به گزارش سایت توژال، اگرچه اختراع چرخ همه چیز را از حمل و نقل گرفته تا سفال سازی متحول کرد، اما منشا و زمان دقیق این اختراع تا همین اواخر برای باستان شناسان روشن نبود. اکنون یک مطالعه جدید با استفاده از تکنیک های مکانیک سازه نشان می دهد که معدنچیان مس اروپای شرقی ممکن است نیروی محرکه سه نوآوری اصلی در فناوری چرخ بوده باشند که برای اولین بار در 3900 سال قبل از میلاد استفاده شد.

شواهد باستان‌شناسی زیادی از چرخ‌ها و ارابه‌های چرخدار در عصر مس (حدود 5000 تا 3000 قبل از میلاد) در سراسر اروپا، آسیا و شمال آفریقا یافت شده است، از جمله صحنه‌های نبرد نقاشی‌شده، چرخ‌های مینیاتوری، اسباب‌بازی‌های کودکان، واگن‌های تدفین، و حتی متون متعدد. ; اما از آنجایی که استفاده از چرخ به سرعت رایج شد، دقیقاً مشخص نیست که اولین بار در کجا و چه زمانی اختراع شده است، اما این احتمال وجود دارد که به طور مستقل در زمان ها و مکان های مختلف اختراع شده باشد.

سه نظریه اصلی در مورد منشا چرخ وجود دارد. اولین مورد نشان می دهد که چرخ ابتدا در حدود 4000 سال قبل از میلاد در بین النهرین اختراع شد و سپس به اروپا گسترش یافت. نظریه دوم معتقد است که چرخ در حدود 3800 سال قبل از میلاد در اطراف سواحل پونتیک در شمال ترکیه اختراع شده است و نظریه سوم معتقد است که چرخ بین سالهای 4000 تا 3500 قبل از میلاد در کوههای کارپات اختراع شده و از آنجا در جهات مختلف گسترش یافته است.

معدن مس کارپات و تولید چرخ

نظریه سوم که در سال 2016 توسط ریچارد پولیت، مورخ و استاد بازنشسته دانشگاه کلمبیا و یکی از نویسندگان مطالعه جدید ارائه شد، بر این ایده است که یافتن سنگ مس در حدود 4000 سال قبل از میلاد بسیار دشوار بوده است. بنابراین، معدنچیان موظف بودند به عمق معادن سفر کنند و ظروف سنگ معدن را به سمت بالا فشار دهند. پولیت در کتاب خود به نام «چرخ: اختراعات و اختراعات مجدد» اشاره کرد که مدل‌های ارابه‌های اواخر عصر مس یافت شده در Carpathians مستطیل شکل با اضلاع ذوزنقه‌ای (شبیه به ماشین‌های معدن امروزی) بودند.

او و همکارانش در آخرین مقاله خود به تفصیل چگونگی تکامل چرخ را شرح می دهند. این تیم بر اساس شواهد باستان شناسی، مکانیک محاسباتی کاربردی و علم طراحی، دانش خود را در مورد سیستم های چرخ باستانی بر اساس شواهد باستان شناسی، به کار گرفتند تا کشف کنند که چگونه افراد می توانند مجموعه ای از قرقره های ساده را به یک سیستم چرخ و محور تبدیل کنند.

نوآوری های مورد استفاده در تکامل چرخ

سپس این ایده مطرح شد که برای پیشبرد چرخ به سه نوآوری نیاز است. با توجه به نیاز به جابجایی سبدها یا جعبه های سنگین، آنها احتمالاً از غلتک هایی استفاده می کردند که در امتداد مسیر حرکت می کردند و در صورت لزوم غلتک های عقب را به جلو حرکت می دادند.

قرقره های شیاردار به عنوان اولین ابداع، امکان قرار دادن جعبه ها بر روی غلتک ها و جابجایی آنها را بدون نیاز به تعویض غلتک ها به عقب و جلو می داد. این امکان ارسال چرخ دستی های بیشتری به معدن را فراهم کرد.

اختراع دوم چرخ یا چرخ هایی بود که روی یک محور نصب می شدند و به گاری فضای بیشتری برای عبور از روی سنگ ها و دیگر زباله های معدن می دادند. سومین نوآوری که باعث شد چرخ ها به طور مستقل از محور حرکت کنند، احتمالاً حدود 500 سال پس از چرخ به وجود آمد و طبق این مقاله، قابلیت مانور را به طراحی اضافه کرد.

بر اساس تجزیه و تحلیل محاسباتی و پس از ایجاد طرح مونتاژ چرخ بهینه، اعضای تیم دریافتند که تکامل چرخ و محور از قرقره‌های ساده یک مسیر رو به پایین قابل قبول است که نشان‌دهنده طراحی بهینه‌تر انرژی است. اگرچه ممکن است معادن کارپات بر طراحی تأثیر گذاشته باشد.

یکی از این محققان توضیح داد: “محیطی که توسعه دهندگان چرخ در آن کار می کردند دارای ویژگی های منحصر به فردی بود که افراد را تشویق می کرد به حمل و نقل مبتنی بر قرقره روی بیاورند.”

به گفته محققان، پیشرفت و توسعه چرخ در عصر مس متوقف نشد. به عنوان مثال، اختراع یاتاقان های شعاعی در سال 1869 منجر به پیشرفت های عمده ای در صنایع خودروسازی و ماشین آلات قرن بیستم شد.

اگرچه مدل جدید شاید توضیح دهد که چگونه چرخ در شرق اروپا اختراع شد و به طور بالقوه از آنجا گسترش یافت، احتمالاً چیزهای بیشتری گفته می شود. یکی از محققان گفت: “من فکر می کنم هنوز ممکن است که چندین تمدن به طور مستقل چرخ را کشف کرده باشند.”

وی خاطرنشان کرد که رویکرد طراحی محاسباتی محققین در این مطالعه را می‌توان برای سایر سؤالات باستان‌شناسی نیز به کار برد: «به عنوان مثال، من فکر می‌کنم هنوز چیزهای زیادی برای یادگیری در مورد چگونگی ساخت اهرام وجود دارد و طراحی مکانیکی محاسباتی می‌تواند کمک کند. به آن پاسخ دهید.» ممکن است برای برخی از این سوالات مفید باشد.