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    Pezzi di storia

I primi esperimenti di Marconi
di Giancarlo Corazza

if, Fondazione IBM Italia – 2/1994

Nel centesimo anniversario della nascita di Guglielmo Marconi, nel 1974, la ERI (Edizioni RAI Radio-televisione Italiana) pubblicò un libro intitolato Marconi ritratto cento anni dalla nascita. In tale libro Alessandro Banfi, per vent'anni direttore delle costruzioni dell'EIAR (Ente Italiano Audizioni Radiofoniche, poi divenuto RAI Radiotelevisione Italiana) scriveva sotto il titolo "La storia della radio in sintesi cronologica" le seguenti, testuali parole: "1895. E' l'anno cruciale della radio. Almeno quattro persone: Branly, Lodge, Popov e Marconi, stanno contemporaneamente sperimentando sulla propagazione delle onde elettriche ed utilizzando l'unico rivelatore disponibile, il coherer, ma con finalità nettamente diverse. Branly si limita ad esperienze di laboratorio. Alessandro Popov della Scuola Imperiale di Kronstadt riceve e registra le onde elettriche emesse da scariche atmosferiche di temporali lontani, Marconi cerca di utilizzare le onde elettriche per trasmettere dei messaggi telegrafici alla maggiore distanza possibile, fino ad allora limitata a qualche decina di metri".
Se a queste parole si aggiunge che l'interesse di Lodge era limitato ad una attività didattica, sia pure ad alto livello e che Augusto Righi, all'Università degli Studi di Bologna, si occupava dell'ottica delle oscillazioni elettriche, si ha un quadro esatto di quella che nel 1895 era la situazione delle attività derivate dalla teoria enunciata dall'inglese Maxwell nel 1873 e dalle sperimentazioni fatte dal tedesco Hertz nel 1888.
Il più giovane dei quattro ricercatori citati da Banfi, Guglielmo Marconi, era nato a Bologna nel 1874 e, nonostante la giovanissima età, era da tempo un appassionato cultore dello studio dei fenomeni elettromagnetici. Egli tuttavia: "Non aveva seguito un regolare corso di studi in fisica o elettrotecnica", come ancora oggi si legge nel testo della conferenza da lui tenuta nel 1909 alla Royal Academy of Sciences di Stoccolma, quando gli venne assegnato il Premio Nobel per la fisica. Sempre nella stessa occasione egli, con riferimento alla preparazione da lui posseduta all'epoca dei suoi primi esperimenti aggiunge: "Io tuttavia avevo seguito un corso di lezioni di fisica impartitemi dallo scomparso professor Rosa a Livorno ed ero abbastanza bene informato circa le pubblicazioni di quel tempo che trattavano di argomenti scientifici comprendendo i lavori di Hertz, Branly, e Righi".

coherer coherer

Anche se non è certo, è molto probabile che tra le letture citate sia da annoverare il resoconto di una conferenza che Oliver Lodge tenne alla Royal Institution di Londra, nel 1894, cinque mesi dopo l'inaspettata morte di Hertz (avvenuta, all'età di trentasei anni, il primo giorno dell'anno 1894) e che Marconi abbia avuto modo di scambiare informazioni in alcuni incontri che ebbe con il professor Augusto Righi, docente di fisica all'Università degli Studi di Bologna.
La sede della sua attività era Villa Griffone situata nel comune di Praduro e Sasso (oggi Sasso Marconi), nelle immediate vicinanze di Bologna, residenza di campagna della famiglia di Giuseppe Marconi composta, oltre che dal titolare, dalla moglie irlandese Annie Jameson e dai due figli Alfonso e Guglielmo. Quando Guglielmo chiese alla madre un locale nel quale collocare i suoi strumenti, essa gli indicò la "stanza dei bachi", cioè un granaio all'ultimo piano di Villa Griffone nel quale sino ad allora erano stati allevati i bachi da seta.
Nell'inverno fra il 1894 ed il 1895 il giovane Marconi intraprese, in questo laboratorio, una serie di sperimentazioni che lo portarono a familiarizzarsi con quanto fatto dagli altri studiosi nel campo della fisica. All'avvicinarsi della primavera del 1895 Marconi si affacciò con le sue apparecchiature trasmittenti da una delle finestre di Villa Griffone e pose quelle riceventi al di fuori del fabbricato, onde aumentare la distanza fra i due sistemi. Nella mente del geniale inventore era sorta, in occasione di una visita al Santuario di Oropa, in Piemonte, l'idea di trasmettere informazioni "a grande distanza" mediante onde elettromagnetiche, per cui egli necessitava di spazi più ampi di quelli della pur grande "stanza dei bachi".
Peraltro la distanza che Marconi riusciva a superare con le apparecchiature usate sino a quel momento (che, si ricordi, erano dello stesso tipo di quelle impiegate dagli altri ricercatori) si rivelò assai modesta ed inoltre l'elemento sensibile del ricevitore, che era un dispositivo già usato dall'italiano Calzecchi Onesti e dal francese Branly (si trattava di un tubetto di vetro ripieno di particelle metalliche, la cui resistenza al passaggio della corrente elettrica diminuiva enormemente quando una scintilla elettrica scoccava nelle sue vicinanze), era "aleatorio ed inaffidabile per un lavoro pratico" (si noti come questa frase, anch'essa contenuta nella conferenza prima citata, metta in evidenza come Marconi abbia sempre mirato all'applicazione pratica dei fenomeni che studiava).

foto 1 Marconi e i suoi assistenti, Kemp e Paget, a San Giovanni di Terranova in occasione del primo collegamento transatlantico, 1901

Pertanto egli si vide immediatamente costretto ad apportare modifiche e aggiunte agli apparati allora conosciuti, utilizzando alcuni componenti nei quali noi oggi riconosciamo il contributo essenziale e determinante dato da lui alla nascita di un sistema atto a trasmettere informazione a distanza senza l'interposizione di mezzi materiali (all'epoca si diceva soltanto "senza fili", oggi si dovrebbe aggiungere "senza guide d'onda" e "senza fibre ottiche").
Ed è così che Marconi fu quasi costretto ad inventare l'antenna, cioè un sistema materiale in grado di sfruttare al massimo la potenzialità del trasmettitore e del ricevitore da lui utilizzati, nonché a migliorare le prestazioni dell'elemento sensibile del ricevitore (per inciso, tale dispositivo era stato denominato radio-conducteur da Branly, ma successivamente fu quasi sempre indicato col nome di coherer, dalla denominazione di cohesion che Lodge aveva dato del fenomeno sul quale esso si basava; la parola radio rimase, ma con un significato ben più ampio, a caratterizzare tutto un insieme di fenomeni e di applicazioni).
In una conferenza tenuta alla Royal Institution di Londra il 13 giugno 1902, dal titolo Il progresso della telegrafia elettrica attraverso lo spazio, Marconi così descrive gli apparati utilizzati nei suoi primi esperimenti: "Il trasmettitore consiste in una forma modificata dell'oscillatore di Hertz la cui principale caratteristica consiste nell'avere una sfera dello spinterometro collegata a terra e l'altra connessa ad un'ampia capacità sopraelevata o ad un filo quasi verticale. Le due sfere sono inoltre collegate agli estremi dell'avvolgimento secondario di una bobina di induzione o trasformatore. Il ricevitore consiste in un coherer inserito in un circuito contenente una pila ed un relè sensibile, che chiude un altro circuito, il quale a sua volta mette in azione un vibratore o dicoesore. Un estremo del tubo, o coherer, è collegato a terra e l'altro ad un conduttore isolato, preferibilmente terminante in una ampia superficie di capacità simile a quella impiegata alla stazione trasmittente".
Nella conferenza di Stoccolma egli precisa che il suo coherer: "Consisteva in una limatura di nickel ed argento collocata in un piccolo spazio fra due elettrodi di argento, all'interno di un tubo", di vetro, quasi sicuramente da lui stesso soffiato. Sempre in tale conferenza Marconi afferma che il nuovo dispositivo era "notevolmente sensibile ed affidabile" e che il miglioramento delle sue prestazioni "insieme con l'inserimento del coherer in un circuito accordato sulla lunghezza d'onda della radiazione trasmessa" gli permetteva di "estendere a circa un miglio" la massima distanza alla quale il ricevitore continuava a reagire al segnale trasmesso.
Allo scopo di sottolineare la vastità della sperimentazione marconiana ed il suo costante orientamento applicativo, è interessante osservare che nel discorso di Stoccolma, Marconi fa, a questo punto, cenno al fatto che sempre nelle medesime circostanze egli era riuscito a telegrafare sino ad una distanza di circa mezzo miglio inserendo "il coherer in un circuito contenente una cella voltaica ed un sensibile relè telegrafico" che a sua volta agiva su di un circuito contenente uno strumento registratore. In tal modo "per mezzo di un tasto telegrafico inserito in uno dei circuiti dell'oscillatore o del trasmettitore era possibile emettere successioni lunghe o brevi di onde elettriche, che agivano a distanza sul ricevitore e riprodurre fedelmente i caratteri telegrafici trasmessi attraverso lo spazio dall'oscillatore".

foto 2 Marconi a Londra nel 1897

Egli poi prosegue dicendo: "Alcuni ulteriori miglioramenti furono ottenuti usando dei riflettori sia con il trasmettitore sia con il ricevitore, utilizzando in questo caso un oscillatore di Righi", ma aggiunge subito dopo, "questo arrangiamento rendeva possibile inviare i segnali in una definita direzione, ma non funzionava se colline o grandi ostacoli si frapponevano fra il trasmettitore ed i ricevitori". Da quanto ora riportato si deduce che sin da allora Marconi provò ad utilizzare sistemi direttivi (quei sistemi che molto tempo dopo egli chiamò sistemi "a fascio") alle elevate frequenze che un oscillatore di Righi, senza le capacità o i fili da lui aggiunti negli altri apparati, riusciva a generare, scontrandosi però con la difficoltà derivante dalla eventuale presenza di ostacoli sul cammino di onde elettromagnetiche che essendo di frequenza elevata tendevano a comportarsi come la luce. Evidentemente, proprio a causa di tale proprietà, frequenze di lunghezza d'onda molto corta non potevano interessare, a quel tempo, Marconi che voleva comunicare a grandi distanze, mentre erano fondamentali per Augusto Righi che indagava su L'ottica delle oscillazioni elettriche, come testimonia il suo libro recante questo titolo.
Ritornando a parlare degli esperimenti che portavano ai risultati più incoraggianti, Marconi entra poi nel vivo di quanto maggiormente interessa ai fini della priorità nell'invenzione della radio, intesa come "trasmissione di segnali intellegibili per mezzo di onde elettromagnetiche a propagazione non guidata". Ecco le sue parole: "Nell'agosto 1895 io sperimentai un nuovo arrangiamento che non solo aumentò grandemente la distanza alla quale io potevo comunicare ma che sembrava anche rendere la trasmissione indipendente dagli effetti di ostacoli interposti. Questo arrangiamento consisteva nella connessione di un terminale dell'oscillatore hertziano, o generatore di scintilla a terra e dell'altro terminale a un filo o capacità posta alta sul terreno, così come al lato ricevente un terminale del coherer era messo a terra, mentre l'altro era collegato ad un conduttore sopraelevato.
Io allora cominciai ad esaminare la relazione esistente fra la distanza alla quale il trasmettitore poteva influire sul ricevitore e l'altezza delle capacità sul terreno e mi resi immediatamente conto che tanto più elevati erano i fili o le capacità e tanto maggiore era la distanza alla quale si riusciva a telegrafare".
La distanza fra trasmettitore e ricevitore aumentò di giorno in giorno, grazie ai nuovi accorgimenti, sino a che l'aiutante di Marconi, che provvedeva a spostare in avanti il ricevitore, via via che il segnale in arrivo si andava rinforzando, non venne a trovarsi a ridosso di una collinetta detta "dei Celestini', a poco più di un miglio di distanza da Villa Griffone. Era quell'ostacolo naturale, insormontabile per un segnale luminoso, il vero banco di prova per le speranze che Marconi aveva di comunicare a distanza mediante onde elettromagnetiche; infatti se la collina dei Celestini non fosse stata superabile dal segnale emesso a Villa Griffone, tutte le "certezze" del giovane bolognese non sarebbero state niente di più di "una grande illusione".
Ancora oggi, ripensando a quei momenti, non si ha difficoltà ad immaginare l'emozione di chi decise, allora, di tentare quello che in precedenza non era mai stato tentato. Portato il ricevitore al di là della collina, tutto doveva procedere come al solito, salvo per quel che riguardava la segnalazione, dal punto ricevente a quello trasmittente, della avvenuta ricezione del segnale convenuto; infatti, poiché i due punti non erano più in visibilità, uno dell'altro, ciò non poteva più essere fatto come in precedenza agitando un fazzoletto fissato in cima ad un palo.
Fu così che in quella occasione la riuscita della trasmissione venne comunicata a Marconi con lo sparo di un colpo di fucile.
Quasi sicuramente un frullo d'ali fece seguito all'eco dello sparo ed il volo di alcuni uccelli spaventati segnò il momento in cui, simbolicamente, è possibile collocare la nascita della "radio", intendendo con tale parola tutto ciò che è connesso ad onde elettromagnetiche di frequenza inferiore alle frequenze ottiche, dalla "radiotelegrafia" alla "radiofonia", dalla "televisione" al "radar", dalla "radiodeterminazione" (radiolocalizzazione e radionavigazione di veicoli terrestri o spaziali) alle "applicazioni medicali" (marconiterapia), dalle "applicazioni industriali" (forni a microonde) alla "radioastronomia".
… Marconi scrisse sul retro di un cartoncino di menù, in occasione di un pranzo in Inghilterra. Su tale cartoncino Marconi, dopo aver trascritto la battuta "I'll put a girdle round the earth in forty minutes" [Metterò una cintura intorno alla terra in quaranta minuti; significa che si muoverà così velocemente che potrà girare intorno alla terra in quaranta minuti] che il folletto Puck pronuncia nel Sogno di una notte di mezza estate di Shakespeare, aggiunse: "I'll put it much quicker than that" [La metterò molto più velocemente] chiaramente significando che a suo avviso la radio avrebbe gettato una cintura attorno al mondo in un tempo assai più breve di quei quaranta minuti che a Puck (e quindi a Shakespeare) dovevano esser sembrati un batter di ciglia. …

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