Hoewel de uitvinding van het wiel ongeveer 6000 jaar geleden een revolutie teweegbracht in alles, van transport tot het maken van aardewerk, blijft de precieze oorsprong ervan een mysterie voor archeologen. Maar een nieuwe studie waarbij gebruik wordt gemaakt van technieken uit de structurele mechanica suggereert dat Oost-Europese kopermijnwerkers al in 3900 voor Christus de drijvende kracht kunnen zijn geweest achter drie grote innovaties in de wieltechnologie.
Archeologisch bewijs van wielen en strijdwagens op wielen uit de Kopertijd (ca. 5000 tot 3000 v.Chr.) is in overvloed aanwezig in Europa, Azië en Noord-Afrika, waaronder met graffiti beschilderde gevechtsscènes, miniatuurwielen, kinderspeelgoed, wagenbegrafenissen en zelfs vroege tekstuele verwijzingen naar de technologie. . . Omdat het wiel dat was Zo snel aangenomenHet is echter onduidelijk waar en wanneer het voor het eerst werd uitgevonden – of dat het onafhankelijk van elkaar op verschillende tijdstippen en plaatsen werd uitgevonden.
Er zijn drie belangrijke theorieën over de oorsprong van het wiel. Eén suggereert dat hij voor het eerst verscheen in Mesopotamië Rond 4000 voor Christus verspreidde het zich vervolgens naar Europa. Een andere theorie suggereert dat het zich rond 3800 voor Christus ontwikkelde rond de Pontische kust in het noorden van Türkiye. De derde belangrijke theorie zegt dat het wiel tussen 4000 en 3500 voor Christus in de Karpaten werd uitgevonden en zich van daaruit in verschillende richtingen verspreidde.
Dit is de derde theorie die de historicus in 2016 naar voren bracht Richard Bullitteen emeritus hoogleraar aan de Columbia University en co-auteur van de nieuwe studie, is gebaseerd op het idee dat vanaf ongeveer 4.000 voor Christus het broodnodige kopererts moeilijker te vinden werd, waardoor mijnwerkers dieper de mijnen in moesten reizen en containers moesten vervoeren. Van ertsterugtrekking. Modellen van laat-Chalcolithische wagens gevonden in de Karpaten zijn rechthoekig van vorm met trapeziumvormige zijkanten – vergelijkbaar met de huidige mijnbouwwagens, schreef Pollitt in het boek.The Wheel: uitvindingen en innovaties(Columbia University Press, 2016).
In een studie gepubliceerd op woensdag (23 oktober) in het tijdschrift Royal Society Open SciencePollitt en co-auteurs Kay Jameseen lucht- en ruimtevaartingenieur bij Georgia Tech, en Lee Alacokeen voormalig ingenieur aan de Urbana-Champaign van de Universiteit van Illinois, heeft hun model gedetailleerd van hoe het wiel waarschijnlijk is geëvolueerd.
Gerelateerd aan: 20 uitvindingen die de wereld hebben veranderd
Beginnend met hun kennis van oude wielsystemen, gebaseerd op archeologisch bewijs, gebruikte het team computationele mechanica en ontwerpwetenschap om te onderzoeken hoe mensen een reeks eenvoudige katrollen transformeerden in een wiel- en assysteem.
In hun onderzoek suggereerden de onderzoekers dat er drie innovaties nodig waren om het wiel te laten evolueren. Gezien de noodzaak om een zware mand of kist te verplaatsen, zouden mensen waarschijnlijk katrollen gebruiken die langs de baan waren geplaatst, waardoor de achterste rollen indien nodig naar voren werden bewogen.
Dankzij de eerste innovatie – gegroefde katrollen – kon de kist op de katrollen rusten en heen en weer bewegen, zonder dat mensen moesten rondlopen om de katrollen te vervangen. Hierdoor konden mensen mogelijk een bredere kar de mijn in duwen. De tweede innovatie was een stel wielen, of wielen gemonteerd op een as, waardoor de kar meer ruimte zou hebben gekregen om over rotsen en ander puin in de mijnschacht te rijden. De derde innovatie, waarbij de wielen onafhankelijk van de as bewegen, ontstond waarschijnlijk ongeveer 500 jaar na het wielstel, wat volgens de krant wendbaarheid aan het ontwerp toevoegde.
Na het creëren van een geoptimaliseerd ontwerp voor de wielconstructie ontdekte het team op basis van hun computationele analyse dat de evolutie van het wiel en de as vanuit eenvoudige katrollen een redelijk pad was dat een steeds energiezuiniger ontwerp weerspiegelde. Maar Karpatische mijnen hebben mogelijk ook het ontwerp beïnvloed.
“De omgeving waarin de oorspronkelijke wielontwikkelaars werkten had een aantal unieke kenmerken die de verschuiving naar op katrollen gebaseerd transport aanmoedigden”, vertelde James WordsSideKick.com in een e-mail. “In principe hebben deze omgevingskenmerken – bijvoorbeeld een smal, afgesloten spoor – de wielontwikkelaars in de richting van dit specifieke ontwerp geduwd.”
Onderzoekers merken echter op dat de ontwikkeling van het wiel in het kopertijdperk niet is gestopt. De uitvinding van radiale kogellagers in 1869 leidde bijvoorbeeld tot grote vooruitgang in de auto- en machine-industrie in de 20e eeuw.
Hoewel het nieuwe model misschien verklaart hoe het wiel in Oost-Europa werd uitgevonden en zich misschien van daaruit verspreidde, is dit misschien niet het laatste woord over dit onderwerp. “Ik denk dat het nog steeds mogelijk is dat meerdere beschavingen onafhankelijk van elkaar het wiel hadden kunnen ontdekken,” zei James.
James zei dat de computationele ontwerpbenadering die de onderzoekers in dit onderzoek hebben gevolgd, kan worden toegepast op andere archeologische vragen. “Ik denk bijvoorbeeld dat er nog veel te leren valt over hoe je dat precies moet doen De piramides werden gebouwd“Computationeel mechanisch ontwerp kan effectief zijn bij het beantwoorden van sommige van deze vragen”, zei hij.
“Reizende ninja. Onruststoker. Spekonderzoeker. Expert in extreme alcohol. Verdediger van zombies.”
More Stories
We hebben een nieuwe fossiele soort prehistorische vissen ontdekt
Tijdelijke sluiting van de Port Hope Simpson Community Clinic
'Comet Halloween' lijkt uiteen te vallen in de ruimte: ScienceAlert