét; kora halála után atyja avval állított neki emléket, hogy közzétette a Cseuli (a Cseu-dinasztia története) czímű könyvnek fiától eredő fordítását. BIOT a mathematikai tudományok törté-
* L. különösen az Économie sociale czímű czikkeit, Mélanges, III, p. 163.
** Discours de réception à l'Acad. française, Mélanges, III, p. 528.
† Recherches sur plusieurs points de l'Astronomie égyptienne etc. Paris, 1823. 8o.
netét még számos biografiával gazdagította.* Különösen érdekes NEWTON fölötti tanulmánya és a GALILEI pörére vonatkozó értekezése. De ez a két irat egyszersmind arról tanúskodik, hogy BIOT történelmi érzéke nagyon sajátságos viszonyban volt a hullámelmélettel meg a – jezsuitákkal. Az első iratában HOOKE nézeteit mindvégig badarságoknak nevezi, a másodikban pedig OLIVERI-nek, az inkviziczió komiszárusának [!] puszta kijelentéseire támaszkodva, azt vitatja [állítja], hogy GALILEI csakugyan személyesen bosszantotta a pápát.
A tudományos világ a legnagyobb elismeréssel adózott ama munkásságnak, melyet BIOT hosszú és tevékeny életén át kifejtett; honfitársai kiváló megbízások és hivatalok által iparkodtak tudományát a haza javára értékesíteni. A már említett hivatalokhoz járultak még a következők: BIOT 1825-ben a politechnikai és a st. cyr-i katonai iskolához a növendékeket fölvevő bizottság tagjává, 1826-ban a Faculté des Sciences-on ismét az asztronómia tanárává s 1840-ben ez utóbbi intézet dékánjává s az akadémiai tanács tagjává neveztetett ki. 1849-ben a Faculté des Sciences-on betöltött állomásáról véglegesen lemondván, tiszteletbeli tanárrá neveztetett ki. A formai kitüntetések tüzetes fölsorolása nagy helyet venne igénybe; a rendjelekről hallgatunk, s csak azt említjük föl, hogy BIOT mintegy 50 bel- és külföldi akadémiának és tudományos társaságnak volt tagja.
BIOT 1862 febr. 3-ikán, 88 éves korában, Párisban halt meg, s vele sírba szállott a multszázadbeli franczia tudományosság utolsó képviselője.
* A Biographie universelle 2-ik kiadásában BIOT tollából 23 biografia van, melyeket részben a Mélanges-ban újra lenyomatott.
Irodalom.
Biogr. nouv. des Contemporains.
Biogr. univ. des Contemporains.
LE BAS, Dictionn. encyclopédique de la France.
QUÉRARD, La littérature française contemporaine, Paris, 1842–57.
Akadémiai emlékbeszédek.