Αν και η εφεύρεση του τροχού πριν από περίπου 6.000 χρόνια έφερε επανάσταση από τη μεταφορά μέχρι την κατασκευή αγγειοπλαστικής, η ακριβής προέλευσή του παραμένει ένα μυστήριο για τους αρχαιολόγους. Αλλά μια νέα μελέτη που χρησιμοποιεί τεχνικές από τη δομική μηχανική δείχνει ότι οι μεταλλωρύχοι χαλκού στην Ανατολική Ευρώπη μπορεί να ήταν η κινητήρια δύναμη πίσω από τρεις μεγάλες καινοτομίες στην τεχνολογία τροχών ήδη από το 3.900 π.Χ.
Τα αρχαιολογικά στοιχεία τροχών και τροχοφόρων αρμάτων της Εποχής του Χαλκού (περίπου 5000 έως 3000 π.Χ.) αφθονούν σε όλη την Ευρώπη, την Ασία και τη Βόρεια Αφρική, συμπεριλαμβανομένων σκηνών μάχης με γκράφιτι, μικροσκοπικών τροχών, παιδικών παιχνιδιών, ταφών αρμάτων, ακόμη και πρώιμων κειμένων στην τεχνολογία . . Γιατί ο τροχός ήταν Υιοθετήθηκε τόσο γρήγοραΩστόσο, δεν είναι σαφές ακριβώς πού και πότε εφευρέθηκε για πρώτη φορά – ή αν εφευρέθηκε ανεξάρτητα σε διαφορετικούς χρόνους και τόπους.
Υπάρχουν τρεις βασικές θεωρίες για την προέλευση του τροχού. Το ένα προτείνει ότι πρωτοεμφανίστηκε Μεσοποταμία Γύρω στο 4000 π.Χ. στη συνέχεια εξαπλώθηκε στην Ευρώπη. Μια άλλη θεωρία προτείνει ότι αναπτύχθηκε γύρω από τις ακτές του Πόντου στη βόρεια Τουρκία γύρω στο 3800 π.Χ. Η τρίτη σημαντική θεωρία λέει ότι ο τροχός εφευρέθηκε στα Καρπάθια Όρη μεταξύ 4000 και 3500 π.Χ., και εξαπλώθηκε σε διαφορετικές κατευθύνσεις από εκεί.
Αυτή είναι η τρίτη θεωρία που διατύπωσε ο ιστορικός το 2016 Ρίτσαρντ Μπούλιτομότιμος καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Κολούμπια και συν-συγγραφέας της νέας μελέτης, βασίζεται στην ιδέα ότι γύρω στο 4000 π.Χ., το πολύ αναγκαίο μεταλλεύμα χαλκού έγινε δύσκολο να βρεθεί, απαιτώντας από τους ανθρακωρύχους να ταξιδεύουν βαθύτερα στα ορυχεία και να μεταφέρουν εμπορευματοκιβώτια. Υποχώρηση μεταλλεύματος. Τα μοντέλα βαγονιών της Ύστερης Χαλκολιθικής που βρέθηκαν στα Καρπάθια έχουν ορθογώνιο σχήμα με τραπεζοειδείς πλευρές — παρόμοια με τα σημερινά αυτοκίνητα εξόρυξης, έγραψε ο Pollitt στο βιβλίο.The Wheel: Inventions and Innovations(Columbia University Press, 2016).
Σε μια μελέτη που δημοσιεύθηκε την Τετάρτη (23 Οκτωβρίου) στο περιοδικό Royal Society Open SciencePollitt και συν-συγγραφείς Κέι Τζέιμςμηχανικός αεροδιαστημικής στο Georgia Tech, και Λι Αλακόκένας πρώην μηχανικός στο Πανεπιστήμιο του Illinois Urbana-Champaign, εξήγησε το μοντέλο τους για το πώς πιθανότατα εξελίχθηκε ο τροχός.
Σχετίζεται με: 20 εφευρέσεις που άλλαξαν τον κόσμο
Ξεκινώντας με τις γνώσεις τους για τα αρχαία συστήματα τροχών που βασίζονται σε αρχαιολογικά στοιχεία, η ομάδα χρησιμοποίησε την υπολογιστική μηχανική και την επιστήμη του σχεδιασμού για να διερευνήσει πώς οι άνθρωποι μεταμόρφωσαν ένα σύνολο απλών τροχαλιών σε σύστημα τροχών και αξόνων.
Στη μελέτη τους, οι ερευνητές πρότειναν ότι χρειάζονται τρεις καινοτομίες για να εξελιχθεί ο τροχός. Δεδομένης της ανάγκης να μετακινήσετε ένα βαρύ καλάθι ή κιβώτιο, οι άνθρωποι πιθανότατα θα χρησιμοποιούσαν τροχαλίες τοποθετημένες κατά μήκος της διαδρομής, μετακινώντας τις πίσω τροχαλίες προς τα εμπρός ανάλογα με τις ανάγκες.
Η πρώτη καινοτομία – οι τροχαλίες με αυλακώσεις – επέτρεψε στο κιβώτιο να ακουμπάει στις τροχαλίες και να κινείται πέρα δώθε, χωρίς να χρειάζεται άνθρωποι να περπατούν γύρω του για να αντικαταστήσουν τις τροχαλίες. Αυτό μπορεί να επέτρεψε στους ανθρώπους να σπρώξουν ένα φαρδύ καρότσι στο ορυχείο. Η δεύτερη καινοτομία ήταν ένα σύνολο τροχών, ή τροχών τοποθετημένων σε άξονα, που θα έδιναν στο καρότσι περισσότερο χώρο για να περάσει πάνω από βράχους και άλλα συντρίμμια στον άξονα του ορυχείου. Η τρίτη καινοτομία, όπου οι τροχοί κινούνται ανεξάρτητα από τον άξονα, πιθανότατα προήλθε περίπου 500 χρόνια μετά τη ρύθμιση των τροχών, προσθέτοντας ευελιξία στη σχεδίαση, σύμφωνα με την εφημερίδα.
Μετά τη δημιουργία ενός βελτιστοποιημένου σχεδίου συναρμολόγησης τροχών, η ομάδα ανακάλυψε, με βάση την υπολογιστική της ανάλυση, ότι η εξέλιξη του τροχού και του άξονα από απλές τροχαλίες ήταν μια λογική διαδρομή που αντικατόπτριζε έναν ολοένα και πιο ενεργειακά αποδοτικό σχεδιασμό. Αλλά τα ορυχεία των Καρπαθίων μπορεί να επηρέασαν και τον σχεδιασμό.
«Το περιβάλλον στο οποίο δούλευαν οι αρχικοί προγραμματιστές τροχών είχε μερικά μοναδικά χαρακτηριστικά που ενθάρρυναν τη στροφή προς τη μεταφορά με τροχαλία», είπε ο Τζέιμς στο Live Science σε ένα email. «Βασικά, αυτά τα περιβαλλοντικά χαρακτηριστικά – για παράδειγμα, μια στενή, κλειστή διαδρομή – ώθησαν τους προγραμματιστές των τροχών προς αυτό το συγκεκριμένο σχέδιο.»
Ωστόσο, οι ερευνητές σημειώνουν ότι ο τροχός δεν σταμάτησε να αναπτύσσεται στην Εποχή του Χαλκού. Για παράδειγμα, η εφεύρεση των ακτινωτών ρουλεμάν το 1869 οδήγησε σε σημαντικές προόδους στις βιομηχανίες αυτοκινήτων και μηχανημάτων τον 20ο αιώνα.
Αν και το νέο μοντέλο μπορεί να εξηγήσει πώς εφευρέθηκε ο τροχός στην Ανατολική Ευρώπη και ίσως εξαπλώθηκε από εκεί, μπορεί να μην είναι η τελευταία λέξη για το θέμα. «Πιστεύω ότι είναι ακόμα πιθανό πολλοί πολιτισμοί να έχουν ανακαλύψει μόνοι τους τον τροχό», είπε ο Τζέιμς.
Ο James είπε ότι η προσέγγιση υπολογιστικού σχεδιασμού που ακολούθησαν οι ερευνητές σε αυτή τη μελέτη μπορεί να εφαρμοστεί σε άλλα αρχαιολογικά ερωτήματα. «Για παράδειγμα, νομίζω ότι υπάρχουν ακόμα πολλά να μάθουμε για το πώς ακριβώς να το κάνουμε αυτό Οι πυραμίδες κατασκευάστηκαν«Ο υπολογιστικός μηχανικός σχεδιασμός μπορεί να είναι αποτελεσματικός στην απάντηση σε ορισμένες από αυτές τις ερωτήσεις», είπε.
“Ερασιτέχνης διοργανωτής. Εξαιρετικά ταπεινός web maven. Ειδικός κοινωνικών μέσων Wannabe. Δημιουργός. Thinker.”