l. La nascita della telegrafia: Claude Chappe in Francia
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Poco più di duecento anni fa, nel 1795, in piena Rivoluzione Francese, un giovanissimo Napoleone Bonaparte (1769-1821), ebbe la meglio sui rivoltosi usando con gran competenza l'artiglieria; tale evento avrebbe segnato l'inizio della sua ascesa al potere e già pochi mesi dopo, da generale, avrebbe assunto il comando dell'armata d'Italia. Ma in quello stesso anno due uomini stavano lavorando per mettere in funzione i primi sistemi di telecomunicazione della storia dell'umanità: un fisico francese, Claude Chappe (1763-1805) pubblicava in Francia il primo manuale di codifica dei messaggi trasmessi lungo la sua linea telegrafica in funzione tra Parigi e Lilla e uno studioso svedese, Abraham Nicias Edelcrantz (1754-1821) iniziava in Finlandia i lavori di realizzazione della sua prima linea tra il centro di Stoccolma e la fortezza di Vaxholm.
Il primo a dare inizio a questo tipo di comunicazioni fu Claude Chappe, che dopo aver cercato un sistema finalizzato a individuare i fenomeni elettrici idonei per costruire un trasmettitore di impulsi a distanza, rivolse l'attenzione ad un sistema di comunicazione ottico: nel marzo dei 1791 diede dimostrazione pubblica di un sistema composto da due stazioni ad una distanza di sedici chilometri: le stazioni erano costituite da due grandi orologi a pendolo e da due pannelli dipinti di bianco su un lato e di nero su quello opposto; i quadranti degli orologi erano suddivisi in dieci settori al fine di indicare dieci differenti cifre; una singola lancetta compiva due giri ogni minuto sui settori dei quadrante e la stazione trasmittente ruotava il proprio pannello dal lato bianco a quello nero ogni volta che la lancetta del ricevente aveva raggiunto il settore corrispondente alla cifra da trasmettere. Il ricevente leggeva direttamente tale cifra sul settore del quadrante indicato in quel momento dalla lancetta dei proprio orologio e la interpretava attraverso una codifica stabilita a priori che associava numeri a lettere, parole o frasi permettendo così la trasmissione di messaggi complessi.
La prima comunicazione richiese circa quattro minuti e la frase trasmessa recitava: "Si vous réussissez vous serez bientót couvert de gloire"(se riuscirete sarete presto coperto di gloria); la velocità di trasmissione, diremmo noi oggi, fu di appena 1,76 bites al secondo, ma era pur sempre la prima comunicazione a distanza nel senso moderno dei termine.
Chappe battezzò il suo sistema, con un po' di ironia, tachigrafo, letteralmente "scrittore veloce", e decise che tale sistema di comunicazione a distanza potesse di buon grado essere proposto al governo francese per un impiego nazionale: erano gli anni della rivoluzione francese e dei primi governi della nuova repubblica che non tardò a prendere seriamente in considerazione il progetto di Chappe per costruire linee di comunicazione ottica.
In tale occasione venne anche considerata l'opportunità di modificare il nome dato da Chappe alle sue linee di comunicazione; veniva così coniato il termine telegrafo, cioè, "scrittore a distanza": era iniziata l'era delle comunicazioni su grandi distanze; era iniziata l'era della telegrafia.
Nell'estate di quello stesso anno, dopo alcune comunicazioni sperimentali nelle quali Chappe mise a punto un nuovo tipo di trasmettitore, venne istituito il Telegrafo di Stato e costruita la prima linea telegrafica tra Parigi e Lilla: la distanza coperta era di 190 chilometri.
Il nuovo dispositivo ottico abbandonava gli orologi a pendolo e funzionava in base a codifiche di tipo completamente diverso: il semaforo era costituito da una trave centrale, detta regolatore, con alle estremità altre due travi più piccole, dette indicatori. Ogni trave, sia il regolatore che gli indicatori, erano liberi di ruotare seguendo incrementi di quarantacinque gradi ciascuno; questo sistema offriva 256 differenti posizioni, ovvero era un semaforo in grado di comunicare centinaia di simboli. Chappe venne nominato ingegnere telegrafico e gli venne assegnato uno stipendio mensile per i suoi servigi presso il Telegrafo di Stato.
Rispondi alle seguenti domande:
Chi era Chappe? In che epoca visse? Perché è passato alla storia?
Come funzionava il suo marchingegno passato alla storia come tachigrafo? Cosa vuol dire? Cosa vuol dire invece telegrafo? Quali differenze ci sono tra i due dispositivi?
2. La nascita della telegrafia: Abraham Nicias Edelcrantz in Svezia
La linea tra Parigi e Lilla entrò in funzione nell'agosto 1794 e prestò servizio alla repubblica riportando le notizie in tutta Europa: persino a Stoccolma, alla corte di Gustavo IV. Presso la corte svedese vi era un aristocratico, Abraham Nicias Edelcrantz, già membro dell'Accademia svedese di Lettere ed Arti ed interessato agli studi sull'elettricità. Affascinato dall'idea di Chappe, ma privo dei necessari dettagli tecnici a causa della scarsa reperibilità in Svezia di tali informazioni, si decise a costruire per proprio conto un analogo sistema di comunicazione telegrafica.
Il suo sistema era costituito anch'esso da una trave centrale ma fissa; agli estremi comparivano due indicatori liberi di ruotare tra quattro posizioni possibili. Il telegrafo di Edelcrantz aveva così solamente sedici configurazioni per altrettanti simboli; era un sistema limitato ma pur sempre utile allo scopo di trasmettere messaggi a distanza.
La prima comunicazione pubblica si svolse di fronte al re nel novembre 1794 e copriva una distanza di 12 chilometri utilizzando tre stazioni attraverso il centro di Stoccolma. Nel gennaio 1795, su ordine dei re, Edelcrantz iniziava la costruzione della prima linea reale svedese dalla chiesa di Santa Caterina, in Stoccolma, al castello di Vaxholm, per una distanza di 35 chilometri.
Intanto, Chappe pubblicava in Francia il primo manuale di codifica dei segnali trasmessi nelle sue linee telegrafiche: il manuale conteneva l'incredibile numero di 8464 differenti messaggi che era possibile trasmettere con una linea telegrafica inviando coppie di segnali interpretati attraverso una ingegnosa decodifica.
Avendo notato le difficoltà durante le trasmissioni dovute all'erroneo riconoscimento di quei segnali corrispondenti a posizioni dei regolo o degli indicatori simili fra loro, Chappe era giunto ad assumere solamente le posizioni dei regolo che lo prevedevano orizzontale oppure verticale ed aveva escluso le posizioni degli indicatori che li vedevano posti come prolungamento dei regolatore centrale: riduceva così a soli 98 i possibili segnali che un semaforo era in grado di trasmettere.
Per arrivare allora alla cifra di 8464 messaggi, avendo a disposizione solamente 98 segnali, Chappe aveva adottato un manuale di codici composto da 92 pagine contenenti ciascuna 92 righe; venivano trasmessi due segnali, uno corrispondente al numero di una pagina e l'altro a quello di una riga, ed il sistema aveva così una capacità di 8464 differenti messaggi. Il numero di segnali era stato ulteriormente ridotto da 98 a 92 per eliminare possibili configurazioni che potevano ingenerare errori di comunicazione.
Nel 1796 anche Edeicrantz pubblicò un libro sulla telegrafia ma questo non era solamente un manuale di codici, bensì un testo più generale: Trattato sui Telegrafi. Inoltre stava sviluppando un nuovo tipo di semaforo completamente diverso da quello di Chappe e un po' più vicino ai metodi di codifica dell'informatica dei giorni nostri.
Il nuovo dispositivo non era costituito da travi rotanti, bensì da nove palette disposte lungo tre file verticali ed una decima in cima a tutte; ogni paletta poteva assumere solamente due posizioni, dette aperta e chiusa: aveva cioè messo a punto una codifica binaria dell'informazione.
Con questo semaforo, Edelcrantz aveva a disposizione 1024 possibili segnali da trasmettere attraverso le possibili configurazioni delle palette e, come aveva fatto Chappe, associò a ciascun segnale o configurazione un particolare messaggio cifrato in modo da poter trasmettere velocemente anche messaggi composti da molte parole. Con tali semafori vennero costruite nel 1797 due nuove linee: la prima fra Stoccolma e Fredricsborg e la seconda fra Grisiehamn ed Eckeró.
Rispondi alle seguenti domande:
Come era fatto un telegrafo secondo gli studi di Edelcrantz? Qual è lo scopo di trasmettere attraverso la telegrafia?
Come era composto il Trattato di Chappe? E quello di Edelcrantz? Quale era il dispositivo più vicino ai giorni nostri?
3. Ulteriori progressi: verso l'Ottocento.
Nel 1798 Chappe raggiungeva Strasburgo, al confine orientale della repubblica francese, e in quegli stessi anni veniva anche costruita una linea per connettere Parigi con la base navale di Brest, nell'estrema punta occidentale della Francia. L'anno dopo, la rete francese di Chappe, di gran lunga più estesa di quella svedese di Edelcrantz, si serviva di 150 stazioni telegrafiche che coprivano ormai centinaia di chilometri e l'ingegnere aveva pubblicato altri due volumi di codifica portando così a 25392 le differenti voci che era possibile trasmettere con i suoi telegrafi.
Nel 1801 Napoleone, diventato Primo Console, avendo intenzione di invadere l'Inghilterra, affidò a Abraham Chappe, fratello di Claude, il compito di sviluppare un telegrafo ottico sull'acqua, in modo da poter connettere, dopo la conquista, le linee telegrafiche inglesi alla rete francese. Nel frattempo Edelcrantz, che aveva già realizzato un telegrafo sull'acqua per collegare Eckeró nelle isole Aland, costruiva una linea fino ad Helsinborg, verso la Danimarca.
L'idea francese di collegamento telegrafico attraverso la Manica non ebbe però seguito poiché nel 1802 venne siglata la pace di Amiens che segnava la fine delle ostilità tra Napoleone e l'Inghilterra: era la fine dei progetto di un telegrafo ottico sulla Manica ma per Napoleone era il trionfo riconosciutogli dalla repubblica con il titolo di console a vita.
Tuttavia Napoleone non abbandonò il sogno di conquistare l'Inghilterra dopo la pace di Amiens; anzi, per anni coltivò tale desiderio mantenendo in funzione a Boulogne un'armata di 120.000 uomini pronti ad invadere l'Inghilterra attraverso le navi della flotta francese ma queste non riuscirono mai a forzare il blocco di quelle inglesi che sorvegliavano La Manica.
Nel 1804, lo stesso anno dell'auto incoronazione ad imperatore, Napoleone ordinò la costruzione della linea più lunga dei Telegrafo di Stato: 720 chilometri che da Parigi collegavano Torino attraverso Digione e Lione.
Fu l'apogeo della carriera di Claude Chappe: era il direttore della rete di telecomunicazioni più grande d'Europa, la cui espansione seguiva quella dell'impero di Napoleone lungo quattro direttrici che partendo da Parigi andavano in direzione di Lilla, di Strasburgo, di Brest e di Torino ma, come spesso accade in questi casi, alla fama ed alla responsabilità conseguenti la posizione, seguì un periodo di malumore.
L'invidia dell'ambiente in cui lavorava lo faceva vivere nel sospetto che qualcuno lo volesse scavalcare nella notorietà e nella paternità dell'invenzione. Verso la fine dell'anno venne colto da malore e cadde vittima dell'idea che si fosse compiuto un attentato alla sua persona; dopo mesi di convalescenza, mai ripresosi dalla depressione, si tolse la vita a Parigi il 23 gennaio del 1805. Nonostante la morte del primo ingegnere telegrafico della storia, la realizzazione di nuove linee ed il loro impiego, soprattutto per scopi militari, continuò sotto l'altrettanto abile direzione dei fratelli di Claude.
Analogamente, sebbene in forma più modesta, anche la fama di Edelcrantz aumentò in seguito alla realizzazione delle linee di comunicazione: nel 1808 venne definita formalmente l'istituzione Telegrafica Reale Svedese ed Edelcrantz ne fu nominato direttore. In più, la pubblicazione del Trattato sui Telegrafi e la traduzione dell'opera in lingua francese e tedesca gli avevano procurato la nomina a membro dell'Accademia svedese delle Scienze.
Nel 1809 la rete di Edelcrantz aveva un'estensione di 200 chilometri e copriva quasi completamente la Finlandia, allora in territorio svedese, ma gli impianti finlandesi non vennero adeguatamente sfruttati e, caduti in disuso, segnarono la fine della carriera di Edelcrantz che, morto nel 1821, non ebbe la soddisfazione di veder rivalutato il proprio lavoro.
Nel frattempo, in Francia, Napoleone aveva potuto godere di un'altra applicazione delle idee della famiglia Chappe: aveva commissionato ad Abraham un telegrafo mobile che era possibile montare sul campo, in quanto costituito da una tenda con l'aggiunta di un'impalcatura per le trasmissioni. Anche dopo la caduta di Napoleone, la rete di telecomunicazione a segnalamento ottico francese continuò ad espandersi funzionando per quasi tutto il diciannovesimo secolo.
Rispondi alle seguenti domande.
Tra la fine del settecento e gli inizi dell'Ottocento quali furono i progressi compiuti da Chappe e da Edelcrantz? Come si inseriscono le vicende storiche napoleoniche nella storia dei due scienziati?
Come morì Chappe? Chi aiutò lo scienziato nelle sue ricerche? Di quale grande scoperta si rese protagonista Abraham Chappe?
4. Il telegrafo elettromagnetico
La tecnologia del telegrafo elettromagnetico, che negli Stati Uniti ed in Inghilterra cominciò a farsi strada attorno al 1837, stentò ad introdursi in Francia proprio a causa dell'enorme estensione della rete di Chappe. Ecco perché il primo telegrafo elettromagnetico venne installato lungo la linea telegrafica ottica tra Parigi e Lilla solamente nel 1846; inoltre l'influsso della telegrafia Chappe era talmente forte che il dispositivo utilizzato, messo a punto da Alphonse Foy e da Abraham Louis Breguet, riproduceva le posizioni dei semafori di Chappe.
Solo così la rete telegrafica ottica francese continuò la sua espansione raggiungendo la massima estensione nel 1852: 556 stazioni, disposte su linee di telecomunicazione che coprivano, complessivamente, la distanza di 4800 chilometri impiegando oltre 3000 addetti. Il fenomeno non fu solo francese; in effetti analoghe reti a segnalamento ottico si erano riprodotte, durante la prima metà dei secolo, in quasi ogni paese europeo.
In Inghilterra, entro il 1820, vennero inaugurate alcune linee che partivano da Londra per raggiungere Portsmouth, Plymouth, Yarmouth e Deal.
In Germania si installarono linee tra Berlino e Cobienza a partire dal 1832; nel resto dell'Europa si aggiunsero linee tra Amburgo ed Altona e tra Berna e Bremerhaven.
Comunque, nel corso della seconda metà del secolo, i telegrafi a segnalamento vennero smantellati per essere rimpiazzati da quelli di tipo elettromagnetico.
La rete di telegrafia ottica che sopravvisse più a lungo fu proprio quella svedese, sebbene avesse subito un arresto ed un disuso precoce di circa venticinque anni. Nel 1836 venne rimessa in funzione la linea Stoccolma-Vaxholm e la rete di Edelcrantz ricominciò a crescere di dimensioni sino al 1854.
L'introduzione dei telegrafo elettromagnetico bloccò lo sviluppo della rete ma, per anni, in Svezia continuarono a convivere stazioni telegrafiche ottiche accanto a quelle di nuova concezione; ad esempio, nel 1864 esistevano 24 stazioni telegrafiche ottiche e 174 stazioni telegrafiche elettriche: in particolare, il telegrafo ottico veniva ancora impiegato dove era difficile posare i cavi elettrici.
Solamente nel 1881 vennero smantellate le ultime tre stazioni telegrafiche svedesi a segnalamento ottico ed è curioso notare come questa data sia di appena tredici anni anteriore rispetto a quell'autunno 1894 durante il quale il giovanissimo Marconi iniziava a Pontecchio i suoi primi esperimenti con le onde elettromagnetiche: questo breve lasso di tempo mostra l'importanza che le reti di telegrafia a segnalamento ottico hanno avuto, soprattutto in Europa, nello sviluppo delle telecomunicazioni.
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Cosa si intende per telegrafo elettromagnetico? Dove si diffuse più ampiamente? Dove con maggiore resistenza? Cosa ne fu del telegrafo di Chappe?
Come spieghi il collegamento tra gli esperimenti di Chappe e quelli di Marconi? Pensi che Marconi debba qualcosa alle scoperte di Chappe? Perché?
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