Вчені з'ясували, що перше колесо було винайдено 6000 років тому у Карпатах

Хоча винахід колеса близько 6000 років тому справив революцію у всьому, від транспорту до гончарної справи, його точне походження все ще залишається загадкою для археологів. Але нове дослідження, опубліковане в журналі Royal Society Open Science, з використанням методів структурної механіки передбачає, що східноєвропейські мідні шахтарі могли бути рушійною силою трьох основних інновацій у технології колеса ще 3900 року до нашої ери.

Археологічні свідчення існування коліс та колісних транспортних засобів у мідному віці (близько 5000–3000 рр. до н. е.) удосталь зустрічаються по всій Європі, Азії та Північній Африці, включаючи сцени боїв, намальовані на стінах, мініатюрні колеса, дитячі іграшки, поховання у візках і навіть ранні текстові посилання на цю технологію. Оскільки колесо було прийнято так швидко, неясно, де і коли воно було вперше винайдено — або воно було винайдено незалежно в різний час і в різних місцях.

Існує три основні теорії походження колеса. Одна з них припускає, що колесо вперше з'явилося в Месопотамії близько 4000 до н. е., а потім поширилося в Європі. Інша теорія припускає, що воно було розроблено на узбережжі Понта на півночі Туреччини близько 3800 до н. е. Третя основна теорія стверджує, що колесо було винайдено у Карпатських горах між 4000 та 3500 р. до н. е. і поширилося звідти у різних напрямках.

Ця третя теорія, висунута у 2016 році істориком Річардом Булієтом, почесним професором Колумбійського університету та співавтором нового дослідження, ґрунтується на ідеї про те, що близько 4000 р. до н. е. таку бажану мідну руду стало важче знаходити, через що шахтарям довелося спускатися в глиб шахт і тягти контейнери з рудою назад. Моделі возів пізнього мідного віку, знайдені в Карпатському регіоні, мають прямокутну форму з трапецієподібними сторонами — подібно до сучасних гірничодобувних машин, пише Буллієт у книзі «Колесо: винаходи та переосмислення» (Columbia University Press, 2016).

У дослідженні, Буллієт і співавтори Кай Джеймс, інженер з аерокосмічної техніки з Технологічного інституту Джорджії, і Лі Алакок, який раніше працював інженером в університеті Іллінойсу в Урбані-Шампейні, докладно описали свою модель ймовірної еволюції колеса.

Спираючись на свої знання про стародавні колісні системи, засновані на археологічних свідченнях, команда застосувала обчислювальну механіку та конструкторську науку, щоб дослідити, як люди могли перетворити набір простих роликів на систему «колесо та вісь».

У своєму дослідженні вчені припустили, що для еволюції колеса знадобилося три нововведення. Враховуючи необхідність переміщення важкого кошика або коробки, люди, ймовірно, використовували ролики, розміщені вздовж шляху, переміщуючи задні ролики вперед у міру потреби.

Підписуйтеcь на наш Telegram-канал Lenta.UA - ЄДИНІ незалежні новини про події в Україні та світі

Перше нововведення - рифлені ролики - дозволило б ящику спиратися на ролики і рухатися вперед і назад, без необхідності ходити навколо нього, щоб замінити ролики. Це могло дозволити людям штовхати ширший візок у шахту. Друга новація - це колісна пара або колеса, закріплені на осі, що могло б дати візку більш високий кліренс для проїзду по камінню та іншим уламкам у шахтному стволі. А третя новація, коли колеса рухаються незалежно від осі, ймовірно, виникло приблизно через 500 років після колісної пари і додало маневреності конструкції згідно зі статтею.

Після створення оптимізованої конструкції колісної пари команда виявила на основі свого обчислювального аналізу, що еволюція колеса та осі від простих роликів була правдоподібним шляхом зниження, яке відображало все більш енергоефективну конструкцію. Але карпатські шахти також могли вплинути на конструкцію.

"Середовище, в якому працювали початкові розробники колеса, містило певні унікальні особливості, які сприяли переходу до роликового транспорту", - розповів Джеймс Live Science в електронному листі. "По суті, ці особливості середовища - наприклад, вузька, замкнута доріжка - підштовхнули розробників колеса до цієї конкретної конструкції".

Проте дослідники зазначили, що колесо не перестало розвиватися у мідному віці. Наприклад, винахід радіальних шарикопідшипників у 1869 році призвело до значних досягнень в автомобільній та машинобудівній промисловості у 20 столітті.

Хоча нова модель може пояснити, як колесо було винайдено у Східній Європі, потенційно розповсюдившись звідти, вона може бути не останнім словом на цю тему. "Я думаю, що все ще можливо, що кілька цивілізацій незалежно один від одного відкрили колесо", - сказав Джеймс.

"Підхід обчислювального проектування, який дослідники використовували в цьому дослідженні, потенційно може бути застосований до інших археологічних питань", - сказав Джеймс. «Наприклад, я думаю, що ще багато доведеться дізнатися про те, як саме були побудовані піраміди», — сказав він. "Обчислювальне механічне проектування може відіграти важливу роль у відповіді на деякі з цих питань".

Фото: Архів всесвітньої історії