Christopher Polhem 1661–1751. Tekniska innovationer och det metaforiska tänkandet
Christopher Polhem (1661-1751), kallad den svenska mekanikens fader, är svensk teknikhistorias allra mest omtalade gestalt och vårt lands främsta uppfinnare genom tiderna. Det märkliga är att det aldrig har skrivits någon heltäckande monografi över denne innovatör som på många sätt inledde den tekniska och industriella utvecklingen i Sverige. I detta projekt skall Polhem för första gången få en bred och fördjupad beskrivning och undersökning. Den planerade forskningen grundas i kognitiv semantik, en forskningsinriktning som utgår ifrån den mänskliga förmågan att tänka i metaforer. En central fråga blir att utröna det metaforiska tänkandets betydelse för tekniska innovationer. En stor del av projektet handlar om Polhem och den svenska gruvindustrin och de uppfinningar som hör samman med detta, vidare om en av Sveriges första industrier, Stjärnsunds manufakturverk i Dalarna. Detta ger en inblick i hur kreativa, tekniska miljöer skapas. Polhems övriga tekniska projekt uppmärksammas också, såsom skeppsdockan i Karlskrona och Göta kanal. Men vid sidan av dessa tekniska aspekter ska Polhems andra tidigare mer eller mindre okända sidor belysas. Det gäller Polhem som naturfilosof, hans tankar om materiens innersta struktur, jordens skapelse, livets processer, språket, pedagogiken och förhållandet mellan teori och praktik. Sammantaget ger det en övergripande bild av en mångsidig tänkare.
Slutredovisning
Syfte
Syftet med projektet var att med Christopher Polhem som studieobjekt försöka belysa hur tekniska innovationer uppstår och hur tekniska entreprenörer lyckas genomdriva sina projekt. Det ursprungliga syftet med projektet har kvarstått under hela arbetets gång. För att uppnå detta syfte har en metod baserad på kognitiv teori utvecklats, vad gäller spatialt tänkande, kategorisering och metaforer.
Resultat
1) Forskningsprojektet visar hur metaforer och kategorier används inom vetenskapligt och tekniskt tänkande. Polhems tankar kring ett universalspråk styrdes av ett antal grundläggande metaforer. Dessa metaforer var mer eller mindre omedvetna eller sådana han sällan eller aldrig reflekterade över, som framför allt, att kategorier är lådor, och att världen är en byggsats. Dessa metaforer fångar även två centrala problem i barocktänkandet, dels klassificeringen och atomiseringen av tingen och begreppen, dels frågan om den säkra metoden för att förmedla och inhämta kunskap eller skapa nytt vetande. Det gällde att bringa ordning i språket och i världen. Polhem och andra naturvetare utgick från tron att naturen hade en ordning, att denna ordning går att upptäcka och beskriva, att tingen har bestämda essenser, att orden är eller ska vara isomorfa med tingen. Det betraktelsesätt på kategorier Polhem omfattar är av klassiskt slag, vari man ser kategorierna som definierade av de objektivt givna egenskaperna som delas av medlemmarna inom en kategori. Kategoriseringen beror alltså på kunskap om en kategoris väsentliga egenskaper.
Polhems tänkande bygger på den underliggande metaforen att kategorier är lådor. Genom att förstå sina erfarenheter med hjälp av objekt och substanser kan han kategorisera och gruppera dem, kvantifiera och resonera över dem. Universalspråket är drömmen om ett språk med fixerade betydelser, sökandet efter begreppens oföränderlighet, en längtan efter åskådlighet och det slutna absoluta systemet. Det var för Polhem, och andra, naturligt att tänka sig att kategorierna existerade utanför det mänskliga medvetandet, vilket samtidigt innebar att han också antog en universell, transcendental logik, som går utanför människan. Det universella språket föreställde han sig skulle spegla den sanna strukturen i verkligheten. En förståelse av Polhems tänkande handlar just till stor del om att finna sådana underliggande kognitiva föresatser, att ta reda på de ”lådor” eller kategorier han indelade världen i. Dessa är nämligen beroende av hans erfarenheter, föreställningar, perceptioner, rörelser i rummet, och kulturen omkring honom, men också av metaforer och mentala bilder.
2) Forskningsprojektet visar också hur det spatiala tänkandet inverkar på tekniska innovationer. Rumsupplevelsen utvecklas i en interaktion med omvärlden. För det första har jag funnit att autopsin, seendets och det självupplevdas centrala betydelse för det tekniska tänkandet, för det andra, att det spatiala tänkandet är av vikt för uppfinnandet av ny teknik och förståelsen av mekanikens rörelser och kraftöverföringar. Det var så Polhem lärde sig teknik genom seendets och handens erfarenheter i mötet med tingen. Vad jag visar är hur uppfinnaren, teknikern, föreställer sig teknik i mentala bilder, både som mentala modeller och som representationer, men också med hjälp av distribuerad kognition, där tankar läggs ut i det yttre, som fysiska modeller av verkligheten i trä.
Polhem tänkte ut maskiner i sitt huvud. Han hade en speciell spatial förmåga genom vilken han i tanken kunde få maskindelarna att gå ihop med varandra och bilda komplexa maskiner. Det är i grunden ett spatialt, icke-verbalt tänkande som visar sig i Polhems tekniska uppfinningar. Tekniska lösningar och vetenskapliga idéer existerar först som visioner, som bilder utan ord i medvetandet. Därefter kan teknikern försöka översätta den mentala bilden till ord eller överföra den inre bilden till en teckning på ett papper eller till en skalmodell för att uppväcka liknande mentala bilder hos en annan konstruktör som slutligen konstruerar maskinidén i tre dimensioner. Polhems uppfinningar bygger just på sådana mentala bilder. Detta spatiala tänkande ger ledtrådar till hur man tänker kring maskiner, hur man i inre bilder konstruerar ny teknik i tankarna, genom seendet, observationer och modeller.
3) En fullständig inventering av allt material av Polhem har genomförts. Ytterligare några hittills okända manuskripts har hittats, både i Sverige och utomlands. För första gången kan en helhetsbild av Polhems hela verksamhet sammanställas i en monografi.
Nya forskningsfrågor
Ett antal forskningsfrågor har visat sig vara mer givande än vad som först antogs, till exempel kategorisering och visuellt tänkande för utvecklandet av teknik. Överhuvudtaget har projektet lett till möjligheten att gå vidare med forskningsfrågor som baseras på kognitiv teori, här kan nämnas situerad och distribuerad kognition.
Publikationer
Projektets viktigaste publikationer är: 1) ”Språket i universum. Polhem och alfabetskonsten” (32 s.), publicerad i Lychnos 2007. I denna artikel behandlas Polhems tankar om ett universalspråk, ett perfekt, logiskt språk som skulle kunna talas av alla människor oberoende kultur och nationalitet. Jag går igenom Polhems många längre och kortare utkast till ett sådant formellt språk och sätter dessa försök i samband med tidens språkfilosofi och tänkande, samt inte minst den kategorisering som utmärker mänskligt tänkande. En fortsättning på denna artikel, som en fristående del två, är artikeln ”Naturens alfabet. Polhem och Linné om växternas systematik” (40 s.), publicerad i Svenska Linnésällskapets Årsskrift 2008. Där går jag igenom ytterligare ett par universalspråksmanuskript som närmare berör indelningen av naturtingen och växterna som ett alternativ till Linnés systematik. Artikeln behandlar det systematiska tänkandet, ordningen i naturen och mänsklig kategorisering av växter och djur. 2) ”Modeller av verkligheten. Modellbyggaren Polhem, seendet och det spatiala tänkandet” (20 s.), publicerad i Vetenskapssocieteten i Lund. Årsbok 2009. I denna artikel diskuteras det spatiala tänkandets betydelse för innovationer och teknik, hur visuella representationer, inre mentala bilder och spatial förmåga inverkar på det tekniska tänkandet. Vidare går den igenom Polhems modeller och andra spatiala och visuella framställningar av teknik.
Inom projektet har åtta artiklar publicerats på sammanlagt 139 sidor. De viktigaste är de som publicerats i Lychnos, Svenska Linnésällskapets årsskrift samt i Vetenskapssocietetens i Lunds årsbok. En rent populärvetenskaplig artikel har publicerats i Populär Historia. Under tryckning befinner sig ytterligare fyra artiklar på ett sammanlagt omfång i manuskript på 52 sidor. Ett bokmanus, Christopher Polhem – maskinmannen, föreligger på 534 sidor, som behöver ytterligare en genomgång innan den kan tryckas. Ett kontrakt har upprättats med Norstedts. Ytterligare ett manuskript på ca 300 sidor med arbetstiteln Tänkandets geometri föreligger och som förhoppningsvis kan tryckas under hösten.
Övrigt
Offentliga föreläsningar om Polhem har hållits i Stockholm (2 ggr), Uppsala, Lund och Falun. Seminarier har hållits på Lunds, Göteborgs och Stockholms universitet. Forskningen om Polhem har presenterats på konferenser i Göteborg, Sofia, Stockholm, Höör, Lund, Åbo och Lövsta.
The objective
The project aimed to shed light on, with Christopher Polhem as the case study, how technical innovations emerge and how technical entrepreneurs succeed in their projects. The original objective of the project has remained the same throughout the whole working process. In order to answer these questions a method based on cognitive theory has been developed, concerning spatiality, categorisation, and metaphors.
Results
1) The research project shows how metaphors and categories have been used in scientific and technological thinking. Polhem’s thoughts on a universal language was guided by a couple of basic metaphors, such as ‘categories are boxes’ and ‘the world is a set of building blocks’. These metaphors capture also two central problems of Baroque thinking, firstly, classification and atomisation of things and concepts; and secondly, the question of the certain method for transferring and receiving knowledge or create new knowledge. Polhem and others based their thinking on the belief that nature had order, and that this order is possible to discover and describe, that things have special essences, that words are or should be isomorphic to the things. The concept of categories Polhem had was of a classical sort. The categories were defined by their objective qualities that were shared by the members of the category. Categorisation depends on knowledge about the essential properties of category.
Through an understanding of his experiences with the help of objects and substances he could categorise and group them, quantify them and think about them. The universal language is a dream of a language with fixed meanings, the search for unchangeable concepts, a longing for lucidity and the closed, absolute system. It was natural for Polhem and others to view the categories as existing outside the human mind. He believed in a universal, transcendental logic beyond the human being. The universal language reflected the true structure of reality. An understanding of Polhem’s thinking is about to find such cognitive tools, to find the ‘boxes’ or categories he used. These are actually dependent on his experiences, beliefs, perceptions, movements in space, and the culture around him, but also on metaphors and mental images.
2) The research project also shows how the spatial thinking actuate technical innovations. Spatial conception develops in interaction with the surrounding world. Firstly, I have found that vision and self experience have a central significance for technological thinking; and secondly, that spatial thinking has an important role in the invention of new technology and in understanding the motions and power transmission of mechanics. In this way, through the experience of his eyes and hands, Polhem learnt new technology. The inventor imagine technology in mental images, both as mental models and as representations, but also with help of distributed cognition, where thoughts are placed outside the brain as physical models of reality in wood.
Polhem invented machines in his mind. He had a special spatial ability through which he in his mind could put together the mechanical parts into complex machines. It is basically a spatial, non-verbal thinking that can be seen in his technical inventions. Technical solutions and scientific ideas existed first as visions, like images without words in the mind. Thereafter could the inventor try to translate the mental image into words or transfer the inner image to a drawing on a paper or to a model, in order to arouse similar mental images in an other mind, and finally a constructor constructs the mechanical ideas in three dimensions. Polhem’s inventions are based on such mental images. The spatial thinking gives clues to how inventors thinks about machines, how they with inner images construct new technology in their minds, through vision, observation and models.
3) A complete inventory have been made, collecting all known sources concerning Polhem. Some until now unknown sources have been discovered, both in Sweden and abroad. For the first time an overall picture of Polhem’s all activities can be put together in a monograph.
New research questions
A couple of research questions have shown to be more fruitful than what was first assumed, e.g. categorisation and vision in order to develop new technology. In all, the project has led to the possibility to go on with research questions grounded in cognitive theory, such as situated and distributed cognition.
Publications
The most important publications of the project are: 1) ‘The Language of Universe: Polhem and the Art of the Alphabet’ (32 pp.), published in Lychnos 2007. This article concerns Polhem’s thoughts about a universal language, a perfect, logical language that could be spoken by all human beings independently their culture or nationality. The article goes through many of Polhem’s longer or shorter sketches of a such formal language and place them in the context of the semantics and philosophy of the time, and not at least the ability of categorisation that signify human thinking. A continuation of this article, as a freestanding part two, is the article ‘The Alphabet of Nature: Polhem and Linnaeus Concerning the Systematics of Plants” (40 pp.), published in the annual of the Swedish Linnean Society for 2008. In this the rest of Polhem’s manuscripts about universal language is analysed. In these Polhem categorise the things of nature and plants, explicit as an alternative to the systematics of Linnaeus. The article is about systematic thinking, order of nature and human categorisation of plants and animals. 2) ‘Models of Reality: the Model maker Polhem, Vision and the Spatial Thinking’ (20 pp.), published in the annual of Lund Society of Sciences for the year 2009. In this article the spatial thinking is discussed and its significance for innovations and technology, how visual representations, inner mental images and spatial ability effect technological thinking. And further, it goes through Polhem’s models and other spatial and visual representations of technology.
Eight articles have been published within the project, that together consist of 139 pages. The most important are those mentioned above. One popular article has been published in Populär Historia. Added to these, four articles are forthcoming that consist of 52 pages in manuscript. There is a book manuscript, Christopher Polhem – Machine Man, consisting of 534 pages, but it still needs further processing before it is ready for printing. I have a contract with the printing house Norstedts. Another manuscript (c. 300 pp.) with the working tile, Geometry of Thinking, is soon ready for printing, hopefully this autumn.
Other activities
Public lectures has been held in Stockholm (2 times), Uppsala, Lund and Falun; seminars at Lund, Gothenburg and Stockholm University. My research concerning Polhem has also been presented at conferences in Gothenburg, Sofia, Stockholm, Höör, Lund, Turku and Lövsta.