Перше колесо було винайдено 6000 років тому в Карпатах, згідно з моделюванням

 Можливо, колесо було винайдено копачами міді в Карпатських горах близько 6000 років тому, згідно з моделюванням, яке використовує методи будівельної механіки.

Деталь штандарта Ура, декоративного шумарського артефакту третього тисячоліття до нашої ери. що включає в себе візок з колесами. Тепер нове дослідження по-новому дивиться на те, де було винайдено колесо. (Автор зображення: Архів всесвітньої історії через Getty Images)

Незважаючи на те, що винайдення колеса близько 6000 років тому революціонізувало все, від транспорту до виготовлення кераміки, його точне походження досі залишається загадкою для археологів. Але нове дослідження з використанням методів будівельної механіки свідчить про те, що східноєвропейські копачі могли бути рушійною силою трьох основних інновацій у технології коліс ще в 3900 році до нашої ери, пише livescience.com.

Археологічні докази наявності коліс і колісних транспортних засобів рясніють мідним віком (приблизно 5000–3000 рр. до н. е.) по всій Європі, Азії та Північній Африці, включаючи бойові сцени, намальовані на стінах, мініатюрні колеса, дитячі іграшки, поховання возів і навіть ранні текстові посилання на технологію . Оскільки колесо було прийнято так швидко, незрозуміло, де саме і коли воно було винайдено вперше — чи було воно винайдено незалежно в різні часи та місця.

Існує три основні теорії походження колеса. Одна припускає, що вперше воно з’явилося в Месопотамії близько 4000 року до нашої ери. а потім поширилось в Європу. Інша теорія припускає, що воно було розроблене біля понтійського узбережжя північної Туреччини приблизно в 3800 році до нашої ери. Третя основна теорія стверджує, що колесо було винайдено в Карпатах між 4000 і 3500 роками до нашої ери і звідти поширилося в різних напрямках.

Ця третя теорія, висунута в 2016 році істориком Річардом Буллієт, почесним професором Колумбійського університету та співавтором нового дослідження, базується на ідеї про те, що приблизно за 4000 років до нашої ери мідну руду, яка дуже затребувана, стало важче добувати. знайти, вимагаючи від шахтарів заходити глибоко в шахти та витягувати контейнери з рудою назад. Моделі возів пізнього мідного віку, які були знайдені в Карпатському регіоні, мають прямокутну форму з трапецієподібними сторонами — схожі на сучасні шахтарські вагони, писав Буллієт у книзі «Колесо: винаходи та повторні винаходи» (Columbia University Press, 2016).

У дослідженні, опублікованому в середу (23 жовтня) в журналі Royal Society Open Science, Булліет і співавтори Кай Джеймс, аерокосмічний інженер з Georgia Tech, і Лі Алакок, інженер, який раніше працював в Університеті Іллінойсу Урбана-Шампейн, детально описали свою модель того, як, ймовірно, еволюціонувало колесо.

Починаючи зі своїх знань про стародавні колісні системи, заснованих на археологічних доказах, команда використовувала обчислювальну механіку та науку про дизайн, щоб дослідити, як люди могли перетворити набір простих роликів на систему колеса та осі.

У своєму дослідженні дослідники припустили, що для еволюції колеса потрібні три інновації. Враховуючи потребу перемістити важкий кошик або коробку, люди, ймовірно, використовували ролики, розміщені вздовж доріжки, пересуваючи задні ролики наперед, якщо потрібно.

Найстаріше відоме дерев'яне колесо, показане тут з віссю, датується 5200 роками тому. Обидва були виявлені на голотах Любляни в Словенії в 2002 році. (Автор зображення: Imago via Alamy)

Перше нововведення — рифлені ролики — дозволяло коробці спиратися на ролики та рухатися вперед-назад, без того, щоб люди ходили навколо неї, щоб замінити ролики. Можливо, це дозволило людям штовхати в шахту ширший візок. Другим нововведенням була колісна пара або колеса, прикріплені до осі, які могли дати візку більший зазор, щоб проїхати через каміння та інше сміття в шахті. І третє нововведення, де колеса рухаються незалежно від осі, ймовірно, виникло приблизно через 500 років після колісної пари та додало маневреності конструкції, згідно з газетою.

Створивши оптимізовану конструкцію колісної пари, на основі свого обчислювального аналізу команда виявила, що еволюція колеса та осі від простих роликів була правдоподібною траєкторією спуску, яка відображала все більш енергоефективну конструкцію. Але карпатські шахти могли вплинути і на дизайн.

«Середовище, в якому працювали перші розробники коліс, містило певні унікальні особливості, які спонукали до переходу до роликового транспорту», ​​— сказав Джеймс в електронному листі Live Science. «По суті, ці особливості навколишнього середовища — наприклад, вузька замкнута доріжка — підштовхнули розробників колеса до такого конкретного дизайну».

Однак дослідники відзначили, що колесо не припинило розвиватися в мідному віці. Наприклад, винайдення радіальних кулькових підшипників у 1869 році призвело до значного прогресу в автомобільній та машинобудівній промисловості у 20 столітті.

Хоча нова модель може пояснити, як колесо було винайдено у Східній Європі, потенційно звідти поширившись, вона може бути не останнім словом у цій темі. «Я думаю, що все ще можливо, що кілька цивілізацій самостійно відкрили колесо», — сказав Джеймс.

Підхід обчислювального дизайну, який дослідники використали в цьому дослідженні, потенційно може бути застосований до інших археологічних питань, сказав Джеймс. «Наприклад, я думаю, що ще багато чого потрібно дізнатися про те, як саме були побудовані піраміди», — сказав він. «Обчислювальна механічна конструкція може допомогти відповісти на деякі з цих питань».