Kvanthopp: Maskinen som byggde alla andra maskiner – här är verktyget som kickstartade den industriella revolutionen
Jacques de Vaucansons svarv gjorde det möjligt att skapa komponenter med hög precision och bygga maskinerna som kickstartade den industriella revolutionen.
Maskinen som byggde alla andra maskinerna
Se dig omkring. Se på alla härliga prylar du har där hemma, som gör livet så lätt att leva. De kommer från fabriker. Men varifrån kommer fabrikerna? Eller, närmare bestämt, varifrån kommer maskinerna i de här fabrikerna, de som tillverkar alla dina prylar? Det är inte lätt att tillverka maskiner med hög precision, nämligen.
Faktum är att det dröjde till det sena 1700-talet innan vi människor lärde oss att tillverka maskiner med hög precision, som kunde tillverka prylar med hög precision. Och det var då som den industriella revolutionen verkligen lade i turboväxeln.
Det var ett litet verktyg som gjorde allt det här möjligt. Verktyget som förändrade världen. Maskinen som byggde alla andra maskiner. Den här veckans Kvanthopp handlar om den maskinen, och om mannen som uppfann den.
Mannen i fråga heter Jacques de Vaucanson. Ironiskt nog är den här briljanta fransmannen mest känd för sin mekaniska anka. På riktigt, det är vad du kan läsa om de Vaucanson om du slår upp honom på svenskspråkiga Wikipedia. Han byggde en robot-anka, som kunde säga kvack, och som kunde äta och bajsa. Inte ett ord om det fantastiska verktyget som han uppfann.
Nå hur som helst, det verktyget var en svarv, av metall. Den gjorde att man kunde börja tillverka maskindelar med aldrig förr skådad precision. Vävmaskiner till en början, men i slutänden – alla prylar du ser omkring dig. All tillväxt som världen har upplevt sedan dess – i princip tack vare ett väldigt enkelt verktyg. Om det här handlar veckans Kvanthopp.
Passion för mekaniska djur
Kanske det är bäst att jag berättar om ankan först, så får vi det undanstökat och kan gå vidare med de viktigare grejerna.
Den mekaniska ankans pappa föddes som Jacques Vaucanson – de Vaucanson blev han adlad till senare. Han kom till världen 1709 i Grenoble i Frankrike, som det tionde barnet till en handskmakare. Familjen var fattig, och som ung drömde Jacques om att bli urmakare.
Hur det nu råkade sig, Vaucanson var bekant med den berömde kirurgen Claude-Nicolas Le Cat och det fick den unge Jacques intresserad av anatomi. Så han började konstruera mekaniska djur, automater, med konstgjorda organ som efterliknade biologiska funktioner i stil med cirkulation, andning och matsmältning.
Vid bara 18 års ålder fick Vaucanson sin egen verkstad i Lyon, tack vare ekonomiskt bidrag från en rik adelsman. Och han hade helt tydligt hittat sin nisch. Jacques Vaucansons automater var bland de mest avancerade och sofistikerade som världen hade sett. Hans mekaniska figurer hyllades för sina verklighetstrogna rörelser och invecklade mekanismer.
En av Vaucansons mest kända automater var ”Flöjtspelaren”, skapad 1738. Den här humanoida figuren kunde spela tolv olika melodier på en flöjt. Mekanismen involverade ett komplext system av bälgar och ventiler som kontrollerade luftflödet och fingerrörelserna som krävs för att skapa musik.
Men Vaucansons kanske mest kända skapelse, Canard Digérateur, den matsmältande ankan, presenterades 1739. Den här mekaniska ankan var byggd i guldpläterad koppar. Förutom att kvacka och flaxa med vingarna, tycktes robotankan vara kapabel att dricka vatten, och att ta sädeskorn ur operatörens hand. Den kunde svälja alltsammans med ett naturtroget klunkande och till slut bajsade den ut vad som verkade vara en smält version av födan.
Vaucanson beskrev ankans inre som att det innehöll ett litet ”kemiskt laboratorium” som kunde bryta ner sädeskornen. Nå, som det visade sig så var det här inte helt sant. Sädeskornen samlades upp i en inre behållare, och ”bajset” ploppade ut ur en separat behållare. Men Vaucanson hoppades att en verklig matsmältningsautomat en dag skulle bli verklighet.
Underhållning på högsta nivå
Det här var alltså underhållning på högsta nivå på 1700-talet, och inte bara det, vetenskap på högsta nivå också. Kungligheter, adelsmän och förmögna borgare älskade sådant här – publiken också, för den delen. Pengar var inget problem.
Vaucanson blev själv trött på sina robotar och sålde dem, varefter de försvann, inklusive hans mest legendariska skapelse – ankan. Men den gjorde honom till en världskändis. Ankan alltså, inte hans på riktigt nyttiga uppfinningar, som den automatiska vävstolen från 1745.
Vaucansons vävmaskin var alltså en banbrytande uppfinning som automatiserade processen att väva tyg. Maskinen byggde på en genialisk mekanism för automatisk matning och manipulering av vävtrådarna. Automatiseringen minskade behovet av manuellt arbete och ökade hastigheten med vilken tyg kunde tillverkas. Det gav också exakta och konsekventa vävmönster, vilket resulterade i exklusivt tyg med hög kvalitet.
Maskinens komplexitet och den precision som krävdes för att driva den gjorde den hur som helst svår att masstillverka och underhålla. Så det var slutligen en annan fransman som fick äran för den automatiska vävstolen, jacquardvävstolen, uppfunnen av Joseph Marie Jacquard 1807.
Men Jacquards vävstol byggde på Jacques de Vaucansons prototyp. Den var försedd med en hålkortsläsare som gjorde att den kunde programmeras att väva ett visst mönster, med minsta möjliga mänskliga inblandning. En enda vävare kunde nu utföra ett arbete som tidigare hade krävt ett helt arbetslag.
Det kanske låter bekant, det här, eller hur? ”Maskinerna kommer och tar våra arbetsplatser” – det här insåg också det franska vävarskrået anno 1807. Protesterna mot Jacquards maskin lät inte vänta på sig, inklusive demonstrationer, strejker och till och med sabotage. En anmärkningsvärd incident inträffade 1831 i Lyon, där silkesvävare gjorde uppror och slog sönder flera jacquardvävstolar.
Men utvecklingens kugghjul är svåra att stoppa när de en gång har börjat snurra. Redan 1812 fanns 11 000 exemplar av Jacquards maskin i franska fabriker. Jacquard själv hedrades med en statspension.
Hur var det med den där svarven?
Men nu gick jag händelserna i förväg, nu måste vi backa lite. För nu har vi bara nämnt alla de här stora, häftiga, sexiga prylarna som skapade rubriker när det begav sig. Vi skulle ju tala om en liten, obemärkt svarv, uppfunnen av Jacques de Vaucanson.
Grejen är nämligen den, att hela den industriella revolutionen och den ekonomiska boom som sedan följde, var beroende av det här lilla, föga uppseendeväckande verktyget. En svarv av metall som gjorde det möjligt att producera komponenter med tillräckligt hög precision. Utan dem skulle det inte ha blivit några jacquardvävstolar, eller någonting annat heller, mer eller mindre.
Hur som helst: år 1751, eller 1760, beroende på vilken källa man tror på, uppfann Jacques de Vaucanson den första industriella svarven för metallskärning. Svarven i fråga finns numera utställd på alla tekniknördars Mecka, Musée des Arts et Métiers i Paris. De Vaucanson designade den ursprungligen för att tillverka cylindriska precisionsrullar för vävmaskiner.
Och den ser ju definitivt inte värst spännande eller sexig ut. Den är, tja, ett verktyg som kunde smälta in i vilken mekanisk verkstad som helst, mer eller mindre, än i denna dag.
Men tro mig när jag säger att den här lilla maskinen mycket väl kan vara orsaken till att du inte jobbar på en åker med en lie just nu. Inget fel på det, visserligen, men i alla fall. All den där härliga ekonomiska tillväxten som politikerna och finansnissarna hela tiden går på om, den började med den här prylen, Jacques de Vaucansons svarv.
Fast vänta nu, vad är en svarv egentligen? Tja, enligt mekanikerhandboken är svarven ”en maskin för skärande bearbetning av rotationssymmetriska föremål där man låter arbetsstycket rotera medan verktyget hålls stilla”.
Det vill säga, på verkstadsjargong, du spänner fast ditt trä- eller metallstycke mellan chucken och dubben, och så snurrar stycket med en jäkla fart. Det här medan du står där med ditt stämjärn eller ditt sandpapper och tar bort just så mycket material som krävs för att skapa en slät och exakt cylindrisk form.
Symmetriska saker på fri hand är svårt
Det låter enkelt, men har du någonsin prövat på att skapa en perfekt cylinder på fri hand? Det är mer eller mindre omöjligt. Och utan perfekt symmetriska, släta metallcylindrar är det ju mer eller mindre omöjligt att konstruera någon av de maskiner som vi omges av idag. Föreställ dig en bil där alla axlar är smidda och slipade på fri hand. Hur tror du att en sådan motor skulle fungera?
Svarven var ju i och för sig inte någon ny uppfinning ens på de Vaucansons tid. Redan de gamla egyptierna använde primitiva träsvarvar på 1300-talet före vår tideräkning. Inte ens metallsvarvar var något helt nytt, urmakare hade använt sådana i århundraden. Men de var små och klena och lämpade sig bara för klockor. Det var inget man tillverkade maskiner för industrin med.
De Vaucansons svarv är inte värst stor den heller, just så att den ryms på en arbetsbänk, men redan fullt användbar för tyngre prylar. Det avgörande som gör den så revolutionerande är skenorna som arbetsstycket löper längs, vilket bidrar till en hög precision.
Återigen, allt det här låter enkelt och inte värst spännande, men man måste understryka med tjock rödpenna hur avgörande den här uppfinningen var för all den industrialisering, automatisering och tillväxt som följde efter det här.
För att förstå vad det här innebär måste vi föreställa oss en graf, en kurva som föreställer utvecklingen av världens bruttonationalprodukt över tiden. Ungefär de senaste sju tusen åren eller så, sedan vi började bruka jorden, har kurvan varit helt platt. Tillväxt var i praktiken ett okänt begrepp.
Med andra ord, i närmare sju tusen år var världens bnp per capita enligt en beräkning sådär 500 euro per år, omvandlat till moderna pengar. Det hjälpte inte att populationen växte, för produktiviteten per capita ökade inte. En människa producerade just så mycket som en människas händer räcker till för, och så ska ju den här människan ha mat och logi och allt det där.
Fångade i den malthusianska fällan
Så tillväxten stampade på stället. En person som levde kring år 1600 hade det just inte bättre ekonomiskt sett än en person som levde tusentals år tidigare. Men år 1600 levde det redan ungefär tre gånger fler människor i Europa jämfört med början av vår tideräkning.
Och det här leder till problem. Gapet mellan populationsökning och produktivitetsökning kallas en malthusiansk fälla, efter den brittiske ekonomen Thomas Malthus. Malthus sade att befolkningen tenderar att växa exponentiellt, medan produktionen av mat och resurser växer i en mycket långsammare, aritmetisk takt. Det här leder till ökad press på resurserna, vilket i sin tur leder till sänkt levnadsstandard och ökad dödlighet.
Så vad är lösningen då? Ökad produktivitet, ökad livsmedelsproduktion, ökad tillverkning av nödvändiga prylar. Jag talar inte bara om lyxvaror här, utan saker som behövdes för att hålla den växande befolkningen med mat, kläder och tak över huvudet. Men frågan är: hur? I något skede krävs det maskiner för att få ekvationen att gå jämnt ut.
Och maskinerna, här kommer de nu, när vi närmar oss 1700-talets slut. Tack vare Jacques de Vaucansons genialiska svarv, maskinen som tillverkade alla andra maskiner. Det här går faktiskt att se på kurvan över världens bnp, den gör en skarp sväng uppåt bara några årtionden efter Vaucansons innovationer, och den kaskadeffekt som de hade.
Summan av kardemumman var att en person med ens kunde göra samma mängd jobb som det behövdes en hel sal full med folk till innan maskinerna. Nu kunde produktiviteten äntligen hålla jämna steg med populationsökningen, och till och med överträffa den.
Varje ny generation av maskiner fick en högre precision och var effektivare, vilket ledde till att varorna kunde göras billigare och nå ut till en allt större grupp människor, vilket i praktiken ledde till att den moderna konsumenten såg dagens ljus. Och den ekonomiska tillväxten, den sköt i taket.
Ångmaskinerna, den industriella revolutionens muskler
Fick mänskligheten det då bättre på alla sätt och vis? Nej, vilket alla vet som har läst ens en sida Dickens. Arbetsförhållandena och arbetarnas rättigheter släpade efter ännu länge efter Vaucansons tid. Men det är en annan berättelse.
Ja, och svarven gav ju också helt nya möjligheter att konstruera mer exakta och effektivare vapen. Så där har vi ytterligare en av den nya teknologins skuggsidor.
Men om vi nu tittar på de åtminstone till synes positiva effekterna som Vaucansons metallsvarv hade: den gjorde det möjligt att tillverka ångmaskiner med en helt ny nivå av precision och effekt. Och det var ju ångmaskinerna som gav den slutliga sparken där bak åt ekonomin. Nu bar det av på allvar.
Med ångmaskinerna kom lokomotiven. Med lokomotiven kom järnvägarna. Med järnvägarna kom de moderna transporterna. Med de moderna transporterna kom… ja, den moderna marknaden, helt enkelt. Tillväxtkurvan pekar nu nästan spikrakt uppåt, när vi närmar oss nittonhundratalet.
Jag menar, tänk nu: före den industriella revolutionen var jordbruk nästan det enda vanligt folk gjorde. Sedan kom de första maskinerna, och med dem de första fabrikerna, som behövde arbetstagare. Plötsligt jobbade inte alla på åkern längre. Och de som jobbade där hade snart ångmaskiner på hjul som gjorde grovjobbet så att hästarna slapp göra det. Du vet, traktorer.
Ytterligare folk fick nya uppgifter med att bygga vägar, gräva kanaler och lägga järnvägsräls för att mata den nya marknaden med produkter från fabrikerna. Ekonomin växer inte bara så att det knakar nu, den diversifieras också.
Fabrikerna, de behöver också timmermän, smeder och maskinister. Ångmaskinerna behöver i sin tur kol. Så nu behövs det gruvarbetare. Produkterna från fabrikerna behöver någon som säljer dem till folk som får lön från fabrikerna. Man kan köpa saker nu, man måste inte tillverka dem själv längre.
Arbetarna, de börjar också så småningom få det lite bättre, för det behövs kunnigt folk. Arbetarna kan börja sälja sina tjänster till högstbjudande. Okej då, det tar ännu en tid och ett par världskrig innan vi har saker som lediga lördagar och åtta timmars arbetsdagar, men det går i stort sett åt rätt håll.
Lösningar och nya problem
Men poängen är hur som helst att ingenting av det här hade blivit av, i den takt som det hela hände, utan den där ena lilla uppfinningen som satte snöbollen i rullning och skapade kaskadeffekten som vi kallar den industriella revolutionen: Jacques de Vaucansons metallsvarv. Maskinen som tillverkade alla andra maskiner, och befriade världen från den malthusianska fällan.
Nå jo, det är väl på sin plats att sluta hyperventilera här och konstatera att maskinerna och automatiseringen inte bara löste problem. De skapade, som vi vet, en hel massa nya också. Till att börja med, den enorma rikedomen som den nya, mekaniserade ekonomin skapade, fördelades långt ifrån rättvist.
Maskinerna är nog också lite av en version av den gamla Faustmyten. Maskinerna gav oss en ny, skinande värld, men samtidigt sålde vi vår själ till Mefistofeles också. Vi förändrade världen med maskinerna, men maskinerna förändrade nog oss också. Nu har vi alltså inte ens talat om datorerna ännu, och den artificiella intelligensen, som allt är en del av samma kontinuitet, den som Vaucansons svarv gav upphov till.
Vi vet, kort sagt, inte var allt det här slutar. Det finns de facto tecken på att det inte slutar väl.
Men ännu apropå datorerna: De har ju tagit över många av rollerna i själva fabrikerna numera. Dagens svarvar styrs inte längre av människor. Det är datorer som kontrollerar svarvarna, vilket har gjort det möjligt att tillverka ännu exaktare och komplexa komponenter till nya generationer av maskiner.
Och det var alltså Jacques de Vaucanson som utvecklade den första industriella metallsvarven. Men minns du vad han också utvecklade? Jo, den första helautomatiska, fullt programmerbara maskinen – vävstolen, som Joseph Marie Jacquard senare vidareutvecklade och fick äran för. Vaucansons programmerbara vävstol var med andra ord ett viktigt steg mot utvecklingen av konceptet bakom den moderna datorn.
Frankrike vs Storbritannien vs USA
Där fick Frankrike ganska många poäng. Men vad beror det då på att det inte är Frankrike, utan England, som brukar associeras med den industriella revolutionens start? Det var ju där det tog skruv på allvar. Det här beror på flera faktorer: britterna hade stora koltillgångar, de hade sina kolonier med massor av naturresurser. De hade också en mängd briljanta uppfinnare i stil med James Watt, mannen bakom ångmaskinen, och George Stephenson med sitt lokomotiv.
Och, inte minst, britterna hade massvis med billig arbetskraft. En arbetarklass som inte var alls så kaxig av sig som proletärerna i Frankrike. De franska arbetarna hade ju tillgång till giljotiner och var bevisligen inte rädda för att använda dem.
Men det var ändå sist och slutligen amerikanerna som tog industrialiseringen och drev den till sin yttersta spets i och med massproduktionen. Intressant nog så gjorde de det tack vare en fransk vapensmed vid namn Honoré Blanc (1736–1801).
Blancs snilleblixt handlade om massproduktion baserad på utbytbara delar. Istället för att tillverka varje enskild del av ett skjutvapen, fokuserade Blanc på att producera standardiserade komponenter som enkelt kunde bytas ut utan att behöva specialiseras eller anpassas. Det här förenklade tillverkningsprocessen, förkortade produktionstiden och underlättade reparation och underhåll av skjutvapnen. Och det här gick ju att tillämpa på mycket annat än skjutvapen…
När Blanc försökte få europeiska hantverkare att nappa på konceptet, var de skeptiska. De såg Blancs koncept som ett hot mot deras utkomst, vilket de ju i och för sig hade en poäng med. Så Blanc vände sig till Thomas Jefferson som just då var USA:s ambassadör. Han blev ju eld och lågor och tog med sig idén när han åkte hem. Och resten är historia, som de säger.
Allt det här, som sagt, tack vare Joseph de Vaucansons svarv, maskinen som tillverkade de andra maskinerna.
' /%3E%3C/svg%3E)
