di Francesco Cappellani


Nei miei lontani anni universitari a Torino, studiando la fisica atomica, mi imbattei in un fenomeno indicato nel testo col nome di effetto Stark-Lo Surdo. Chiesi ai docenti chi fosse questo Lo Surdo di cui non avevo mai sentito parlare e di cui, nei miei studi successivi sulla fisica “moderna” non avrei più avuto notizia. Mi spiegarono che Lo Surdo era un valente fisico siciliano che aveva voltato le spalle alla fisica atomica, nata con enorme impeto nei primi decenni del Novecento, specializzandosi invece, con risultati notevolissimi, nel campo della fisica terrestre.
Leggendo molti anni dopo il libro di Franco Foresta Martin e Geppi Calcara dal titolo “Per una storia della geofisica italiana”, con sottotitolo “La nascita dell’Istituto Nazionale di Geofisica (1936) e la figura di Antonino Lo Surdo”(1), in cui viene descritta la fondazione dell’Istituto a seguito di problemi relativi all’attività del preesistente Ufficio Centrale, la figura di Lo Surdo appare in tutto il suo valore come maggiore protagonista della creazione e gestione di questo importantissimo ente di ricerca.
A 74 anni dalla morte dello scienziato, pochissimi lo ricordano a causa, forse, del suo carattere difficile e per la militanza politica ai tempi del fascismo che, a guerra finita, gli fece rischiare anche l’epurazione, ma la figura di Lo Surdo, il cui valore scientifico è indubitabile, merita di essere ricordata e correttamente valorizzata.

Antonino Lo Surdo nasce a Siracusa nel 1880 e si laurea in fisica col massimo dei voti nel 1904 all’Università di Messina, dove inizia la carriera scientifica pubblicando due importanti lavori. Da Messina si sposta all’Università di Napoli dove comincia a interessarsi alla fisica terrestre e nel frattempo consegue la libera docenza in questa disciplina nel 1908. Si trasferisce a Firenze nello stesso anno, assunto come assistente alla cattedra di Fisica del Regio Istituto di Studi Superiori dove, poco dopo, riceve anche l’incarico di direttore del Regio Osservatorio Geofisico sulla collina di Arcetri. Il 1908 è l’anno del disastroso terremoto di Messina col conseguente devastante maremoto; Lo Surdo, che vi si era recato per passare le festività di fine anno con i familiari, scampa miracolosamente con il fratello alla catastrofe del 28 dicembre ma perde tutti i parenti, la fidanzata e molti amici; ne resterà segnato per sempre in modo profondo. Questa tragica esperienza lo spinge a interessarsi in modo definitivo alla geofisica, in particolare alla sismologia di cui diventerà la massima autorità nell’Italia fra le due guerre.
Nel 1915-1918 partecipa da volontario interventista alla prima guerra mondiale, si arruola in marina dove studia la realizzazione e l’applicazione dei tubi acustici, (tubi C), inventati in America dalla General Electric, per la rivelazione sonora dei sottomarini entro un raggio di parecchi chilometri, meritandosi una croce al merito di guerra e la promozione a capitano di corvetta di complemento. Finita la guerra, nel 1918, su proposta di Orso Mario Corbino, illustre personaggio politico e uomo di scienza, è chiamato a ricoprire la cattedra di Fisica complementare all’Università di Roma, dove, alla morte di Corbino nel 1937, gli succederà come direttore dell’Istituto di Fisica, carica che manterrà fino alla morte, nel 1949. In realtà a questa carica avrebbe dovuto essere nominato Fermi, ma “in seguito a manovre politiche” (2) il professor Lo Surdo ebbe il sopravvento.

Scrive il premio Nobel Emilio Segrè: “Oltre a Corbino era allora a Roma il prof. Antonino Lo Surdo, anche lui siciliano come Corbino. Ascoltai le sue lezioni nel 1927 e 1928; in esse si vedevano belle dimostrazioni sperimentali, ma la materia esposta era essenzialmente quella contenuta nel libro di Drude sull’ottica, del 1900, e in quello di J. J. Thompson sulle scariche nei gas, del 1903. La teoria dei quanti non era nemmeno nominata. Malgrado ciò Lo Surdo pensava di rappresentare la fisica moderna ed era geloso di questa sua presunta posizione; per questo aveva cercato di impedire la chiamata di Fermi a Roma dicendo che la considerava un’offesa personale” (2). Ancora Segrè ricorda che Corbino voleva fare eleggere Fermi all’Accademia dei Lincei e, essendo in America durante il periodo delle elezioni, “aveva lasciato a Lo Surdo una lettera in cui proponeva all’Accademia il nome di Fermi, pregandolo di leggerla al momento opportuno. Quando Corbino tornò trovò che Fermi non era stato eletto; quando chiese spiegazioni a Lo Surdo questi si scusò dicendo che disgraziatamente si era scordato della sua lettera”. Fermi fu poi eletto nel 1929 all’Accademia d’Italia, appena fondata da Mussolini, e fu l’unico fisico scelto nella prima selezione.
Questi episodi, riportati da un protagonista che quegli anni che li aveva vissuti in prima persona, danno un’impressione alquanto negativa della personalità di Lo Surdo. Il Nostro ha certamente un carattere difficile e burbero, è scontroso e avaro di sentimenti affettivi, vive in un solitario isolamento, inoltre si sente schiacciato o per lo meno in competizione con Fermi, di circa vent’anni più giovane, che si sta guadagnando meritamente una fama internazionale, e con gli allievi di Fermi, “i ragazzi di via Panisperna”. Il giudizio severo di Segrè risente del suo carattere tagliente: nella autobiografia c’è un passo in proposito molto evidente: “Non potendo ormai nuocere a Fermi [Lo Surdo] cercava di osteggiare me, ossia, secondo il modo di dire, bastonava l’asino non potendo bastonare il padrone”. Va ricordata anche la convinta adesione di Lo Surdo al fascismo, che ne comprende anche gli aspetti più riprovevoli come quelli legati alla promulgazione delle leggi razziali: vieta ad esempio al grande matematico Guido Castelnuovo di accedere alla biblioteca dell’Istituto di Fisica in quanto ebreo; inoltre, grazie alla sua dichiarata fede fascista, sarà agevolato per la nomina a numerose cariche di prestigio. Questi aspetti del suo carattere lo metteranno in ombra nel dopoguerra, sarà sospeso temporaneamente dall’Accademia dei Lincei e poi riammesso grazie anche al voto favorevole dello stesso Castelnuovo. Alla sua morte, nel 1949, non sarà facile trovare un socio dell’Accademia disposto a commemorarlo. Nell’Istituto Nazionale di Geofisica, il “suo” Istituto, fu ricordato dal suo successore, il professore Enrico Medi, e un ricordo fu anche pubblicato sulla rivista Nature a conferma della rispettabilità scientifica internazionale che Lo Surdo si era guadagnata (3).

Come già accennato, sono notevoli i meriti scientifici e di organizzatore della ricerca di Antonino Lo Surdo. A Messina, negli anni fra il 1904 e il 1906, dimostra con esperimenti di grande accuratezza mediante un apparecchio da lui ideato e costruito, il volumenometro, l’infondatezza della tesi sostenuta dal famoso chimico tedesco H. Landolt, secondo cui nelle reazioni chimiche si verifica una variazione di peso, pubblicandone i risultati in due articoli sul Nuovo Cimento.
Nel 1913 e 1914, a Firenze, si dedica a ricerche nel campo della spettroscopia atomica, su suggerimento del professore Garbasso, un giovane e capace fisico con esperienza europea, che nel 1913 aveva ottenuto la cattedra di fisica. Garbasso convince Lo Surdo a dedicarsi allo studio, allora in grande sviluppo, dell’analisi spettrale, cioè lo spettro in funzione delle lunghezza d’onda, delle righe di emissione di gas rarefatti. Questi studi sperimentali erano rivolti a indagare il comportamento degli elettroni negli atomi di singoli elementi, con lo scopo di arrivare sperimentalmente a confermare un plausibile “modello” dell’atomo, come ad esempio quello proposto da Niels Bohr nel congresso Solvay a Bruxelles alla fine del 1913. Lo studio di Lo Surdo mirava a comprendere quale potesse essere l’effetto che un campo elettrico elevato produce sulle righe spettrali di un gas a bassissima pressione. Il Nostro scoprì che le righe dell’idrogeno, prodotte in tubi sottilissimi del diametro di qualche millimetro da lui costruiti, si scomponevano in più componenti simmetriche rispetto alla principale. Pubblicò i suoi risultati nel 1913 e nel 1914 contemporaneamente alle analoghe risultanze dei lavori svolti in modo indipendente da Johannes Stark (1874-1957) ad Aachen. L’effetto, analogo all’effetto Zeeman scoperto anni prima usando campi magnetici, fu poi spiegato teoricamente grazie alla meccanica quantistica come perturbazione indotta dal campo elettrico sulle orbite elettroniche e quindi sui livelli energetici atomici. Mentre il lavoro di Stark rientrava in un vasto programma di ricerca sulla nuova fisica, quello di Lo Surdo rimaneva nel contesto della fisica tradizionale tanto da sembrare quasi una scoperta accidentale. Sulla base di un’attenta disamina di documenti inediti e pubblicazioni scientifiche pare che la scoperta di Lo Surdo avesse anticipato quella di Stark (1), ma il Nostro rimase incerto sulla pubblicazione dei risultati perché poco sicuro sulla spiegazione teorica, favorendo così il sorpasso del fisico tedesco. Si ricredette dopo aver letto l’articolo di Stark su Nature, convincendosi della validità dei suoi dati. Inoltre, il dispositivo sperimentale di Lo Surdo era molto più semplice poiché richiedeva campi elettrici nettamente inferiori, ed era anche più efficiente tanto da essere adottato in seguito dallo stesso Stark e da altri ricercatori. Per questa scoperta, lo scienziato tedesco conseguì il premio Nobel nel 1919, solamente “sfiorato” da Lo Surdo. Garbasso si impegnò perché il nome dell’effetto includesse quello di Lo Surdo, rivendicando se non la priorità della scoperta almeno il merito della realizzazione di un dispositivo di misura molto più efficiente. Stark reagì duramente a questa proposta, avocando a sé la scoperta e quindi la denominazione dell’effetto soltanto col proprio nome (4).
Oggi, nella dominante cultura scientifica anglosassone, si parla solo di “effetto Stark” e il nome di Lo Surdo è al massimo richiamato con una nota a margine. Garbasso, partendo dalla scoperta di Lo Surdo, propugnò la ricerca nella fisica quantistica, ma il fisico siciliano preferì tornare alla fisica “tradizionale”. Lo Surdo ebbe grandi apprezzamenti per questi lavori, in particolare da Orso Mario Corbino che ricopriva allora la cattedra di Fisica Complementare a Roma ed era presidente della S.I.F. (Società Italiana di Fisica). Nel 1924 gli fu tributato il “Premio Reale della Fisica dell’Accademia dei Lincei” che però non aveva valenza internazionale. Stark diventerà in seguito un fervente nazista, al punto da fondare il movimento “Deutsche Physik” che inneggiava alla fisica “ariana” e condannava quella ebrea rappresentata da scienziati come Einstein e Niels Bohr, cioè i padri della fisica moderna. A differenza di Stark, Lo Surdo, pur aderendo al fascismo, non sembra essersi mai comportato da acceso sostenitore e attivista, e tanto meno di avere osteggiato la fisica “ebrea”.

Il maggiore contributo di Lo Surdo alla scienza del nostro paese riguarda la nascita, nel 1936, dell’Istituto Nazionale di Geofisica, I.N.G., e la brillante conduzione di questo importante organismo negli anni successivi. Nel 1923 il matematico Vito Volterra aveva fondato il Consiglio Nazionale delle Ricerche, C.N.R., con l’intento di facilitare e incrementare la collaborazione fra la scienza e le sue applicazioni nell’industria, a beneficio dello sviluppo del paese. Le finalità includevano anche la sicurezza del territorio a causa dei rischi sismici e vulcanologici da cui l’Italia era ed è da sempre afflitta. Ma Volterra è contrario al regime fascista, farà parte di quello sparuto gruppo di 12 professori universitari che non giurerà fedeltà al fascismo, al contrario degli oltre 1200 del corpo docente dell’epoca. Nel 1927 viene espulso dalla sua “creatura” e sostituito da Mussolini col premio Nobel Guglielmo Marconi “uomo di grande prestigio e di maggiore compiacenza” (5). Relativamente alla sicurezza del paese occorre disporre un sistema capillare di rilevamento nelle zone a maggiore rischio sismico, inoltre si palesa l’importanza di studiare con regolarità l’atmosfera con particolare riguardo alla meteorologia; “Marconi ed i suoi collaboratori iniziano a pensare a un Istituto non molto diverso dall’attuale Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia. Ma alla fine prevalgono la proposta e l’indirizzo di Antonino Lo Surdo: l’Istituto si occuperà più della fisica terrestre che dell’atmosfera anche perché alla meteorologia è interessata direttamente l’Aeronautica Militare” (5). Così, nel 1936 inizia la sua attività l’I.N.G. guidato, su indicazione di Marconi, da Lo Surdo, uomo gradito al regime e a Mussolini. Ricordiamo che alla fine degli anni venti, Lo Surdo aveva dato un’ulteriore dimostrazione della sua versatilità scientifica pubblicando diversi lavori sulle caratteristiche di funzionamento delle valvole termoioniche, un argomento che aveva aumentato la stima di Guglielmo Marconi nei suoi confronti. Grazie all’impegno e al talento dello scienziato messinese, nei primi 12 anni di vita usciranno circa 200 pubblicazioni scientifiche sulla sismologia, ma anche sulla fisica ionosferica, l’elettricità atmosferica e terrestre, la radioattività, la geologia e la geodesia e le ricerche sui raggi cosmici. Quest’ultimo tema dimostra che Lo Surdo non era ostile alla nuova fisica, pur restando un fisico “classico”, infatti aiuta e collabora col gruppo di fisici romani guidati da Gilberto Bernardini, impegnati nelle ricerche sui misteriosi raggi provenienti dall’universo.
Proprio quest’ultimo tema di ricerca contribuisce, negli anni Quaranta, a riavvicinare Lo Surdo ai superstiti del gruppo di Fermi che lo avevano agli inizi criticato e sbeffeggiato, anche perché Marconi e Corbino erano morti, e Fermi e Segrè erano negli Stati Uniti in seguito alle leggi razziali. Nel 1940, all’inizio della seconda guerra mondiale, si adopera per evitare che molti giovani fisici siano mandati al fronte. Con l’intercessione di Badoglio ottiene che Pancini, Piccioni e Bernardini, che lavoravano sui raggi cosmici, siano temporaneamente esentati dal servizio di leva, ottenendo anche il rientro anticipato di Amaldi (ex gruppo Fermi) dal fronte nordafricano grazie all’intervento diretto di Rodolfo Graziani.
Alla fine del conflitto, la rete geofisica preesistente e in seguito potenziata e ampliata dall’I.N.G. alla fine degli anni Trenta, risulta in buona parte distrutta dai bombardamenti e dall’incuria. Per avere un’idea di come fossero ridotte le apparecchiature scientifiche, è interessante riportare alcuni passi di una lettera del 19 Luglio 1944 di Gaetano Ponte, direttore della stazione sismologica di Catania che aveva subito danni e furti alla strumentazione nel periodo bellico: “Poiché tutt’ora manca il gas a Catania, abbiamo fatto l’affumicazione [della carta sulla quale incideva la punta mobile del sismografo] con il petrolio ed oggi meglio ancora con la nafta, fissando i sismogrammi con una soluzione di colofonia, la sola resina trovata in commercio e a carissimo prezzo” (1). Finita la guerra, Lo Surdo è riconfermato alla direzione dell’I.N.G. e si impegna con tutta la sua energia per reperire i fondi per ricostruire e riorganizzare la rete geofisica italiana, riuscendo, nel 1947, a ottenere dal Tesoro i finanziamenti necessari per avviare la complessa operazione di ripristino.
L’elenco dei progetti, delle realizzazioni e delle intuizioni dello scienziato siciliano negli anni della gestione dell’I.N.G. riempirebbe decine di pagine. Nel 1938, ad esempio, Lo Surdo, avendo ben chiara la mancanza di riserve energetiche in Italia, intuisce che l’energia eolica, già sviluppata in Danimarca, possa essere di valido supporto per la situazione nazionale. Progetta un robusto anemografo in grado di funzionare autonomamente senza l’aiuto di un operatore, per realizzare con questi strumenti una mappatura anemologica del territorio, con lo scopo di identificare i siti più idonei per l’installazione delle centrali eoliche. Dopo la guerra, malgrado la mancanza quasi totale di fondi, Lo Surdo posiziona una ventina di anemografi in Sicilia ma il progetto non ha seguito. In Italia, a livello politico e scientifico era maturata la convinzione che l’uso di idrocarburi fosse decisamente preferibile, cosicché, con la sua morte nel 1949, a 69 anni in seguito a un ictus cerebrale, questa attività viene completamente abbandonata.
Un’analisi delle pubblicazioni dell’I.N.G. durante gli anni della gestione Lo Surdo (1936-1949), considerando anche l’interruzione durante il periodo bellico, dimostra quanto notevole sia stato il livello scientifico dell’Istituto e la varietà di interessi nelle ricerche collaterali alla missione principale dell’I.N.G. sotto la guida instancabile del fisico siciliano. Lo Surdo ebbe anche il merito di aggregare i migliori ricercatori nel campo della fisica e della geofisica italiana, costituendo forti legami col mondo accademico e universitario. Con lui la geofisica italiana si porta al livello delle altre nazioni e, soprattutto, inizia a disporre di una efficiente rete nazionale, che si amplierà sempre di più negli anni successivi al dopoguerra con una intensa attività di ricerca scientifica e di monitoraggio oltre che nel campo proprio della geofisica, in quello della geochimica, della sismologia e vulcanologia, oggi in connessione con il servizio di Protezione Civile.


Nell'immagine, il Prof. Antonino Lo Surdo, fondatore dell'Istituto Italiano di Geologia.


Note:

(1) F.Foresta Martin, e G.Calcara: “Per una storia della Geofisica Italiana”. Springer (2010)
(2) E.Segré: “Enrico Fermi, fisico”. Zanichelli (1971)
(3) AA.VV.: “Prof. A.Lo Surdo”. Nature, vol.164, Sept.1949
(4) M.Leone, A.Paoletti, N.Robotti: “A Simultaneous Discovery: the Case of Johannes Stark and Antonino Lo Surdo”. Physics in perspective, vol.6, n.3 (2004)
(5) P.Greco: “Così nacque la geofisica in Italia” L’Unità, 26 giugno 2010

Documento inserito il: 13/12/2023