چه کسی چرخ را اختراع کرد؟

چرخ ابزاري است که هسته اصلي حمل و نقل مدرن و بسياري موارد ديگر است. اختراع چرخ به يک استعاره فرهنگي تبديل شده است که براي اشاره به دوران ماقبل تاريخ استفاده مي‌شود، اما آيا واقعاً چرخ مخترعي داشته است؟

ما اکنون قديمي‌ترين چرخ پيدا شده را در اختيار داريم. در سال ۲۰۰۲ باستان‌شناسان اسلوونيايي يک چرخ چوبي را در فاصله حدود ۲۰ کيلومتري جنوب شرقي "ليوبليانا"(Ljubljana) کشف کردند. مشخص شد که اين چرخ بين ۵۱۰۰ تا ۵۳۵۰ سال قدمت دارد. اين قدمت موجب شد اين چرخ به قديمي‌ترين چرخ شناخته شده در جهان تبديل شود که براي حمل و نقل استفاده مي‌شده است.

يک چرخ سنگي سفالگري در شهر باستاني سومري "اور"(Ur) واقع در عراق امروزي نيز پيدا شده است که قدمت آن به حدود ۳۱۲۹ سال قبل از ميلاد مسيح بازمي‌گردد. همچنين قطعاتي از يک چرخ سفالگري با قدمت حدود ۵۵۰۰ سال کشف شده است که شواهد نشان مي‌دهد استفاده از چرخ، حداقل براي ساخت ظروف سفالي قدمت حتي بيشتري هم دارد.

چرخ چه زماني اختراع شد؟

مخترع چرخ چه کسي بوده است؟ اعتقاد بر اين است که تمدن‌هاي بين‌النهرين مخترعان اصلي چرخ بوده‌اند، اگرچه اين فرض صرفاً بر اساس شواهد باستان‌شناسي موجود استوار است. تمدن بين‌النهرين از اين چرخ‌هاي اوليه براي ساخت سفال استفاده مي‌کرده است و اين حدود ۲۰۰۰ سال پيش از آن بوده است که يونانيان باستان ايده چرخ را به اندازه کافي توسعه دهند تا بتوان از آنها براي حمل بار استفاده کنند.

اولين چرخ‌ها و گاري‌ها که توسط يونانيان باستان طراحي شده بودند بسيار ابتدايي بودند. آنها فقط از دو ميله تشکيل شده بودند که در انتهاي آنها يک چرخ و يک محور قرار داشت و از آنها براي حمل بارهاي بزرگ در مزارع استفاده مي‌شد.

از آنجا که قديمي‌ترين چرخ شناخته شده مربوط به حدود ۳۵۰۰ سال قبل از ميلاد مسيح است، اين بدان معني است که اختراع آنها به پس از اختراع کشاورزي، قايق‌ها و پارچه‌هاي بافته شده بازمي‌گردد. از منظر دوره تاريخي، اختراع چرخ‌ها در دوره‌اي ميان دوران نوسنگي و عصر برنز قرار مي‌گيرد.

اهميت چرخ چيست؟

يکي از دلايلي که ابداع چرخ احتمالا مدتي طولاني به طول انجاميده اين است که چرخ‌ها و محورها در طبيعت يافت نمي‌شوند. ابزارهايي مانند اهرم يا چنگک و شانه بر اساس چيزهايي ساخته شده‌اند که شبيه آنها در طبيعت وجود دارد. اگرچه گياهان غلتان و سوسک‌هاي سرگين‌غلتانک از غلتاندن استفاده مي‌کنند، اما غلتاندن بدون محور کاربرد کمي دارد.

نکته مغفول مانده در مورد چرخ، احتمالا عدم تصور مفهوم استوانه‌اي بوده است که لبه‌هاي آن قابل غلتيدن باشد. انسان‌ها بايد به اين نتيجه مي‌رسيدند که چگونه مي‌توان يک شيء ثابت را به چرخ مجهز کرد. وقتي تمدن‌هاي اوليه فهميدند که حمل و نقل با چرخ و محور چقدر راحت‌تر است، روشن مي‌شود که چرا چرخ اختراع شده است.

نگاهي دقيق به اختراع چرخ و محور

در حدود سال ۱۹۷۵، باستان شناسان گلداني موسوم به "برونوسيس"(Bronocice) را کشف کردند که يک گلدان سراميکي مکشوفه در يک دهکده متعلق به دوران نوسنگي در لهستان بود. اعتقاد بر اين است که قدمت آن بين ۳۶۳۵ تا ۳۳۷۰ سال قبل از ميلاد مسيح است و منقش به اولين تصوير از يک وسيله نقليه چرخ‌دار است.

اگر تخمين قدمت اين گلدان دقيق باشد، بدان معني است که استفاده از چرخ و محور ممکن است اولين بار در جايي از استپ‌هاي اوراسيا ظاهر شده باشد. در واقع بسياري از کلمات مرتبط با چرخ و واگن از زبان مردم تروپولي(Tripolye) که در اوکراين امروزي زندگي مي‌کردند، گرفته شده است.

اِستِپ يا سبزدشت منطقه‌اي است داراي درختان خاردار و بوته‌هاي کوتاه قد که با فاصله از هم روييده‌اند. استپ پوشش گياهي ضعيفي دارد که براي چراي دام‌ها مناسب نيست.

اولين گاري‌هاي داراي چرخ و محور شامل يک چرخ و محور ثابت بودند که در آنها چرخ و محور با هم مي‌چرخيدند. اصولا از ميخ براي نگه داشتن چرخ و محور در جاي خود استفاده مي‌شد و تمام حرکت توسط اين چرخ-محور ترکيبي و متصل انجام مي‌شد.

در اواخر تاريخ استفاده از چرخ است که گاري‌هايي طراحي شدند که از سوراخ‌ها در آنها به جاي ميخ براي نگه داشتن محورها استفاده مي‌شود. اين کار دشوارتر است، زيرا براي ساخت يک محور ثابت با چرخ‌هاي گردان، انتهاي محور و سوراخ‌هاي مرکز چرخ‌ها بايد کاملاً صاف و گرد باشند. در غير اين صورت اصطکاک، از چرخيدن چرخ‌ها جلوگيري مي‌کند.

محورها نيز بايد به راحتي در داخل سوراخ‌هاي چرخ قرار بگيرند، اما به اندازه کافي آزاد باشند تا چرخش آزاد چرخ‌ها را فراهم کنند. به همين دليل است که توسعه محور احتمالا حدود ۳۵۰۰ سال قبل از ميلاد مسيح اتفاق افتاده است، هنگامي که اولين قلم‌ها و اسکنه‌هاي مسي ايجاد شد تا اجازه دهد سوراخ‌ها و محورهاي دقيق تراشيده شوند.

در اين مرحله بوده که چرخ به شکل امروزي در آمده است، با اين تفاوت که اين چرخ‌ها از چوب ساخته شده‌اند و نه از لاستيک و فلز.

چرخ مدرن

امروزه چرخ‌ها عملاً چيزي شبيه به طراحي اوليه چرخ‌ها نيستند. در حالي که آنها البته هنوز گرد هستند، اما از هر لحاظ ديگري اساساً متفاوت هستند. اين‌ها همه به دليل نوآوري در علوم مواد و توسعه مهندسي مکانيک است که اجازه مي‌دهد مجموعه‌هاي چرخ پيچيده‌تر و در عين حال کارآمدتري داشته باشيم.

با اختراع چرخ، تعداد زيادي ابزار ديگر از جمله ارابه، چرخ دستي و آسياب اختراع شد. همچنين چرخ دنده‌ها و تعداد زيادي دستگاه، از قايق‌هاي بخار گرفته تا دوچرخه و ساعت که از چرخ دنده استفاده مي‌کنند، ساخته شدند.

چرخ و محور يکي از مهم‌ترين کشفيات تاريخ بشر بوده‌اند. آنها همچنين يکي از دشوارترين آنها بودند که مستلزم پيشرفت‌هاي مختلف بوده‌اند که تقريباً همزمان اتفاق افتاده‌اند. در واقع، اختراع چرخ و محور چنان چالش برانگيز بود که برخي از باستان‌شناسان اين فرضيه را مطرح کردند که احتمالاً فقط يک بار در يک مکان رخ داده است و از آن مکان آنچنان سريع گسترش يافته که امروزه تعيين دقيقاً منشاء آن امري غيرممکن است.