DE LA CAJA NEGRA DE MARCONI AL AUDIÓN Sungook Hong Prefacio III Agradecimientos VII 1 Óptica Hertziana y telegrafía inalámbrica 9 2 Inventando la invención de la Telegrafía Inalámbrica: Marconi versus Lodge 25 3 Trasplantando la tecnología de potencia a la Telegrafía Inalámbrica: Marconi y Fleming en las señales trasatlánticas. 41 4 Sintonía, interferencias y el Asunto Maskelyne 63 5 Transformando un efecto en un artefacto: La válvula termoiónica 83 6 El audión y la onda continua 105 Epilogo: La creación de la Era de la Radio 127 Apéndice: Teoría del electrón y la “Tierra Buena” en la telegrafía inalámbrica 129 Notas 133 Bibliografía 151 1 2 PREFACIO En 1850 nadie sospechaba las ondas electromagnéticas. En 1860, el físico británico James Clerk Maxwell teorizó la existencia de las perturbaciones electromagnéticas en el éter cuyas longitudes de ondas fueran más largas que la radiación infrarroja. Los seguidores de Maxwell que se conocían como Maxwellianos se concentraron en producir ondas electromagnéticas. En 1882–83, George FitzGerald y Oliver Lodge concluyeron que se podían emitir las ondas electromagnéticas en forma de oscilaciones eléctricas rápidas producidas por la descarga de un condensador o botella de Leyden, pero carecían de un dispositivo adecuado para detectar esta radiación. En 1887–88, mientras Lodge estaba trabajando en el efecto oscilante a lo largo de hilos, el físico alemán Heinrich Hertz, trabajando bajo la influencia de Hermann von Helmholtz, consiguió producir y estabilizar un nuevo efecto de las chispas, que pronto identificó como ondas electromagnéticas. En un año, el Maxwellinano Oliver Heaviside exclamó: “¡No hace tanto que las ondas electromagnéticas no eran nada; ahora están en todo!” (Heaviside 1892, volumen II, pág. 489) Los científicos e ingenieros comenzaron a especular más concretamente sobre la posibilidad de la comunicación inalámbrica, soñada desde hacía mucho tiempo. En 1892, William Crookes ofreció una visión futura de la comunicación inalámbrica en un artículo popular (Crookes 1892). En 1895–97, la telegrafía por ondas Hertzianas era lo bastante práctica para que Guglielmo Marconi la inventara y patentara. El logro de Marconi inspiró a otros; en 1897, por ejemplo, el ingeniero eléctrico británico William Ayrton imaginó un futuro en que cualquiera podría llamar a un amigo “con una voz electromagnética” y el amigo le podría responder “Estoy en el fondo de una mina de carbón, o cruzando los Andes, o en medio del Pacífico” (Ayrton 1897). Pronto los operadores amateurs estaban comunicando por medio de la telegrafía inalámbrica, y en 1910 un joven operador de radio amateur, Edwin Howard Armstrong, anotó por casualidad: “Durante los últimos dos meses he estado llamando a A. P. Morgan con mi 2 KW, pero no me ha captado. Creo que probablemente está fuera de la ciudad ya que he estado escuchando cada noche a su 3 KW desde hace unos meses”. (E. H. Armstrong al Sr. Underhill, 2 Diciembre 1910. Papeles de Armstrong, Universidad de Columbia) Quince años después de la invención de Marconi se había convertido en un medio de comunicación esencial, además de ser un hobby para muchos. La historia popular de la telegrafía inalámbrica es una historia de aventura. Muchos de nosotros, de niños, leímos con admiración la historia del experimento de un joven italiano al que no dio importancia su padre, se trasladó a Gran Bretaña a los 22 años, la rotura accidental de su instrumento por los aduaneros británicos, la “caja secreta” que asombró a famosos científicos británicos, su recepción de los mensajes trasatlánticos con una cometa a la edad de 27 años, y el papel heroico de la telegrafía inalámbrica en el desastre del Titanic. Esta secuela histórica es la historia de la radio, en que David Sarnoff –un emigrante sin estudios que admiraba a Marconi y que comenzó su carrera haciendo trabajos menores en la Compañía American Marconi– finalmente se convirtió en el emperador de la radiodifusión en la RCA. Muchos de nosotros (al menos muchos de los que nacieron antes de la llegada de los ordenadores personales) tuvimos la experiencia de fabricar una radio con un kit que consistía de una bobina, hilos, un fino cristal, y un auricular. Algunos recordarán el sentimiento de asombro cuando captaron las primeras señales con este receptor primitivo. Similares sensaciones fueron experimentadas por los pioneros de la radio. Por ejemplo, en 1934. John Ambrose Fleming, el inventor de la válvula termoiónica (es decir, el diodo de vacío), todavía recordaba cómo se había sorprendido al ver un impresor Morse imprimir un mensaje de Marconi (Fleming 1934, pág. 116). Los primeros avances en las comunicaciones por radio han sido descritos en detalle por Hugo Aitken, pero incluso no intentó probar la sustancia y contexto de la práctica científica y de ingeniería en los primeros años de la radio. En este libro intento rellenar este hueco. Mi aspiración principal es proporcionar un análisis en detalle de la práctica de ingeniería y científica que no son tan sólo experimentales, sino también teóricas. Los ejemplos incluyen la ingeniería práctica en la primera telegrafía inalámbrica de Marconi, Fleming “injertó” la tecnología de la potencia en la telegrafía inalámbrica, la innovación de Marconi de la sintonía 3 representada por su patente de los “cuatro sietes”, la investigación de Fleming en la conductividad unilateral en el efecto Edison, y la invención de Lee DeForest del triodo, también deseo explorar la frontera entre la ciencia y la tecnología. Para ello he prestado atención al trabajo de Fleming, que había sido entrenado en física experimental por Maxwell pero que se movió a la radio telegrafía cuando se convirtió en asesor científico de Marconi. Un modo importante de esta “mediación” es la transformación de efectos científicos en artefactos tecnológicos. Trato de varios casos notables de este proceso, incluyendo la transformación de las ondas Hertzianas en una telegrafía inalámbrica práctica, la transformación de Marconi del principio de resonancia en un artefacto estable, el uso de Fleming de la conductividad unilateral para la válvula, y la transformación de la “resistencia negativa” en transmisor de ondas continuas. Uniendo todo, mi narración de estas prácticas de ingeniería proporciona una ventana o un contexto para estas nuevas prácticas. (Por contexto me refiero a técnica científica, corporación, o declaraciones autorizadas que han promovido o frenado invenciones e innovaciones). Mi análisis del asunto Maskelyne, de la tecnología de la sintonía, y de la invención de la válvula en el contexto de una política de corporación ejemplifica mis esfuerzos para enlazar la ingeniería práctica con los contextos específicos. La construcción de estos contextos se basa principalmente en fuentes archivadas dejadas de lado o infrautilizadas por los historiadores. En el capítulo 1, trato del origen de la telegrafía inalámbrica contrastando la física óptica de Hertz con los imperativos telegráficos de Marconi. Clasifico los científicos e ingenieros que reclamaron haber diseñado la telegrafía inalámbrica antes que Marconi en tres categorías: (1) Físicos e ingenieros Maxwellianos británicos, que incluye a John Perry, George FitzGerald, Frederick Trouton, Alexander Trotter y Richard Threlfall, que sugirieron un uso práctico de las ondas Hertzianas para la comunicación a principios de 1890, (2) William Crookes, que proporcionó una descripción detallada de la telegrafía inalámbrica en 1892, y (3) Ernest Rutherford y el capitán Henry Jackson, que realmente hicieron experimentos para la comunicación con ondas Hertzianas. Muestro que todos estos trabajos estaban limitados por las analogías ópticas de las ondas electromagnéticas. Estos investigadores tenían acceso a una red compleja de conceptos y fuentes instrumentales asociadas con la óptica Hertziana; sin embargo, estas fuentes ópticas, que abrían un nuevo campo de investigación física e incluso abrieron nuevas posibilidades tecnológicas, también condicionaron y limitaron la transformación de los aparatos Hertzianos en una radio telegrafía práctica. Reevaluando el ingenio de Marconi de una forma más histórica y contextual, trato de cómo el ingenio de Marconi y la originalidad saltaron de su devoción a perfeccionar la homología entre la telegrafía por hilos y sin ellos. En el capítulo 2, trato de la disputa de prioridad entre Marconi y Oliver Lodge, que (se ha reclamado) demostró la transmisión inalámbrica de mensajes alfabéticos en 1894. Demuestro que la demostración putativa de Lodge de telegrafía inalámbrica en 1894 no tiene nada que ver con la telegrafía, señales alfabéticas, o puntos y rayas. ¿Por qué Lodge y otros reclamaron la prioridad? Al considerar esta cuestión, trato el impacto de Marconi y su patente británica sobre los físicos Maxwellianos, en particular Lodge, Silvanus Thompson, FitzGerald, y Fleming. Conocían a Marconi como in italiano “práctico”, aunque era el único que había conseguido transformar el aparato de laboratorio de Hertz en telegrafía comercial inalámbrica. La patente de Marconi fue tan fuerte y dominante que parecía monopolizar las ondas Hertzianas e invadir el interés nacional británico. La imagen de Lodge como inventor de la telegrafía inalámbrica fue construida deliberadamente por los amigos de Lodge y por el propio Lodge para contrarrestar los efectos de la prioridad de Marconi y su fuerte patente. Entre 1897 y 1901, Marconi incrementó gradualmente el rango de transmisión de sus aparatos hasta 200 millas, que era adecuado para la comunicación comercial barco–costa. En Diciembre de 1901, consiguió transmitir a través del Atlántico. El capítulo 3 ilumina el papel de Fleming, asesor científico de Marconi, para lograr esta rápida transformación de los dispositivos telegráficos en un potente sistema. Este capítulo se basa en un análisis detallado del libro de notas de Fleming no publicado y otras fuentes manuscritas. Al usar estas fuentes de archivo, analizo los experimentos de laboratorio de Fleming para “injertar” la ingeniería de potencia en la telegrafía inalámbrica entre Julio y Diciembre de 1900. Después vuelvo a los experimentos de Fleming en el campo entre Enero y Septiembre de 1901, que fueron esenciales para el éxito del 4 proyecto.