Колесо называют самым важным механическим изобретением всех времен и связывают с серьезным социальными и экономическими изменениями в человеческих обществах. Тем не менее о происхождении этой революционной технологии известно мало. Авторы нового исследования считают, что колесо придумали жители Карпатских гор примерно шесть тысяч лет назад.
Традиционные инструменты, такие как углеродное датирование, позволили определить приблизительное время создания колеса и выявить несколько цивилизаций, которые могли бы стать его изобретателями. Но до сих пор у ученых нет единого мнения по таким ключевым вопросам, как точное место, способ и причины, по которым людям понадобилась новая непростая технология.
Археологические свидетельства о колесах и колесных транспортных средствах в медном веке в Европе, Азии и Северной Африке достаточно многочисленны. Это сцены сражений, нарисованные на стенах, миниатюрные колеса, детские игрушки, погребения в повозках и даже ранние текстовые ссылки на эту технологию.
Однако из-за того, что колесо было принято очень быстро в самых разных местах, до сих пор точно не известно, где и когда оно впервые появилось — или же у него было несколько независимых друг от друга изобретателей.
Существуют три основные теории происхождения колеса. Согласно первой, оно впервые появилось в Месопотамии примерно в 4000 году до нашей эры, а затем распространилось в Европе. Сторонники другой теории считают, что колесо изобрели на Черноморское побережье, в районе современной Северной Турции, около 3800 года до нашей эры.
Долгое время эти гипотезы называли примерно равноценными. Но постепенно археологи находили все больше колес в Восточной и Центральной Европе и даже в памятниках майкопской культуры (Северный Кавказ, Россия).
В степной зоне, от Дуная на западе до Маныча на востоке, раскопали более сотни погребений ямной культуры, в которых находились колеса и их глиняные изображения. Появилось предположение, что колесо изобрели степняки — это сильно упрощало бы их повседневную жизнь. Но радиоуглеродное датирование показало: этим захоронениям приблизительно 5200 лет. То есть это не самые древние примеры.
В 2016 году историк Ричард Буллит (Richard Bulliet) из Колумбийского университета (США) предложил третью теорию. По ней колесо изобрели рудокопы Карпатских гор примерно шесть тысяч лет назад, а оттуда оно уже распространилось по Европе, степи и на Ближний Восток.
Буллит считает, что примерно в 4000 году до нашей эры столь желанную медную руду стало труднее добывать. Шахтерам пришлось углубляться в шахты и таскать контейнеры с рудой обратно. Модели повозок позднего медного века, найденные в Карпатском регионе (на территории современных Венгрии и Румынии), имеют прямоугольную форму с трапециевидными боками — как у современных шахтерских вагонеток.
Для подтверждения своей версии Буллит привлек к исследованию инженеров. Совместно они описали эволюцию колеса в Карпатском регионе. Результаты работы опубликованы в журнале Royal Society Open Science.
Ученые предположили, что для эволюции колеса были необходимы три инновации. Для перемещения тяжелой корзины или ящика люди, скорее всего, использовали ролики, расположенные вдоль дорожки, по мере движения перетаскивая вручную ролики от задней части ящика к передней.
Археологи ранее отмечали, что во многих роликах ближе к краям выдолблены канавки, но относили это к естественному механическому износу. Авторы нового исследования утверждают, что такие канавки стали первым шагом в превращении примитивных роликов в колесную систему.
По их словам, канавки позволили бы ящику опираться на ролики и двигаться вперед-назад, без необходимости перетаскивать пройденные ролики вручную. На подобных проторельсах люди могли заталкивать в шахту более широкую тележку — ведь теперь человеку не нужно было постоянно перемещаться сбоку от нее.
Вторым новшеством, по мнению исследователей, была колесная пара, или колеса, закрепленные на оси. Они могли обеспечить тележке более высокий клиренс, чтобы преодолевать камни и другие обломки в шахте.
Третье изменение появилось примерно через 500 лет после создания колесной пары. Изобретатель-новатор придумал колеса, которые двигаются независимо от оси. Например, если одно колесо теряло точку опоры, второе могло продолжать движение.
Авторы научной работы убеждены, что сами условия шахт в Карпатских горах вынудили людей изобрести колесо и его модификации. При этом ученые подчеркнули, что их выводы не противоречат идее независимого открытия колеса другими цивилизациями — но уже не в Европе.