اختراع اولین چرخها ۶,۰۰۰ سال پیش در کوههای کارپاتها: تحقیقی جدید این موضوع را مطرح میکند
یک پژوهش جدید که از تکنیکهای مکانیک سازهای بهره گرفته است، نشان میدهد که ممکن است چرخ توسط معدنکاران مس در کوههای کارپاتها در ۶,۰۰۰ سال پیش اختراع شده باشد. این تحقیق از روشهای مدلسازی استفاده کرده و به بررسی چگونگی توسعه چرخ پرداخته است. اگرچه اختراع چرخ حدود ۶,۰۰۰ سال پیش تحولی عظیم در حملونقل و سفالگری به وجود آورد، منشأ دقیق آن همچنان برای باستانشناسان یک راز باقی مانده است. اما این تحقیق که از تکنیکهای مکانیک سازهای استفاده کرده است، پیشنهاد میدهد که معدنکاران مس در اروپای شرقی ممکن است نیروی محرکه پشت سه نوآوری اصلی در فناوری چرخ بوده باشند و این تغییرات از حدود ۳,۹۰۰ سال قبل از میلاد رخ دادهاند.
شواهد باستانشناسی از چرخها و وسایل نقلیه چرخدار در عصر مس (حدود ۵,۰۰۰ تا ۳,۰۰۰ سال پیش از میلاد) در سرتاسر اروپا، آسیا و شمال آفریقا به وفور یافت شدهاند. این شواهد شامل صحنههای جنگی نقاشی شده بر دیوارها، چرخهای مینیاتوری، اسباببازیهای کودکان، دفنهایی با واگنهای چرخدار و حتی ارجاعات متنی اولیه به این تکنولوژی هستند. به دلیل سرعت گسترده پذیرش چرخ در نقاط مختلف جهان، هنوز دقیقاً مشخص نیست که این اختراع نخستین بار کجا و کی به وجود آمده است – یا حتی اینکه آیا در چندین نقطه مستقل از هم و در زمانهای مختلف اختراع شده است یا خیر.
سه نظریه اصلی درباره منشأ چرخ
سه نظریه اصلی درباره منشأ چرخ وجود دارد. یکی از این نظریات پیشنهاد میدهد که چرخ برای اولین بار در حدود ۴,۰۰۰ سال پیش از میلاد در بینالنهرین به وجود آمده و سپس به اروپا گسترش یافته است. نظریه دیگری بیان میکند که این تکنولوژی در نزدیکی سواحل پونتیک در شمال ترکیه حدود ۳,۸۰۰ سال قبل از میلاد توسعه یافته است. اما نظریه سوم که در سال ۲۰۱۶ توسط «ریچارد بولیت» (Richard Bulliet)، تاریخدان و استاد بازنشسته دانشگاه کلمبیا، ارائه شد و در این تحقیق جدید نیز مطرح شده است، بیان میکند که چرخ در کوههای کارپاتها بین سالهای ۴,۰۰۰ تا ۳,۵۰۰ پیش از میلاد اختراع شده و سپس در جهات مختلف گسترش یافته است.
این نظریه سوم، که در سال ۲۰۱۶ توسط «بولیت» و در کتاب «چرخ: اختراعات و بازاختراعات» (The Wheel: Inventions and Reinventions) مطرح شد، بر این ایده استوار است که در حدود ۴,۰۰۰ سال پیش از میلاد، به دلیل کاهش منابع قابل دسترس مس، معدنکاران مجبور شدند به اعماق معادن بروند و محمولههای سنگ معدن را به بیرون حمل کنند. مدلهای واگنهای اواخر عصر مس که در منطقه کارپاتها یافت شدهاند، مستطیلی با اضلاع ذوزنقهای بودند – که شبیه به واگنهای معادن امروزی هستند.
نوآوریهای کلیدی در توسعه چرخ
در یک پژوهش جدید که در مجله «Royal Society Open Science» در تاریخ ۲۳ اکتبر منتشر شده است، «بولیت» به همراه «کای جیمز» (Kai James)، مهندس هوافضا در موسسه تکنولوژی جورجیا، و «لی الاکوک» (Lee Alacoque)، مهندس سابق در دانشگاه ایلینویز، مدل تکامل چرخ را به تفصیل بررسی کردند.
در این تحقیق، محققان پیشنهاد میدهند که سه نوآوری کلیدی برای تکامل چرخ لازم بوده است. با توجه به نیاز به جابجایی یک سبد یا جعبه سنگین، احتمالاً مردم از غلتکهایی که در طول مسیر قرار داده میشدند استفاده میکردند و غلتکهای عقب را به جلوی مسیر منتقل میکردند. اولین نوآوری، یعنی غلتکهای شیاردار، این امکان را فراهم میکرد که جعبه بر روی غلتکها قرار گرفته و بدون نیاز به حرکت افراد برای جابجایی غلتکها به جلو و عقب حرکت کند. این احتمالاً به مردم اجازه میداد که واگنهای بزرگتری را به داخل معادن ببرند.
نوآوری دوم یک مجموعه چرخ و محور بود که امکان عبور واگن از روی سنگها و دیگر موانع درون معادن را فراهم میکرد. سومین نوآوری، این بود که چرخها به صورت مستقل از محور حرکت کنند، احتمالاً حدود ۵۰۰ سال پس از مجموعه چرخ و محور به وجود آمد و مانورپذیری واگن را افزایش داد.
با ایجاد یک طراحی بهینهشده از مجموعه چرخ و محور، تیم تحقیقاتی کشف کردند که بر اساس تحلیل محاسباتی آنها، تکامل چرخ و محور از غلتکهای ساده یک مسیر منطقی و با صرفهجویی انرژی بوده است. اما معادن کارپاتها نیز ممکن است در تأثیرگذاری بر طراحی نقش داشته باشند.
«کای جیمز» در ایمیلی به «Live Science» توضیح داد: «محیطی که توسعهدهندگان اولیه چرخ در آن فعالیت میکردند، ویژگیهای منحصر به فردی داشت که باعث شد آنها به سمت استفاده از سیستمهای غلتکی برای حملونقل حرکت کنند. اساساً این ویژگیهای محیطی – مانند مسیرهای باریک و بسته – توسعهدهندگان چرخ را به سمت آن طراحی خاص سوق دادند.»
ادامه تکامل چرخ در عصر مس و بعد از آن
با این حال، محققان خاطرنشان کردند که تکامل چرخ در عصر مس متوقف نشد. بهعنوان مثال، اختراع یاتاقانهای توپی شعاعی در سال ۱۸۶۹ به پیشرفتهای چشمگیری در صنعت خودروسازی و ماشینآلات در قرن بیستم منجر شد.
با اینکه این مدل جدید ممکن است چگونگی اختراع چرخ در اروپای شرقی و گسترش احتمالی آن را توضیح دهد، ممکن است آخرین کلمه در این موضوع نباشد. «کای جیمز» معتقد است: «من فکر میکنم همچنان این احتمال وجود دارد که چندین تمدن بهطور مستقل از هم چرخ را اختراع کرده باشند.»
روش طراحی محاسباتی که محققان در این پژوهش به کار بردند، ممکن است در تحقیقات باستانشناسی دیگر نیز مفید واقع شود. «جیمز» افزود: «برای مثال، من فکر میکنم هنوز چیزهای زیادی برای یادگیری درباره نحوه ساخت دقیق اهرام مصر وجود دارد.» او همچنین اشاره کرد که طراحی مکانیکی محاسباتی میتواند در پاسخ به برخی از این سؤالات نقش مهمی ایفا کند.
مطالب مرتبط
