Възможно е колелото да е било изобретено от миньори, добиващи мед в Карпатските планини, преди около 6000 години според проучване, базиращо се на моделиране, което използва техники от структурната механика.
Въпреки че изобретяването на колелото преди около 6000 години извършва революция във всичко - от транспорта до производството на керамика, точният му произход все още е загадка за археолозите. Но ново проучване, използващо техники от структурната механика, предполага, че източноевропейските копачи на мед може да са били движещата сила зад три основни иновации в технологията на колелата още през 3900 г. пр.н.е.
Археологическите доказателства за колела и колесни превозни средства изобилстват през медната епоха (около 5000 до 3000 г. пр. н. е.) в Европа, Азия и Северна Африка, включително бойни сцени, изрисувани по стени, миниатюрни колела, детски играчки, погребални каруци и дори ранни текстови препратки към технологията. Тъй като колелото е прието толкова бързо обаче, не е ясно точно къде и кога е изобретено за първи път - или дали е изобретено независимо в различни времена и места.
Макар и донякъде груби, тези символи, открити на няколко глинени плочи - Урук - Ирак, сочат към използването на колички с колела. Много подобни символи могат да бъдат намерени на същите комплекти глинените таблички. Датиран около 3300-3100 г. пр.н.е. Кредит: Тechnopixel
Има три основни теории за произхода на колелото. Едната предполага, че за първи път се е появило в Месопотамия около 4000 г. пр. н. е. и след това се е разпространило в Европа. Друга теория предполага, че е разработено около понтийското крайбрежие на Северна Турция около 3800 г. пр. н. е. Третата основна теория твърди, че колелото е изобретено в Карпатите между 4000 и 3500 г. пр. н. е. и се е разпространило в различни посоки оттам.
Тази трета теория, представена през 2016 г. от историка Ричард Булиет (Richard Bulliet), почетен професор в Колумбийския университет и съавтор на новото изследване, се основава на идеята, че около 4000 г. пр. н. е. много търсената медна руда е станала по-трудна за добив, изисквало се миньорите да изминават все по-дълъг път дълбоко в мините и да измъкват контейнери с руда обратно. Моделите на вагони от късната медна епоха, които са открити в района на Карпатите, са правоъгълни с трапецовидни страни - подобни на днешните миньорски колички, пише Булиет в книгата си "The Wheel: Inventions and Reinventions" (Columbia University Press, 2016).
В проучване, публикувано в сряда, 23 октомври, в списание Royal Society Open Science, Булиет и колегите му описват техния модел за това как колелото вероятно е еволюирало.
Досега няма научен консенсус по ключови въпроси като къде, как и от кого за първи път е открито колело.
"В това проучване използваме техники от изчислителен анализ и проектиране, за да предоставим концепция за тези въпроси. Науката за проектирането се стреми да разкрие връзките между структурата и функцията на инженерните системи. Обикновено ролята на проектанта е да създаде система, която е най-подходяща за изпълняване на поставената задача. В случая на механичните системи, използваме базирани на физиката изчислителни модели за анализиране и проектиране на структури и механизми. Тук обръщаме този процес с главата надолу. Започваме с известно описание на структурата на инженерна система – в този случай древни колела, взети от археологическите находки – и използвайки техниките на изчислителната механика на твърдото тяло и изчислителното проектиране, извеждаме нови знания за точната функция на системата, включително специфични предимства и недостатъци, вследствие от неговите уникални физически характеристики. Нашите методи служат като инструмент, който може да се използва заедно с установени подходи като въглеродно датиране и палеолингвистика, за да научим за обстоятелствата, при които е възникнала тази древна технология", обясняват авторите на проучването.
Започвайки с познанията си за древните колела, базирани на археологически доказателства, екипът използва изчислителна структурна механика, за да проучи как хората може да са превърнали набор от прости ролки в система от колела и оси.
В своето проучване изследователите предполагат, че са необходими три нововъведения, за да се развие колелото. Като се има предвид необходимостта от преместване на тежък контейнер, хората вероятно са използвали ролки, поставени по протежение на пътека, премествайки задните ролки отпред, ако е необходимо.
Еволюция на системата колело и ос. (a) Двустранно търкаляне без триене с две използвани ролки, показани вляво на изображението, (b) едностранно търкаляне с набраздени ролки, задържани на място от полукръгли гнезда, и сини стрелки, показващи плъзгане по повърхността на триене, (c) колоос с две колела без спици, фиксирани към краищата на тънка ос, образуваща монолитна структура и (d) частично сглобена многокорпусна система от колело и ос, в която колелата се въртят независимо от оста. Кредит: Lee R. Alacoque, Richard W. Bulliet and Kai A. James; https://doi.org/10.1098/rsos.240373
Първата иновация - набраздени ролки - може да се позволи на контейнера да лежи върху ролките и да се движи напред-назад, без хората да трябва да се разхождат около него, за да сменят ролките. Това може да е позволило на хората да бутат по-широка количка в мината.
Второто нововъведение е т.нар. колоос или колела, фиксирани към ос, което може да даде на количката по-голям клиренс (разстоянието от долната част на превозното средство до повърността на пътя), за да премине през камъни и други отломки в минна шахта.
И третата иновация, при която колелата се движат независимо от оста, вероятно е възникнала около 500 години след колоосите и е добавила маневреност към конструкцията.
След като оптимизира конструкцията на колоосите, екипът открива въз основа на техния изчислителен анализ, че еволюцията на колелото и оста от прости ролки е правдоподобен път, който отразява все по-енергийно ефективна конструкция. Но карпатските мини също може да са повлияли на конструкцията - характеристики на среда – например тесен, затворен път – са тласнали разработчиците на колелото към този конкретен дизайн.
Изследователите обаче отбелязват, че колелото не е спряло да се развива през медната епоха. Например изобретяването на радиални сачмени лагери през 1869 г. довежда до значителен напредък в автомобилната и машинната индустрия през 20-ти век.
Въпреки че новият модел може да обясни как колелото е изобретено в Източна Европа и потенциално се е разпространило оттам, това може да не е окончателният отговор по темата. Тъй като колелото е изобретено преди да се водят записи, никой никога не може да разбере кой е изобретил колелото или дори кое племе е имало идеята - възможно е няколко цивилизации независимо да са открили колелото сами. Някои изследователи твърдят, че древните месопотамци са изобретили колелото около 4200--4000 г. пр. н. е . Вероятно то е било изобретено и независимо в Китай около 2800 г. пр. н. е.
Подходът на изчислителния дизайн, който изследователите предприемат в това проучване, може потенциално да се приложи към други археологически въпроси. Например как точно са построени пирамидите. Изчислителният механичен дизайн може да бъде инструмент за отговор на някои от тези въпроси.
Справка: Reconstructing the invention of the wheel using computational structural analysis and design; Lee R. Alacoque, Richard W. Bulliet and Kai A. James; Royal Society Open Science
Published:23 October 2024 https://doi.org/10.1098/rsos.240373
Източник: 1st wheel was invented 6,000 years ago in the Carpathian Mountains, modeling study suggests, Live Science
Най-ранните колесни превозни средства са били някъде между 3500–3350 г. пр.н.е. Изобретението бързо беше прието в части от Европа и Азия. Преди това шейните са били използвани за преместване на големи и тежки предмети по земята. Опитомяването на конете и пътната инфраструктура изиграха ключова роля за възприемането на колелото като форма на транспорт.
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари