Меню

Изобретение колеса со спицами

Знакомьтесь — Квеклос: кем был изобретатель первого колеса и как он до него додумался

Колесо считается одним из главных изобретений в истории цивилизации. Как оно изменило жизнь древних людей, а также что известно современной науке о его создателе? Где и как он жил, во что верил и чем развлекал своих детей, рассказывает Wired.

Однажды, несколько сотен тысяч лет назад, задолго до изобретения колеса, какой-то несчастный гоминид, вероятно, наступил на округлый камень или бревно и — прямо перед тем, как раскроить себе череп, — обнаружил, что круглая форма предмета уменьшает трение с землей.

Это открытие объясняет повсеместное распространение роликов (бревен, подложенных под тяжелые предметы) в древнем мире. Египтяне и месопотамцы использовали их при постройке пирамид, а полинезийцы острова Пасхи — при транспортировке каменных статуй.

Ось колеса

Однако ролики неэффективны, ведь их нужно заново подкладывать по мере продвижения вперед. Эту проблема решила ось, которую некоторые ученые считают самым важным механизмом, когда-либо изобретенным человеком.

Несмотря на то что ролики применялись издавна, колесо и ось появились всего 6000 лет назад. Ось впервые появилась в Месопотамии как часть гончарного круга. Трудно сказать, что натолкнуло людей на революционное открытие, что центр вращающегося диска неподвижен (может быть, бисер на нити?), так как у этого механизма нет аналогов в мире природы.

Переход от гончарного круга к колесам на оси произошел не сразу. Первую пару колес, вероятно, изобрел гончар, у которого (или которой) были дети, так как самая старая в мире ось имеет 2 дюйма (5 см) в длину, сделана из глины и является частью игрушки на колесиках.

Первые колеса — игрушечные

В июле 1880 года археолог Дезире Шарне обнаружил первые колеса доколумбовой Америки. Они были приделаны к маленькой фигурке койота, найденной в гробнице ацтекского ребенка на юге Мехико.

В своей книге «Древние города Нового мира» Шарне высказывает предположение, что игрушку «долгое время хранила мать в память о своем погибшем ребенке».

Этот ребенок жил на несколько тысяч лет позже европейского изобретателя колеса, но до того, как европейцы принесли колесо в Америку. То есть гончары Старого и Нового мира независимо друг от друга изобрели колесо и ось, чтобы сделать игрушку для своих детей.

Большинство археологов скептически относятся к тому, что такое важное изобретение могло возникнуть из чего-то настолько несерьезного, как игрушка. Но не инженеры. По их мнению, было бы удивительно, если бы первая ось и первая пара колес были приделаны к 500-футовой повозке.

Уменьшенные версии изобретений, которые мы сегодня называем моделями или прототипами, почти всегда предшествуют полноразмерным. Их намного легче сконструировать, а изобретатель может быстрее выявить потенциальные проблемы и решить их.

Первая повозка

Однако, несмотря на смекалку первого изобретателя колеса, глубокие преобразования в обществе вызвала не созданная им игрушка, а настоящие колеса, которые появились на несколько сотен лет позже. Первая повозка возникла примерно 5400 лет назад и стала первым в истории изобретением, мгновенно распространившимся по миру. Археологи обнаружили древние повозки в самых разных странах — от Ирака до Германии. Распространение повозки не остановили даже культурные барьеры того времени: она были слишком полезной.

Антрополог Дэвид У. Энтони, автор книги «Лошадь, колесо и язык», считает, что настолько быстрое распространение повозки объясняется ее размерами:

«Повозки были самыми большими деревянными машинами, которые люди когда-либо видели. Они были медленными и громкими, а тянули их буйволы — одни из крупнейших животных в степи».

Повозка была древним аналогом спутника. Она просто не могла остаться незамеченной.

Поскольку конструкции двух самых старых найденных археологами колес существенно отличаются друг от друга — к одному ось прикреплена намертво, как в современных поездах, тогда как другое свободно вращается на оси, как в современном автомобиле, — Энтони считает, что многие строители повозок не имели возможности детально изучить механизм и пытались воссоздать то, что видели издалека.

Изобретение повозки мгновенно отразилось на жизненном укладе людей на Ближнем Востоке и в Европе. Оно значительно увеличило производительность труда фермеров и, как следствие, изменило ландшафт.

Тогда как прежде для транспортировки удобрений, семян и собранного урожая необходимы были целые группы людей, благодаря повозке стало возможным появление семейных ферм. Поселения, прежде сосредоточенные вокруг рек, распространились вглубь плодородной степи. Повозка изменила экономику, образ жизни, войну и даже язык.

Сделать из маленькой игрушки полноразмерную повозку непросто. Энтони считает, что создание колеса и оси было кропотливым делом, требующим точных инструментов, таких как долото и шило, которые металлурги начали отливать только незадолго до появления повозки. Кроме того, повозка не могла быть изобретена поэтапно, а это значит, что ее создал один человек.

Изобретатель колеса Квеклос

Личность изобретателя повозки до сих пор остается неизвестной, но реконструкция мертвых языков помогла ученым как никогда близко подобраться к разгадке.

Читайте также:  Детский джемпер реглан спицами для девочки

Кто сконструировал первую повозку?

Назовем его Квеклос — словом, которое, по мнению палеонтологов, означало «колесо». Слово «квеклос» было производным от глагола «вращать, крутить», то есть изобретатель назвал свое детище «вращалищем».

Квеклос родился примерно 5400 лет назад. Благодаря популярности повозки и многочисленным упоминаниям о ней в летописях разных стран эту дату можно считать достаточно точной.

Если дата рождения Квеклоса более-менее известна, то место его рождения по-прежнему остается предметом горячих споров. По словам Энтони, «распространение повозки было таким стремительным, что невозможно определить, где она возникла впервые».

Где и когда появилось первое колесо

На данный момент за звание самого старого колеса соперничают два: первое было найдено в болоте неподалеку от Любляны, а второе (вместе с целой повозкой) — в ямном погребении на Северном Кавказе.

Археология — неподходящая наука для определения, откуда берет начало то или иное изобретение. Но лингвистические данные указывают на то, что погребенный вместе со своей повозкой ямник жил ближе к тому месту, где была изобретена повозка. Многие палеонтологи считают, что ямники говорили на праиндоевропейском языке, который также был родным языком создателя повозки.

«Анализ связанной с колесом лексики показывает, что большинство слов для обозначения колес и осей было образовано от глаголов и существительных праиндоевропейского языка», — говорит Энтони.

Праиндоевропейское название оси (акс) происходит от праиндоевропейского слова, обозначающего «плечо». То есть праиндоевропейцы выбрали для обозначения колеса свое, а не иностранное слово. Этот факт имеет решающее значение, ведь, перенимая чужие технологии, люди, как правило, заимствуют вместе с ними и оригинальные названия.

Например, когда испанцы привезли с Карибских островов табак, то сохранили оригинальное название «табако».

Квеклос был земледельцем и пастухом. Он владел лошадьми, овцами и собаками; пил медовуху и молоко своего скота; носил одежду из шерсти и жил в длинном доме в небольшом поселении, расположенном у реки. Лингвистические данные указывают на то, что Квеклос поклонялся богу неба и приносил в жертву коров и лошадей. На основании ДНК ямников можно сделать вывод, что у Квеклоса, скорее всего, были карие глаза, темные волосы и смуглая кожа. Средний рост мужчин ямной культуры составлял примерно 1,75 см, и, вероятно, они имели крепкое телосложение благодаря ежедневной работе в поле.

Инструменты для создания колеса

Одно можно сказать о Квеклосе наверняка: он был гением и мастером своего дела, ведь, чтобы сделать из игрушки полноразмерную повозку, нужно решить целый ряд проблем. Некоторые ученые, в том числе и Энтони, считают, что медные инструменты неслучайно появились незадолго до первой повозки. Колесо и ось невозможно было создать при помощи примитивных каменных орудий.

Как пишет Стивен Фогель, автор книги «Почему колесо круглое», самое важное в колесе — это то, насколько крепко оно сидит на оси. Если колесо сидит слишком крепко, повозка не поедет; если слишком свободно — колесо отпадет. В крошечной модели этой проблемы нет. Не требуется в моделях и определенное соотношение между диаметром и длиной оси, тогда как в полноразмерной повозке слишком толстая ось создает слишком сильное трение, а слишком тонкая — ломается под тяжестью груза.

Не всё так просто и с самим колесом.

Если бы Квеклос попросту распилил срубленное дерево, как колбасу, ничего бы не вышло. По словам Фогеля, волокно в таком куске древесины недостаточно крепкое, чтобы выдержать давление на край, и оно бы быстро деформировалось. Квеклос знал, что должен сконструировать колесо из продольных досок, тщательно скрепить их вместе и придать им идеально круглую форму.

Волы, тянущие повозку

Размер колеса также очень важен. Повозка на слишком маленьких колесах не смогла бы преодолеть выбоины на дорогах, а на слишком больших — сдвинуться с места. Однако, даже несмотря на изобретательность Квеклоса, его колесо было бы бесполезным без волов.

Первым рогатым скотом были туры, которых населявшие территорию современной Турции натуфийцы одомашнили около 10 000 лет назад. Поначалу натуфийцы использовали туров только как источник мяса и молока, но к началу IV тысячелетия до н. э. майкопцы, населявшие земли современной Украины, начали кастрировать самцов и использовать их в качестве рабочих животных. Процесс приучения быков к хомуту был жестоким и требовал, как пишет археолог Сабина Рейнольд, «сломить дух животного».

Страдал не только скот.

Вышеупомянутый ямник, погребенный вместе со своей повозкой, получил за свою жизнь 26 переломов, а также заработал артроз позвоночника, ребер и стоп. Его жизнь была тяжелой, и он был в этом не одинок. У многих ямников, похороненных вместе со своими повозками, были обнаружены многочисленные переломы, ведь приучение быков к хомуту подразумевало борьбу между человеком и животным.

В погребениях майкопцев был найден скот с кольцами в носу. По мнению некоторых археологов, это означало, что человек приручил животное.

Колесо изменило земледелие и всю нашу жизнь

Когда Квеклос впервые запряг волов в свою несколькосотфутовую деревянную повозку, он навсегда изменил земледелие. Прежде для работы на ферме нужны были силы целого поселка; с повозкой, запряженной волами, достаточно стало одной семьи.

Читайте также:  Схема вышивки крестом мое маленькое солнышко

Как следствие, семьи ямников, использовавшие повозки как дома на колесах, рассредоточились по всей просторной евразийской степи, а затем — и за ее пределами.

Их культурное влияние ощущается до сих пор. Сегодня 45% населения планеты говорит на языках, произошедших от праиндоевропейского. Английский, греческий, латынь, санскрит, португальский, испанский, шведский, словацкий, пушту, болгарский, немецкий, албанский и многие другие языки относятся к индоевропейской семье языков.

Новые исследования ДНК подтверждают, что ямная культура распространилась из степей на юг и запад. Массивные повозки сыграли важную роль в этой культурной экспансии, но вполне возможно, что еще более важную роль сыграли маленькие безбилетные пассажиры повозок (животные и насекомые). Генетики обнаружили бактерию Yersinia pestis (чумную палочку), вызвавшую черную смерть, в зубах людей, живших 5000 лет назад на территории Центральной России. Похоже, что ямники, сами того не осознавая, принесли с собой в Европу биологическое оружие.

Возможно, Квеклос умер именно от чумы. А, возможно, от несчастного случая. Как бы там ни было, популярность его изобретения говорит о том, что Квеклос мог быть одним из немногих древних изобретателей, получивших широкое признание при жизни. Возможно даже, что ямный обычай хоронить людей вместе с повозками начался именно с него.

Источник

Вопрос колёс не так уж прост!

Все лучшие изобретения сделаны на стыке необходимости и лени. В транспортировке грузов люди тоже всегда делали, как проще. Носили, повесив мешки на шею и плечи; вьючили на животных, грузили на плот или лодку.

Плот вообще стал первым транспортом, плывшие по воде. Сани – тот же плот, скользящий на полозьях по снегу, то есть по замёрзшей воде. По земле таскали груз на лёгких волокушах из веток деревьев, и, наконец, изобрели колёсную повозку. Которая, по сути, те же сани, только на колёсах.

Трудности с колесом

Сначала колёса были сплошные. Их сколачивали из нескольких обрезанных досок. Потом догадались околачивать по ободу деревом или медной шиной. Наконец, изобрели ступицу и спицы. Такие колёса – уже вещь технологически сложная!

Надо изготовить ступицу, затем спицы, каждую вручную. Собрать из кусочков обод. Спицу вбить в ступицу; а с другого конца – в обод. Чтоб на таком ездить – на обод надо ставить железную шину, иначе колесо развалится через сто метров.

А ось? Если она деревянная, то телега сгорит. Ведь трением дерева о дерево добывали огонь. Ось делали из металла, и ступицу изнутри обивали металлом, так, чтобы пара металлов имела низкий коэффициент трения. Например, железо прекрасно скользит по бронзе.

Остаётся придумать смазку и соединить всю конструкцию с кузовом.

Ах, да, надо же ещё сделать этот кузов! Из брёвен, не имея пилы…

По опыту наших дней, масса телеги составляет 250-300 кг, а в старину, когда доски выстругивали вручную, наверняка была больше. Два-три пассажира добавляют 150-200 кг. Плюс, учтите вес груза. Таким образом, около тонны давит на две оси! Каково?

А ещё надо понимать, что не везде поездишь на такой телеге. В степи или саванне, по крепкой дернине – за милую душу. А в лесах все колёсья переломаешь, едва тронувшись с места, а в глине увязнешь…

Изобретение ступицы, колеса со спицами и металлической оси – это был технический прорыв, сравнимый с появлением авиации в начале ХХ века. Но мы сейчас не наблюдаем по самолёту в каждом дворе! Аналогично, и телеги были редкими и дорогими.

Наука история, надо сказать, так и не решила «колёсного» вопроса. Нет описания технологии изготовления старинных колёс. Нет понимания, как инструментами медно-каменного века можно было их изготовить. Иногда называют колесом нечто с четырьмя спицами, имеющееся на некоторых старинных рисунках, но передвигаться на таком нельзя; это изображение Солнца для религиозных обрядов, не более того.

Если верить историкам, люди то катаются на цельном деревянном колесе, то вдруг на колесе со спицами, то непонятно почему возвращаются к цельной деревяшке. В самом деле: от Тихого океана до Пиренеев найдены колёса со спицами, которые археологи датируют 2-м тысячелетием до н.э. А татаро-монголы XIII века опять якобы пересели на колёса из сколоченных досок, и покорили весь мир… Непонятно.

Древние «тачанки»

Наличие описаний и древних рисунков малоазиатских боевых колесниц – это исторический факт, с которым нельзя не считаться. Но нельзя забывать и о том, что при отсутствии железа такие изделия не могли быть крепкими. Реконструкции нашего времени показывают, что чаще всего ломался нижний изогнутый конец дышла, где он выходит из-под кузова. Из-за жёсткого сцепления дышла и кузова резкие повороты грозили опрокидыванием повозки. Колёса на марше и в ходе боя застревали в неровностях почвы.

Читайте также:  Женский джемпер шерсть спицами

А враг наверняка подбрасывал под колёса всякие предметы! А тут и там валялись убитые и раненые! Какие уж тут скоростные налёты.

Скорее всего, колесницы в боевых действиях использовали по принципу тачанки. Выстроившись в линию, колесницы неспешно трусили в сторону врага. Поворачивали по широкой дуге, затем одна за другой они шли вдоль порядков противника, а стоявшие в них бойцы обстреливали врага из луков. Когда стрелы кончались, эти античные тачанки неспешно ехали обратно. Потребности в больших скоростях, ломающих колеса, вообще не было!

Кроме того, возможно, боевых колесниц было не так уж и много в истории. Не зря в египетских записях о пленных колесничих сообщали отдельно, как о редкой добыче. А уж сколько с них понаделали рисунков, это совсем другая история.

В «Махабхарате» описаны бои колесниц между собой. Тоже непонятно, кто писал, и с какой степенью знания предмета. Соблюдать строй в таких боях было невозможно, руководить колесничими в сражении, из-за пыли и грохота, тоже.

А ещё колесницы применяли для преследования разбитого и бегущего врага.

Так что вопросов больше, чем ответов. Нужно проводить эксперименты.

Колесо на Руси

Колесо у нас придумали очень давно. Об этом говорит хотя бы то, что само слово – из того первичного ряда слов, что и небо, древо, чудо, дело, русло, коло. От «коло» (круг) как раз могло произойти «колесо». Была и предыстория: скифы катались по Северному Причерноморью на телегах задолго до появления Киевской Руси.

На юге Руси о колёсах складывали песни! Считается, именно из песен летописец взял рассказ о том, как князь Олег (Вещий) поставил свои суда на колёса и посуху под парусами пошёл к Царьграду, к воротам коего прибил щит. Дело было якобы в 907 году.

Правда, об этом походе, о колёсах и щите нет ни слова у византийских авторов. Вдобавок датский викинг Рагнар Кожаные Штаны, столь же легендарный, как и киевский Олег, полувеком ранее в сражении под Геллеспонтом тоже ставил корабли на колёса. Ещё: нечто громадное, вроде кораблей на шестьдесят бойцов, с шестнадцатью колёсами, прикатили норманны к Парижу в 886-м. А вот и реальный случай: в 1453-м турки при осаде Константинополя катили свои галеры по деревянному настилу.

Корабли на колёсах – удивительная военная хитрость, запавшая в память народа. Ясно, что «простые» колёса в песни и сказки не попадали в силу их негероичности.

На севере Руси колесо освоили позже, чем на юге. Причём инструменты, чтобы делать колёса и телеги, были, а жёсткий хомут на деревянной основе изобрели даже раньше, чем в Западной Европе. Топоры уже походили на современные. Имелись железные гвозди и много прочего полезного. Однако, в силу особенностей ландшафта, предпочитали делать сани, а летом таскать грузы на волокушах. Поэтому в распоряжении историков нет телег, зато много саней.

Но несколько тележных колёс всё же найдено в Новгороде; они относятся с XI-XII векам. Не зря же новгородцы мостили улицы своего города досками. Диаметр колёс около 85 см, обод из цельного гнутого дубового бруса, спиц девять, они также дубовые. Ступица массивная, точеная на токарном станке, с отверстием для оси диаметром 6 см и гнёздами для спиц. По качеству – не хуже колёс XIX века.

С развитием сети дорог, на севере тоже стали делать телеги; даже переход на автомобили не убил этого ремесла: в позднем СССР было двенадцать телегостроительных заводов.

Всевидящий слепец

Ну и, наконец, обратимся к самой древней древности.

Историки считают, что великий Гомер (жил он якобы в VIII веке до н.э.) был слепым. И вот как древнегреческий слепец описал в «Илиаде» колесницу. Пила ещё не изобретена, топор в лучшем случае бронзовый:

Геба ж с боков колесницы набросила гнутые круги

Медных колёс восьмиспичных, ходящих по оси железной.

Ободы их – золотые, нетленные, сверху которых

плотные медные шины наложены, диво для взора!

Окаймлены серебром по обоим бокам их ступицы.

Кузов же сам на ремнях золотых и серебряных крепких

прочно лежит, и дугою два поручня тянутся сверху.

Дышло же из серебра. К окончанью его привязала

Геба ярмо золотое, к ярму же – нагрудник прекрасный,

весь золотой. Под ярмо подвела лошадей своих быстрых.

(перевод Н.М. Минского)

Мы видим (вместе со слепым Гомером) подходящую металлическую пару: медь колеса по железу оси, вместо подшипника. Есть медные шины, восемь спиц.

Но как это сделано?! Загадка.

В Европе колёсное мастерство, начавшись реально в XI или XII веках, к XV столетию достигло совершенства. Получили надёжное колесо с крепкой стальной осью, придумали упряжь и прочее. Почему? Потому, что были уже стальные инструменты: молоток и топор, долото, пила и клещи, свёрла и тиски.

Во времена, к которым приписывают жизнь Гомера, ничего этого не было.

Источник