Уявіть собі мідного шахтаря у південно-східній Європі близько 3900 року до нашої ери. Його життя – це щоденна, виснажлива монотонність перетягування мідної руди через розпечені тунелі. Він вже змирився з цим, але одного дня стає свідком чогось неймовірного. Його колега, використовуючи дивний пристрій, з легкістю перевозить вантаж, що втричі перевищує його власну вагу, за одну поїздку. Коли той повертається за черговим вантажем, до нього раптом приходить усвідомлення: його професія ось-ось стане набагато легшою та прибутковішою. Те, чого він не усвідомлює, – це те, що він спостерігає за подіями, які змінять хід історії не лише для його маленької шахтарської громади, а й для всього людства, пише T4.
Незважаючи на колосальний вплив колеса на цивілізацію, ніхто точно не знає, хто його винайшов, коли і де це відбулося. Проте гіпотетичний сценарій, описаний вище, базується на теорії 2015 року, яка стверджує, що шахтарі в Карпатських горах вперше винайшли колесо майже 6000 років тому як засіб для транспортування мідної руди. Цю теорію підтверджує відкриття археологами понад 150 мініатюрних глиняних возів розміром з пінту, знайдених у цьому регіоні. Їхні зовнішні поверхні були прикрашені візерунком, що нагадує плетіння кошиків, яке використовували шахтарські громади того часу.
Як зазначає The Conversation, пізніший радіовуглецевий аналіз показав, що ці вози є найдавнішими відомими на сьогодні зображеннями колісного транспорту. Ця теорія також викликає питання, особливо цікаве для інженера-аерокосмічного інженера, що вивчає науку інженерного проектування: як маловідоме, науково наївне гірничодобувне суспільство відкрило колесо, коли високорозвинені цивілізації, такі як стародавні єгиптяни, цього не зробили?
Довгий час вважалося, що колеса еволюціонували від простих дерев’яних роликів. Однак донедавна ніхто не міг пояснити, як або чому відбулася ця трансформація. Більше того, починаючи з 1960-х років, деякі дослідники почали висловлювати сильні сумніви щодо теорії перетворення роликів на колеса. Адже для того, щоб ролики були корисними, їм потрібна була рівна, тверда місцевість і шлях без схилів та різких поворотів. Крім того, після проїзду візка використані ролики потрібно було постійно переносити на передню частину, щоб вантаж рухався далі. З усіх цих причин у стародавньому світі ролики використовувалися ощадливо, і скептики стверджували, що вони були надто рідкісними та непрактичними, щоб стати відправною точкою для еволюції колеса. Але саме шахта з її закритими, створеними людиною проходами, могла забезпечити сприятливі умови для використання роликів. Цей фактор, серед інших, змусив мою команду переглянути гіпотезу про вальці.
Перехід від роликів до колеса вимагав двох ключових інновацій. По-перше, візок модифікували, додавши напівкруглі гнізда для фіксації роликів, що дозволяло їм рухатися разом з вантажем. Це спростило переміщення в обмеженому просторі шахт. Це нововведення стало поворотним моментом, що відкрив шлях до другої, найважливішої зміни: модифікації самих роликів.
Щоб зрозуміти цю трансформацію, вчені застосували фізику та інженерне моделювання. Вони створили комп’ютерну програму, яка симулювала еволюцію від ролика до колеса, ґрунтуючись на гіпотезі “механічної переваги”. Подібно до того, як плоскогубці посилюють силу, зміна форми ролика мала б полегшити просування візка. Алгоритм моделював сотні форм, оцінюючи механічну перевагу та міцність, і зрештою визначив знайому форму колеса та осі як оптимальну.
Вчені припускають, що подібний еволюційний процес, коли кожна нова конструкція була трохи кращою за попередню, відбувався і 6000 років тому. Можливо, тертя між роликом і гніздом викликало зношування деревини, що призводило до звуження ролика в точці контакту. Інша версія – шахтарі проріджували ролики для кращого подолання перешкод. Завдяки механічній перевазі, звуження осі полегшувало штовхання візків. З часом найкращі конструкції отримували перевагу, і нові ролики копіювали їх, поступово стаючи вужчими.
Так з’явився тонкий брусок з великими дисками на кінцях – рудиментарне колесо. Отже, винаходу колеса не було як одномоментної події; воно еволюціонувало поступово, через низку невеликих удосконалень. Ця еволюція тривала тисячоліттями: через понад 5000 років після карпатських шахтарів, паризький механік винайшов радіальні кулькові підшипники. Ці підшипники, за іронією долі, концептуально ідентичні роликам, створюючи поверхню кочення навколо осі та уникаючи тертя, чим завершили повне коло еволюції колеса. Ця історія демонструє, як розвиток колеса, як і його форма, слідує звивистим шляхом без чіткого початку чи кінця.
Раніше ми повідомляли, що вчені виявили нове родовище золота вартістю 78 мільярдів доларів.
Підписуйся на наш Telegram-канал