MALUS

(Extrait de la Biographie universelle, 1820.)

Malus (Étienne-Louis], auteur d^une des plus importantes découvertes de la physique, celle de la polarisation de la lumière, naquit à Paris, le 23 juin 4775. Élevé avec soin, dans sa famille même, il y reçut une éducation dans laquelle Tétude approfondie des lettres et celle des mathématiques ne se trouvaient point séparées. Par rheureux effet de cette éducation, qui n*avait laissé aucune de ses facultés oisives, Malus eut le bonheur de conserver toute sa vie le goût et Tintelligence de ces chefs-d'œuvre de Tantiquité, qui lui avaient fait sentir les premiers plaisirs de l'imagination ; et Tardeur avec laquelle il les avait étudiés, retarda si peu ses progrès dans des études plus austères, qu'à dix-sept ans, en 4792, il fut en état d*étre admis par examen à Técole du génie militaire. Ses dispositions, tout à fait extraordinaires pour les mathématiques, le firent bientôt remarquer ; et il allait être fait officier, lorsqu'un ordre du ministre Bouchotte le fit renvoyer comme suspect, probablement parce que son père avait possédé une charge de trésorier de France : tant il était facile alors de paraître assez important pour être proscrit. Cette interdiction lui fermant la carrière du génie, à laquelle il s'était préparé, et pou-

vant d*ailleurs compromettre sa famille, il se réfugia, comme bien d'autres, dans les rangs de Tarmée, fut incorporé dans le quinzième bataillon de Paris, et employé pendant quelque temps, comme simple soldat, aux réparations du port de Dunkerque.

L'ingénieur qui présidait à ces travaux, M. Lepère (son nom ne doit pas échapper à la reconnaissance des amis des sciences , le remarqua; et, lorsque, après la terreur de 1793, le gouvernement, sur les instances de Monge, fit chercher partout des jeunes gens déjà instruits pour former TÉcole polytechnique, M. Lepèn» saisit cette occasion de tirer Malus du rang des soldats, et de renvoyer à Paris. Monge, qui l'avait déjà connu et jugé à TÉcole du génie, le mit aussitôt dans le petit nombre de ceux qu'il destinait à devenir les instructeurs des autres élèves, et qu*il se plut à instruire et à préparer lui-même, pendant trois mois, avec un zèle inépuisable. Plusieurs autres savants distingués le secondaient dans cette tâche ; et Lagrange môme daigna quelquefois la partager. Que Ton se figure vingt jeunes gens, assez instruits déjà pour sentir le prix d*un enseignement pareil ; entouras de tous les moyens de travail imaginables ; comblés de soins, d'encouragements ; tour à tour et continuellement occupés de mathé* matiques, de dessin, de physique, de chimie; n'ayant enfin à songer qu'au développement de leur inlelligence; et cela, dans un temps où nulle autre occasion de s'instruire n'existait plus : on concevra facilement tout ce qu'un pareil concours de circonstances dut exciter en eux d'émulation. La même ardeur se coinmuniqua bientôt après à la nombreuse jeunesse qui vint composer l'École polytechnique, et qui, ayant pu terminer en grande partie ses éludes littéraires avant la ruine des établissements d'instruction publique, .se trouva ainsi singulièrement ))ien préparée pour recevoir les vérités des sciences. Il est impossible que ceux qui ont assisté à ces premiers cours de l'Ecole polytech* nique, n'aient pas conservé un profond souvenir de Tenthousiasme qu'elle présentait, et surtout du spectacle consolant qu*of*

MKLAN6BS SCIENTIFIQUES KT LITTKHAIRES. 107

frait cette élite de la jeunesse, s^empressant de ressaisir avec avidité les trésors de la civilisation et des sciences, qu'une anar-» cbie stupide avait été sur le point d^anéantir dans leur patrie. Aussi n'est-ce pas pour eux que nous rappelons cette époque ineffaçable de leurs jeunes années ; mais, dans l'état funeste d'agitation et de révolution qui mine sourdement la vieille Europe, il n*est pas inutile de redire par quels moyens on peut rallumer chez un peuple le flambeau des lumières, lorsque l'anarchie l'a presque éteint.

De tous les élèves admis en n}éme temps que lui à l'École polytechnique. Malus se montra le premier pour l'application» rintelligence, et les connaissances acquises. Pendant les trois années qu'il 7 resta, il dévora, plutôt qu'il ne lut, tous les ouvrages de mathématiques les plus difficiles. Il commença même à montrer ses propres forces par d'élégantes applications de l'analyse à des questions de géométrie; et, ce qui mérite d'être remarqué, le plusitendu de ces essais avait pour objet la détermination de la route que suivent les rayons lumineux lorsqu'ils sont réfléchis ou réfractés par des surfaces de courbure quelconque. Ainsi, les propriétés de la lumière qui devaient rendre le nom de Malus à jamais célèbre dans les sciences, étaient dès lors l'objet favori de ses secrètes pensées.

En observant les premiers pas des hommes qui se sont spécialement distingués par quelque grande découverte, on reconnaît assez généralement qu'ils semblent y avoir été appelés de loin par leur génie, et avoir été contraints d'y penser toujours. Il n'y a rien au-dessus de cette spécialité, si ce n'est l'extension de la même faculté au système entier d'une science : c'est là ce qui fait les génies du premier ordre, tels que furent^ pour ne parler que des morts, les Newton, les Leibnitz, les Euler, les D'Alemberl, et les I:iagrange. Quant à Malus, le temps de développer ces semences précieuses n'était pas encore venu. L'activité infatigable de son esprit, et le peu de fortune que la révolution avait laissé

à sa famille, le détournèrent de suivre les sciences comme une carrière; et il rentra dans celle du génie, avec le rang d'ancienneté que lui assignait sa première admission. Il fut aussitôt envoyé à Tarmée de Sambre-et-Meuse, et se trouva au passage du Rhin, en 1797, ainsi qu'aux affaires d'Ukratz et d*Âltenkirch. Cette même année fut marquée pour lui par un événement plus important que ces batailles. II vit et aima la fille du chancelier de l'université de Giessen ; et il était sur le point de l'épouser, lorsqu'il fut obligé de partir pour l'expédition d'Egypte. Il assista aux batailles de Chebris et des Pyramides, à l'affaire de Jabisk, au siège d'El-Arisch, et à celui de Jaffa. Après la prise de cette dernière ville, on le chargea d'en relever les fortifications, et d*y former des hôpitaux militaires. Il y fut attaqué de la peste, et s'en guérit seul, sans le secours de l'art. A peine rétabli, on l'envoya fortifier Damielte. De là, il partit avec l'armée pour marcher au-devant des Turcs, débarqués à Aboukir. Il assista à la bataille. d*Héliopolis, à l'affaire de Coralm, au siège du Caire. Enfin, à l'époque d&la capitulation, il futiembarqdé sur le parlementaire anglais le Castor, et débarqua en France, le 26 oc^ tobre 4801. Épuisé de fatigues, avec une santé pour jamais perdue, il alla retrouver en Allemagne la personne qu'il avait aimée, et qui lui était restée fidèle : il l'épousa; et, pendant tes onze années que la vie de Malus put se soutenir, il reçut d'elle des soins dont la continuité et la tendresse allèrent jusqu'à l'héroïsme. Elle ne put lui survivre, et mourut deux ans après lui, en 1844, de la même maladie dont il était mort.

Ce fut pendant ce temps trop court de tranquillité et de bonheur intérieur, que la passion de Malus pour les sciences, n'étant plus combattue par l'activité de sa vie, se développa tout entière. Chargé de constructions importantes, d'abord à Anvers, ensuite à Strasbourg, ces travaux, qui auraient paru pénibles à d'autres, n'étaient qu'un jeu pour lui ; de sorte qu'après avoir donné à ses devoirs tout le temps nécessaire pour les bien remplir, il lui res-

tait encore un grand loisir pour ses occupations favorites. Ce fut alors qu*il acheva de rédiger ses essais d*optique analytique, qu'il avait commencés à TÉcole polytechnique, et dont Télégance prouva, qu'au milieu des hasards de la guerre, il n^avait pas désappris & manier le calcul .

Bientôt une autre recherche d*optique, plus curieuse et plus neuve, le fit remarquer davantage. Lorsqu'un rayon de lumière, après avoir parcouru un corps transparent , arrive à la seconde surface de ce corps en se dirigeant vers elle pour repasser dans le milieu environnant, son émergence n'est pas toujours possible, du moins quand l'action de ce milieu sur la lumière est plus, faible que celle du premier corps dans lequel se meut le rayon. Dans ce cas, si la direction du rayon, en s'approchanl de la surface de sortie, est parallèle à cette surface, ou n'a sur elle qu'un certain degré d'obliquité, que la théorie de l'attraction indique, il est rappelé en dedans par les forces attractives du premier corps; de sorte qu'au lieu de continuer sa route en ligne droite, il se courbe et rentre dans l'intérieur de ce .corps, en paraissant se réQéchir sur la surface d'émergence comme sur un miroir. Toutefois, la théorie montre que cette reflexion ne s'opère pas toujours à la surface d'émergence, mais qu'elle peut avoir lieu depuis une petite distance dans l'intérieur du premier corps, jusqu'à une petite distance, au dehors ; de sorte que, quand ce dernier cas arrive, le rayon sort réellement du corps réflecteur pour y rentrer après, son retour étant déterminé par l'attraction de ce corps. La diversité de ces phénomènes ne peut pas être observée immédiatement, parce que l'espace dans lequel ils ont lieu, avant ou après la surface réfléchissante, est d'une petitesse excessive; mais, malgré cette petitesse, les angles de réflexion qui en résultent, diffèrent entre eux de quantités considérables, de sorte qu'il serait aisé de mesurer leurs différences, et de les comparer avec la théorie, si Ton pouvait à volonté déterminer la réflexion à se faire en deçà ou en delà de la surface d'émergence, de manière à sa-

440 MéLANÔKS gCIÉNTtFIQUËS £t LITTéllÀtR£8«

voir toujours lequel de ces cas a lieu. C'est à quoi Malus réussit en appliquant k la surface d'émergence, tantôt des corps transparents qui permettaient ce retour des rayons sortis de cette surface, tantôt des corps opaques qui les arrêtaient. II parvint ainsi à rendre distincts les deux modes de réflexion intérieure : il en mesura le$ effets divers, et offrit , dans la mesure de leur différence, une nouvelle et frappante confirmation de cette ingénieuse théorie de Newton, qui fait dépendre la marche de la lumière, des attractions k petite distance exercées sur les molécules lu mi-* neuses par les particules des corps ; théorie dont la concordance 4)arfaite avec les phénomènes s'est jusqu'ici soutenue dans tout ce qui a pu en être soumis au calcul.

Les phénomènes de la lumière, objet des premières pensées de Malus, revenaient ainsi continuellement se présenter à ses méditations. Bientôt un sujet de prix, proposé par la classe des sciences de l'Institut, vint exciter et comme forcer Malus à s'en occuper d'une manière exclusive. On sait que lorsqu'un rayon de lumière simple pénètre obliquement un corps transparent quelconque, il ne continue pas sa route en ligne droite , mais il se plie et se brise à son entrée dans le corps. Ce phénomène se désigne par le nom de réfraction. Maintenant, lorsque le passage du rayon se fait ainsi, de l'air ou du vide, dans un corps dont les parties sont disposées indifféremment et sans ordre, comme celles des liquides, et des corps fondus, il donne naissance à un faisceau réfracté unique; et son changement de direction, ou sa réfraction, est soumis à une loi très-simple qui a été assignée par Descartes, dont elle est une des plus belles découvertes. Mais il n'en est plus ainsi lorsque le corps réfringent est composé de parties toutes d'une même forme, arrangées d'une manière^déter* minée et régulière dans toute sa masse, comme le sont les miné* raux que la nature nous présente cristallisés. Alors, si la forme primitive des particules n'est ni un octaèdre régulier ni' un cube, chaque rayon lumineux simple qui pénètre le cristal, se divise

MÉLANGES SCIENTIFIQUES &T LITTERAIRES. 4l4

en deux rayons réfractés, dont l'un suit la loi ordinaire de réfraction assignée par Descartes, et est appelé par cette raison le rayon ordinaire ; et Tautre, que l'on nomme rayon extraordinaire, suit une autre loi, beaucoup plus composée, que Huyghens avait déterminée pour la chaux carbonatée rhomboîdale, vulgairement nommée spath d'Islande ; et qui Ta été depuis généralement pour tous les autres cristaux. En outre , ces phénomènes offrent cela de très-singulier, que le rayon qui a été réfracté ordinairement ou extraordinairement par un cristal , acontracté, dans cet acte même, certaines modifications relatives à ses pans, modifications qu'il emporte avec lui , et qu'il montre lorsqu'on lui fait traverser un second cristal de même ou de différente nature que le premier : car il y subit la réfraction ordinaire seule, ou Textraordinaire 9 ou partiellement l'une et l'autre, selon le sens dans lequel on lui présente les faces de ce second cristal. Cette propriété avait été reconnue par Newton , dans les rayons auxquels on fait successivement traverser deux ou plusieurs rhomboïdes de spath d'Islande : mais, quelque remarquable qu'elle fût en elle-(néme, elle était restée jusqu'alors comme un fait isolé, dont l'importance avait été peu sentie.

Tel était l'état de cette partie de l'optique-physique, lorsqu'on 4808, la classe des sciences de l'Institut proposa, pour sujet de prix, un nouvel examen des phénomènes de la double réfraction. Malus, alors éloigné de Paris, ne pouvait rester indifférent à un concours qui semblait avoir été choisi exprès pour l'attacher davantage à cette étude de la lumière dont il avait été toujours si passionné. Il fit, pour résoudre la question proposée, un nombre immense d'expériences auxquelles il sut adapter des instruments dont l'exactitude avait jusqu'alors paru exclusivement réservée à l'astronomie. Il remporta le prix; mais ce qui était bien plus important que le prix même, et ce que personne n'aurait espéré, parce que personne ne le soupçonnait, il découvrit que les rayons lumineux, en se réfléchissant sur les surfaces des corps transpa-

m MÉLANGES SCIENTIFIQUES ET LITTERAIRES.

rents, y prennent aussi, sous un certain angle, des propriétés relatives à leurs pans, et pareilles à celles que la double réfraction leur imprime. La découverte de cette propriété si remarquable, et dont on a développé depuis tant de conséquences, fut amenée sous ses yeux par hasard; mais ce fut un de ces hasards privilégiés qui sont réservés aux hommes de génie, parce qu'eux seuU ont rinspiration qui les fait voir et saisir.

Continuellement occupé de la double réfraction. Malus, alors à Paris, et demeurant dans la rue d'Enfer, regardait un soir, à travers un de ses prismes de cristal, le palais du Luxembourg, sur les fenêtres duquel les rayons du soleil couchant se réfléchissaient avec une grande vivacité. En tournant, sans y penser, son prisme entre ses doigts, comme il avait accoutumé de le faire ^ns cesse pour ses observations, il s'aperçut que, pendant les diverses phases de ce mouvement, l'une des deux images transmises éprouvait des variations dans son intensité; ce qui ne serait certainement point arrivé s'il eût regardé ainsi une lumière directe, celle d'une bougie, par exemple. Frappé de cette propriété inattendue, il s'imagina d'abord que les couches d'air qui composent l'atmosphère formaient comme une sorte de cristal par la régularité de cette superposition, et que c*était là ce qui imprimait ces propriétés à la lumière. Mais le lendemain, en voyant de nouveau le même phénomène, il reconnut qu'il n'avait lieu complètement que sous une certaine inclinaison du rayon, par rapport aux surfaces réfléchissantes : c'était donc l'inclinaison du rayon sur la surface qui le produisait. Il calcula cette inclinaison, d'après la

position où le soleil avait dû se trouver à l'heure où il avait fait sa découverte; et il arriva ainsi à réaliser le ménie phénomène avec toute sorte de lumière, et sur des substances diaphanes quelconques. Cette disposition de la lumière à subir une seule réfraction, quand elle traverse dans certains sens les corps qui exercent sur la lumière directe la réfraction double, constitue la propriété que Malus appela depuis « la polarisation de la lumière ; »

et il la désigna de cette manière, parce que-, étant commune à toutes les particules lumineuses qui composent un même rayon ainsi préparé, et étant relative aux pans de ce rayon, elle semblait indiquer une même modijBcation imprimée à toutes ses particules, laquelle les rend également susceptibles de céder ou de résister à Faction de certaines forces que Ton fait agir sur elles. C'est ainsi que Ton concevrait une file d*aiguilles aimantées, toutes égales entre elles, placées à la suite les unes des autres dans le méridien magnétique à des distances assez grandes pour que leur action mutuelle fût insensible. Car ces aiguilles, maîtrisées par la* force magnétique de la terre, se trouveraient toutes dans une même direction, qui serait celle du méridien magnétique ; et si Ton agis^ sait sur une quelconqjie d*entre elles, au moyen de quelque autre force, de manière à la détourner plus ou moins de la direction commune, toutes les autres, soumises aussi successivement ou ensemble à des forces pareilles, éprouveraient d'égales déviations. D'après ce que nous avons vu du caractère de Malus, on conçoit s'il dut* développer avec ardeur les conséquences et les analogies d'une découverte si remarquable : il les fit succéder les unes aux autres avec une rapidité dont la physique n'avait pas offert d'exemple, depuis les premières découvertes des physiciens du dernier siècle sur les phénomènes, alors si nouveaux, de l'électricité. Il trouva ainsi, presque dès les premiers moments, que Ton pouvait ôter à un rayon la propriété de se réfléchir sur les surfaces diaphanes, en le polarisant dans un certain sens, par rapport à leur direction ; mais, qu'ea changeant le sens de la polarisation, le rayon reprenait la propriété de se réfléchir. Il détermina le mode de polarisation que les rayons éprouvent dans ïlo cristaux à un seul axe, soit que ces rayons vinssent du dehors et fussent réfractés par le cristal, soit que, après avoir été introduits dans sa substance, ils y éprouvassent des réflexions intérieures. Rapprochant la polarisation ainsi imprimée à la lumière par les cristaux, de celle que lui donnait la réflexion sur les surfaces po-

. It. 8

m MÊLANQ&S 8CIBNTIFIQUBS BT LITT6|IAI&BS.

lies des corps diaphanes, il moptra que la nature de ces deui modifications était absolument identique; et il fixa les rapports de position qui liaient ensemble les sens de la polarité imprimée aui rayons par Tun ou Tautre procédé. Ces résultats Tayant naturelle» ment conduit à étudier, sous le même point de vue, les effets de la réfraction ordinaire, il trouva qii*elle avait aussi le pouvoir de polariser les rayons comme la réflexion et la réfraction extraordio naire, mais avec cette différence qu*il n'y avait, dans chaque réfraction de ce genre, qu'une certaine proportion de la lumière transmise, qui subit la polarisation. Par des expériences conduite» avec beaucoup d'art, il détermina celte proportion, de même que le sens de la polarisation ainsi imprimée. Enfin, en transmettant des rayons polarisés h travers toutes les parties des corps organisés, animaux ou végétaux, dont il pût extraire des lames suffisamment minces pour qu'elles acquissent quelque transparence, il observa que toutes ces parties modifiaient le sens de la polarisation primitivement imprimée aux rayons, et qu'elles la tournaient relativement h certaines lignes, fixes dans leur substance ; de sorte que ces lignes semblaient être comme des axes autour desquels le pouvoir de l'organisation avait groupé les particules qui les composaient.

La première découverte de Klalus, celle qui se rapporte à la polarisation communiquée par la réfiexion sur des corps diaphanes, fut insérée dans son Mémoire de prix; et la plupart des autres sont imprimées dans le recueil des mémoires de l'Institut, dont elles forment sans aucun doute un des ornements les plus beau\ et les plus durables. Malus vécut trop peu de temps pour dé%elopper, on peut dire pour apercevoir, toute l'étendue de la roule nouvelle qu'il venait d*ouvrir h la science de l'optique. Malgré son activité incroyable il ne put en parcourir que l'entrée; et son génie ainsi que sa sagacité ne le préservèrent pas de ces généralisations trop promptes, de ces aperçus trop rapides, auxquels il est impossible de ne pas se laisser entralneri dans le piemier

transport qu'inspirent des recherches si nouvelles, et (}es propriétés si étrangement différentes de tout ce que Ton avait connu ou môme soupçonné jusqu'alors. Mais il y aurait une insigne mauvaise foi , comme une révoltante injustice » b lui faire même un léger tort de ces inévitables erreurs. Ce que nous devons voir, c'est que c'est lui , lui seul , qui nous a mis sur la route dans laquelle la mort Ta empêché d'avancer : tout ce que pous découvrirons en suivant cette route, il l'aurait sans doute découvert comme nous, s'il avait vécu; et les mêmes phénomènes, qui sont venus successivement s'offrir à nos recherches, auraient éclairé de même et modîQé les premiers aperçus par lesquels il nous les signalait lorsqu'il avait déjà un pied dans la tombe. Au reste, si quelques critiques tardives, venues de l'étranger, nous ont mis dans la nécessité de replacer ici b leur véritable rang les titres de MaluSp nous avons du moins la consolation d'ajouter qu'il ne les vit pas conlester tant qu'il vécut. La première annonce de sa découverte, eut un éclat extraordinaire : non -seulement l'Institut Tadmit bientôt au nombre de ses membres ; mais, malgré l'état de guerre qui existait entre l'Angleterre et la France, la Société royale de

Londres lui décerna une médaille d'or; sorte d'hommage qui , dans de telles circonstances, avait, par son indépendance, quelque chose de pareil à celui de la postérité.

La justice qu'on rendit ainsi à Malus, cette justice si pleine, si entière, de laquelle ont joui bien peu d'hommes célèbres par de grandes découvertes, ne fit .qMe l'enflammer davantage. Il continuait à suivre ses belles recherches avec un zèle infatigable, avec une sagacité merveilleuse. Cependant, ce plaisir d'invention, qui devait être extrême pour lui, ne suspendit jamais un seul instant les devoirs qu'il avait contractés, soit au comité des fortifications où il avait été appelé, soit à l'École polytechnique, où il avait été nommé examinateur pour la physique et la géométrie descriplive. On se rappelle encore avec douleur cette séance où , pour la dernière fois, déjà consumé par la maladie, il voulut encore rem-

plir, et remplit en effet, ces fonctions pénibles, avec tout le fea de la jeunesse, avec toute la force qu'il ne pouvait puiser que dans son âme; car son corps n'en avait déjà plus. Il allait être appelé à diriger les études de cette École polytechnique qu'il avait tant cbérie, dont il connaissait si bien le but et les avantages ; qu'il aurait si aisément gouvernée par le seul frein du respect et de l'honneur, et qui, frappée de sa perte, n'a pu que venir pleurer sur son cercueil. Entouré de l'estime publique qu'il méritait, d'amis nombreux qui appréciaient son génie et aimaient sa personne, comblé des soins d'une excellente épouse, honoré de places éminentes auxquelles ses talents, ses services et sa probité l'avaient conduit; déjà célèbre depuis quatre ans par de grandes découvertes dans les sciences, voyant s'ouvrir devant lui une vaste carrière de travaux, et de gloire, près d'arriver enQn au teraie de tous ses vœux, de tous ses désirs, il meurt avant sa trenteseptième année; et les sciences désolées ont vu s'éteindre en lui cette flamme du génie qui allait les éclairer. Halus a terminé s vie, le 23 février 4812.