Guglielmo Marconi, l`inventore della telecomunicazione senza fili

discipline
Vito Volterra e
Tullio Levi-Civita.
Guglielmo Marconi
l’inventore della
telecomunicazione senza fili
Francesco Fabris
A egregie cose il forte animo accendono
L’urne dei forti...
on questa citazione dai Sepolcri, che facciamo
volentieri nostra, inizia il discorso dell’on. prof.
Gustavo Colonnetti, l’allora Presidente del
Consiglio Nazionale delle Ricerche, in occasione delle
solenni celebrazioni per il «Cinquantenario della
scoperta Marconiana della radio» (Roma, 28 Settembre-5
Ottobre 1947). La figura di Marconi viene indicata dal
Presidente come incitamento agli italiani, nel momento
delicato dell’immediato dopoguerra, ad abbracciare
«una concezione della vita che, dalle più concrete ed
immediate esigenze pratiche cerchi il compimento
attraverso le più alte, ed apparentemente più remote,
esigenze dello spirito».
C
Lagrange, Weierstrass, e numerosi altri grandi
matematici) sono una pietra miliare. Ma anche
Meccanica Analitica, Elasticità, Fluidodinamica,
Elettromagnetismo, Ingegneria, oltre ovviamente alla
Geometria, entrano nell’inesauribile interesse scientifico
di Levi-Civita e dei suoi allievi (molti dei quali, a dire il
vero, cessano di produrre lavori importanti dopo il loro
distacco da Levi-Civita, a testimonianza della vera
paternità di molte loro idee).
UNO SCIENZIATO ANTI-SCIENZIATO
A più di cento anni dalle sue scoperte straordinarie, le
sue eccezionali doti di ricercatore sperimentale, severo e
caparbio, impegnato a dimostrare sul campo la
fondatezza delle proprie brillanti intuizioni,
Negli anni successivi al 1920, Levi-Civita ottiene il
costituiscono un esempio ancora attuale per i moderni
meritato riconoscimento internazionale, sotto forma di
uomini di scienza; costoro, ispirandosi all’esortazione
numerosissimi premi e lauree honoris causa, e diviene il
foscoliana, dovrebbero veder acceso nel loro «forte
matematico italiano più noto internazionalmente
animo» il fuoco di Eraclito della ricerca delle verità
assieme a Vito Volterra.
scientifiche con le quali la Natura tesse le sue trame.
La fine di Tullio Levi-Civita è triste: nel 1938 è
Guglielmo Marconi esercita un fascino speciale non solo
allontanato in quanto ebreo dall’Università in seguito
per le profonde intuizioni e per le scoperte che fece, ma
alle leggi razziali, e morirà a Roma nel dicembre 1941
anche per la dimensione straordinaria del suo percorso
nel suo appartamento a seguito di un infarto.
di scienziato sperimentale che ci viene restituita
dall’analisi storica degli eventi connessi con la sua vita e
Alfredo Marzocchi
le sue opere.
Università Cattolica del S. Cuore, Brescia
Marconi è una figura originale di scienziato antiscienziato, che iniziò i suoi studi da autodidatta,
rifuggendo la logica di una preparazione ufficiale,
cattedrattica e curricolare. Nella prima fase della sua
Bibliografia
giovinezza egli si affidò interamente alle lezioni private
impartite dal suo illuminato maestro, il prof. Vincenzo
AA.VV., Tullio Levi-Civita. Convegno celebrativo del centenario
Rosa, docente di Fisica e Matematica presso il Liceo
della nascita, Acc. Lincei, Roma 1975.
Classico Niccolini di Livorno. Il prof. Rosa era un didatta
C. Cattani, «Levi-Civita e la nascita della scuola italiana di
raffinato, ma era anche un eccellente sperimentatore, e
Relatività», in Cento anni di Matematica 1895-1995, Fratelli
fu proprio la perizia acquisita in questo periodo che
Palombi editori, Roma 1996, pp. 213–229.
consentì al giovane Guglielmo di intraprendere tutti
F. Pastrone, «Fisica Matematica e Meccanica Razionale», in
quegli esperimenti che costituiscono l’ossatura portante
AA.VV., La matematica dopo l’Unità (1998), Marcos y Marcos,
dei suoi successi scientifici.
Milano 1998, pp. 381-504.
Nel suo discorso in occasione dell’attribuzione del Premio
Nuova Secondaria - n. 8 2011 - Anno XXVIII
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Il tempo in cui la scienza era
considerata come un lusso e
una soddisfazione dello
spirito è passato per sempre.
Mai come ora la ricerca
scientifica è divenuta
necessaria per l’economia, per
la vita sociale, per la difesa
del Paese. (G. Marconi)
Nobel per la Fisica nel 1909, ebbe a dire:
«In sketching the history of my association with Radio Telegraphy, I
might mention that I never studied Physics or electrotechnics in the
regular manner, although as a boy I was deeply interested in those
subjects. I did however attend one course of lectures on Physics under the
late Professor Rosa at Livorno»1.
In un certo senso Marconi compì un percorso simile alla
pratica di bottega che formò i grandi pittori, scultori e
liutai rinascimentali, nella quale le abilità sperimentali
del Maestro vengono assorbite dal giovane praticante;
l’aspetto originale è tuttavia che egli rappresentò
contemporaneamente anche uno dei primi esempi di
fisico (di successo) dell’era moderna che di fatto segue
un percorso di alta specializzazione disciplinare, lontano
dall’approccio onnisciente della Fisica Generale in auge
fino ai suoi tempi.
Anche se la matematica conosciuta da Marconi, per quel
che è dato sapere, non gli consentì di trarre vantaggio
per i suoi esperimenti dall’incantevole intelaiatura
astratta e formale delle Equazioni di Maxwell (pubblicate
nel trattato «A Treatise on Electricity and Magnetism» nel
1873), egli ebbe il grande merito di intravvedere e
intuire, prima di ogni altro, un’applicazione pratica dei
primi successi sperimentali che successivamente
Heinrich Rudolph Hertz ottenne sulla base delle
anticipazioni teoriche di James Clerk Maxwell, che erano
invece frutto di una pura speculazione astratta. Hertz
dimostrò, col suo oscillatore, l’esistenza delle onde
elettromagnetiche preconizzate da Maxwell; nel corso di
questi esperimenti egli verificò sperimentalmente la
possibilità di una trasmissione a distanza delle onde
Hertziane, realizzando una trasmissione senza fili tra un
dispositivo generatore di onde elettromagnetiche ad
elevatissima frequenza e un dispositivo ricevitore posto a
breve distanza dal primo, all’interno dello stesso
laboratorio.
È opportuno però ricordare che egli non fu in grado di
controllare la distanza di queste trasmissioni, che si
pensava non potesse superare gli spazi di un laboratorio,
e men che meno gli eventuali ostacoli frapposti tra
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trasmettitore e ricevitore.
Il profondo significato fisico delle equazioni di Maxwell
venne però interiorizzato da Marconi, che comprese la
portata innovativa della visione maxwelliana delle onde
Hertziane, la quale stabilisce la sostanziale identità tra
fenomeni ondulatori elettromagnetici e fenomeni
luminosi. La sua sagacia sperimentale, galvanizzata dai
successi di Hertz, gli consentì di stabilire le prime
trasmissioni a distanze significative (esperimenti fatti a
Villa Griffone), utilizzando come trasmettitore un
dispositivo basato sull’oscillatore di Augusto Righi (simile
a quello di Hertz, ma funzionante a frequenze più
elevate) e come ricevitore il coesore, introdotto da
Temistocle Calzecchi-Onesti e successivamente
perfezionato da Edouard Branly. Ma il vero successo fu
soprattutto quello di mettere in contatto trasmissivo due
punti che non erano in contatto ottico, la qual cosa era
considerata semplicemente impossibile dagli scienziati
dell’epoca, proprio sulla base dell’interpretazione ottica
nel comportamento delle onde elettromagnetiche, che si
potevano propagare, come i raggi di luce, solo in linea
retta. È ragionevole immaginare che il famoso colpo di
fucile che Marconi udì come prova dell’avvenuta
trasmissione oltre la collina dei Celestini, lo abbia dotato
della forza d’animo e della fede incrollabile necessari per
poter organizzare e condurre qualche anno più tardi,
nello scetticismo più generale degli scienziati più
accreditati del tempo (quali ad esempio Lord Rayleigh e
Henri Poincaré) l’esperimento che lo fece entrare
definitivamente nella storia come l’inventore della
telegrafia senza fili, e cioè la trasmissione transoceanica
di tre punti (una s nell’alfabeto Morse), avvenuta il 12
dicembre del 1901 tra la stazione trasmittente di Poldhu,
in Inghilterra, e la stazione ricevente di St. John’s, situata
nell’isola canadese di Newfoundland.
LA TRASMISSIONE TRANSOCEANICA
Analizzando la questione a posteriori si può affermare
che il suo clamoroso successo si basò su due elementi
oggettivi: il primo fu la sua fiducia nella possibilità di
superare gli ostacoli, e quindi anche la curvatura
terrestere, con le onde elettromagnetiche; ciò era
suffragato dal buon esito dei primi esperimenti di
trasmissione in mancanza di visibilità ottica. Il secondo
elemento fu che Marconi, nella sua corsa verso la
copertura di distanze sempre maggiori, riscontrò
sperimentalmente la prima legge empirica che
consentiva di fare una previsione sulla distanza raggiunta
dalla trasmissione, la cosiddetta Legge di Marconi, che
mette in proporzione detta distanza con il quadrato
1. Nel delineare la storia del mio interesse per la Radio-telegrafia, potrei dire che
non ho mai studiato fisica o elettrotecnica in modo regolare, anche se da ragazzo
mi ha profondamente interessato a questi argomenti. Ho avuto modo comunque
di frequentare un corso di lezioni sulla Fisica tenuto dal compianto Prof. Rosa a
Livorno.
Nuova Secondaria - n. 8 2011 - Anno XXVIII
dell’altezza del dispositivo trasmittente da lui chiamato
«antenna». Anche se l’antenna dipolare era già stata
introdotta da Rudolph Hertz durante i suoi esperimenti,
Marconi la modificò realizzando la popolare antenna
Marconiana in quarto d’onda (il conduttore metallico teso
a mezza’aria e collegato con l’ingresso del ricevitore), e
seppe soprattutto renderla operativa, stabilendo una
legge quantitativa che gli consentisse di fare previsioni
affidabili sulla portata delle trasmissioni.
Se dunque Maxwell introdusse in forma astratta il campo
delle onde elettromagnetiche, ed Hertz ne verificò
sperimentalmente l’esistenza, Marconi riuscì
nell’impresa di imbrigliarle e dominarle, trovando il
modo di imprimere in esse un contenuto informazionale
che potesse essere trasmesso oltre ogni oceano.
La trasmissione di un segnale elettromagnetico a 3400
km di distanza costituiva però un vero rompicapo per gli
scienziati dell’epoca, sciolto in parte solo dall’ingegno
dell’illustre fisico tedesco Arnold Sommerfeld, il quale
dimostrò che la propagazione di un’onda
elettromagnetica poteva essere guidata da un
conduttore. Successivamente Jonathan Zenneck,
applicando alla superficie terrestere le caratteristiche di
conducibilità elettrica che le sono tipiche, teorizzò
l’esistenza dell’onda superficiale terrestre. Secondo questo
modello la crosta terrestre si comporta similmente a un
conduttore, convogliando un’onda di superficie che può
raggiungere anche ragguardevoli distanze se la
frequenza è sufficientemente bassa (onde lunghe).
Tuttavia sembra oggi assodato che la trasmissione
transoceanica del dicembre del 1901 non fu realizzata su
onde lunghe, ma sfruttò un fenomeno all’epoca ignoto,
cioè la riflessione ionosferica ipotizzata nel 1902 da
Arthur Kennelly e Oliver Heaviside; essa venne
definitivamente dimostrata solo nel 1924 da Edward
Appleton, che per questo motivo conseguì il premio
Nobel nel 1947.
Poiché le innovazioni portate da Marconi furono
veramente eclatanti, soprattutto se si pensa che realizzò
la storica trasmissione transoceanica a 27 anni, con una
preparazione da autodidatta e nello scetticismo più
totale delle menti più raffinate di allora, la lezione più
importante che ci insegna il giovane Guglielmo è che
talvolta le facoltà intuitive della mente possono
anticipare le verità scientifiche che con l’astrazione e il
ragionamento matematico si ottengono solo in un
secondo momento. Ovviamente l’idea innovativa deve
essere sostenuta da un adeguato riscontro teorico,
altrimenti si sconfina in un empirismo alchimista,
mentre la successiva verifica sperimentale conclude il
percorso obbligato che porta a ogni progresso dottrinale.
Considerato il momento critico e di svolta per la Scuola e
l’Università italiane, può essere utile ricordare le parole
di Marconi sull’impatto della scienza nella nostra società:
«Il tempo in cui la scienza era considerata come un lusso
Nuova Secondaria - n. 8 2011 - Anno XXVIII
Guglielmo Marconi
(Bologna, 25 aprile
1874 - Roma,
20 luglio 1937).
e una soddisfazione dello spirito è passato per sempre.
Mai come ora la ricerca scientifica è divenuta necessaria
per l’economia, per la vita sociale, per la difesa del
Paese».
LA STATURA MORALE
Non meno importante è peraltro la statura morale di
Marconi, che nel discorso pronunciato durante il
banchetto organizzato in suo onore a New York, per
festaggiare la prima trasmissione transoceanica, parlando
delle sue scoperte usò, a detta del New York Times, «parole
così modeste, così spoglie da qualsiasi esagerazione volta
a fini commerciali, così generose nel riconoscere il
debito verso gli scienziati pionieri della ricerca lungo
tracce da lui seguite, così franche nel rendere merito ai
vivi e ai morti, e tuttavia così caute nel preannunciare
quali saranno gli sviluppi dell’opera che sta
conducendo...». D’altra parte non va dimenticato che la
spinta alla sua ricerca ossessiva di una trasmissione che
potesse superare la curvatura terrestere era data dall’idea
di poter, con questa sua tecnologia innovativa, portare un
giorno soccorso ai numerosi naviganti che solcavano le
rotte transoceaniche. Cosa che del resto avvenne
effettivamente in occasione del naufragio dei piroscafi
Republic e Titanic. Intervistato in occasione del recupero
dei 705 superstiti del Titanic ebbe a dire «Valeva
veramente la pena di lavorare e di soffrire perché questi
uomini potessero essere strappati alla morte». In tal
senso Marconi coglie pienamente lo spirito del monito di
Jacques-Bénigne Bossuet: «Malheur à la science qui ne se
tourne pas à aimer»2.
Francesco Fabris - Università di Trieste
2. Guai alla scienza che non si volge ad amare!
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