A mérnöki csúcsteljesítmény, amely örökre átszabta a világot: a kerék
2020 / 05 / 27 / felkai.adam
A mérnöki csúcsteljesítmény, amely örökre átszabta a világot: a kerék
A kerék látszólag olyan találmány, amelyben az az igazán csodálatos, hogy korábban miért nem gondolt rá senki. Ha viszont kicsit utánamegyünk a dolgoknak (márpedig most öveket becsatolni: alaposan utánamegyünk), rájövünk, mennyire lenyűgöző, hogy egyáltalán megszületett, és egy leleményes zseni kellett ahhoz, hogy kiötölje. Olyan ember, akit méltán lehetne a legnagyobbak közt emlegetni, ha tudnánk a nevét.

A kerék feltalálását könnyű úgy elképzelni, hogy valahol és valamikor egy paraszt a homlokára csapott, és végre leesett neki, hogy mennyivel könnyebb mindenféle pakkokat mozgatni ezen a módon, mintha az ember csak simán púpra kapja azokat. Valójában azonban a kerék feltalálásában nincs semmi magától értetődő.

A fenti állításnak több alapja is van, és idővel ezekre mind ki fogunk térni, de most korai gondolatébresztőnek legyen elég kettő: a keréknek a legtöbb emberi találmánytól eltérően nincs előképe a természetben. A kerékhez nem lehetett szakaszonként eljutni: valaki vagy kiötölte az egészet tengelyestül és mindenestül vagy kudarcot vallott.

Nem létezik ugyanis éppen csak működő kerék.

Begurulunk

Arra viszonylag korán ráébredtek eleink, hogy úgy általában összefüggés áll fenn a forgómozgás és a súrlódás csökkentése között. Magyarán könnyebb valamit gurítani, mint simán csak húzni-vonni. Az egyiptomiak, illetve a korai mezopotámiai kultúrák mind kivágott fatörzseken mozgatták a nehezebb rakományokat – jellemzően építkezésekhez használt köveket. Sőt a Húsvét-sziget hatalmas fejeit is így szállíthatták.


Sumer harciszekér

Ugyanakkor ez a megoldás éppen csak jobb volt annál, mintha simán csak a talajon vonszolták volna a terhet. A fatörzseket folyamatosan pakolni kellett (az utolsót helyezték előre, amint legördült róla a teher), és a súrlódás sem csökkent annyit, hogy a szállítás a legkevésbé is kényelmesnek lett volna nevezhető.

Maga a forgómozgás tehát csak az első lépés: a kerék a tengelytől lesz kerék, mivel az rögzíti, és biztosítja a folyamatos forgást.

Innentől már gyerekjáték

Tehát valaki figyelte a nyomorultakat, akik fatörzseken szerencsétlenkedték előre a gigászi Lego kockákat a piramishoz, és ez az illető rájött, hogy mennyivel jobb lenne, ha nem kellene állandóan pakolni a kivágott fatörzseket, hanem mondjuk egy kerek izé foroghatna egy rögzített tengely körül. Azt persze nem tudni, hogy pontosan ez a gondolat vezetett-e el a tengelyhez, azzal viszont tisztában vagyunk, hogy hol és mikor jelent meg először a tengely.

A régészeti leletek tanúsága alapján a tengelyt körülbelül 6000 éve alkalmazták először, méghozzá a fazekasok.

Minek kellett a fazekasoknak tengely és kerék? Talán gurultak azok az agyaglábasok? Vagy talicskához használták? A válasz ennél is meglepőbb: gyerekjátékhoz. A tengely és a kerék együttese először különböző, kereken guruló agyagállatokon jelent meg. Mexikóban például 1880-ban fedeztek fel egy agyagból készült prérifarkast, amely négy keréken gurult. A játékot egy azték gyermek sírjában találták.

Az nyájas olvasók közt nyilván akad, aki most hitetlenkedik: egy ennyire hasznos valami miként tűnhet fel előbb gyerekjátékon, mint valami sokkal praktikusabb eszközön, például egy szekéren. Ez a kétkedés nem nélkülöz minden alapot, és például a régészek éppen ily tanácstalanul vakarják a fejük a jelenség felett.

Más véleményen vannak viszont a mérnökök. Szerintük épp az lett volna a meglepő, ha a tengely és a kerék együttese először egy néhány mázsás szekéren jelenik meg.

Általánosan elmondható ugyanis, hogy a találmányok apróbb változatai, vagyis a modellek mindig megelőzik az adott ötlet tényleges, gyakorlatba történő átültetését.

Mindent vagy semmit

Úgy tűnhet tehát, hogy csak egy ugrás választja el a csattogós lepkét a szekértől. Valójában a ténylegesen működő szekérig hosszú út vezetett, és rengeteg tényező együttállásra volt hozzá szükség. Ennek oka, hogy ma bármilyen magától értetődőnek is tűnik ez a találmány, a tényleges megvalósítása rengeteg probléma egyidejű megoldását jelentette, hiszen a kerekékhez nem lehetett oly módon fokról fokra eljutni, mint – teszem azt – az abakusztól a mai okostelefonhoz.

Mindez azzal is járt, hogy több tudós feltételezése szerint is olyan aprólékos mestermunkára volt szükség, amely feltételezte valamiféle fémművesség (ebben a konkrét esetben ez valószínűleg a réz volt) létezését.

Kőszerszámokkal nem lehet kereket készíteni, vagyis a Frédi és Béni mindvégig hazudott nekünk.

A kerék kapcsán az első komolyabb nehézség a Why the Wheel Is Round című könyv szerint az tengelyhez történő illeszkedés. Ha túlságosan rászorul a kerék a tengelyre, az a hatékonyság kárára megy, amennyiben viszont nagyon lötyög, akkor a kerék ugrál és idővel el is törik. Ez ráadásul olyan probléma, ami csak a végleges változaton tesztelhető. Ugyanígy nem lehet előre kiszámolni a tengely átmérőjének és hosszának az ideális arányát: a túl vastag tengely túl sok súrlódást okoz, a túl vékony pedig kettétörik a teher alatt.

Ráadásul maga a kerék sem egy egyszerű kör alakú tárgy, hanem egy összetett szerkezet. Amennyiben ugyanis csak lefűrészelnek egy szeletet egy kivágott fatörzsből, az még nem lesz működőképes kerék, mivel az a terhelés hatására megreped és eltörik (alkalmaztak ilyet is, ez volt a korong- vagy sajtkerék, de ennek nyilván volt a járműre nézvést egy szűk méret- és terhelhetőségi határa).

A megoldás egyfajta kezdetleges küllős kerék alkalmazása volt.


Így festett az egyik első összetett kerék és a hozzátartozó tengely

A kerék mérete sem elhanyagolható szempont: a túl kicsi kerék elkad a legkisebb gödörben, a túl nagy pedig meg sem moccan.

Bárki is találta fel a szekeret és a kereket hozzá, legzseniálisabb húzása, hogy a fenti szempontokat mind figyelembe vette, és a problémákat mind megoldotta – méghozzá egyszerre.

A rejtélyes feltaláló

Ki találta fel tehát a kereket (pontosabban a szekeret és a szekérkereket)? Annyit tudunk, hogy a szekér 5400 éve jelent meg, ekkortól találni mind több és több leletet ezzel az eszközzel kapcsolatban. Az biztos, hogy rendkívül népszerű találmányról van szó: néhány generáció alatt terjedt szét Európában és a Közel-Keleten egyaránt.

Sajnos épp ez a sebes és széleskörű alkalmazás az, ami miatt nehéz meghatározni a szekér születésének pontos helyét.

Habár több jelentkező is akad, jelenleg a legvalószínűbbnek a Jamnaja-kultúra, vagyis a gödörsíros kurgánok népének kultúrája tűnik, mint társadalom, melyben ez a találmány világra jöhetett. Erre utalnak egyrészt a régészeti leletek: egy sírban teljes szekeret találtak, melyen rajta ült a vezető csontváza. Ugyanakkor hasonló leletek más helyekről, például a mai Szlovénia területéről is ismertek.

A nyelvtörténeti kutatások azonban szintén a Jamnaja-kultúra mellett szólnak. Jelenleg ugyanis úgy gondolják, hogy a Jamnaja-kultúra nyelve az indoeurópai alapnyelv (PIE) volt. Ez az indoeurópai alapnyelv pedig a szekér feltalálójának az anyanyelve lehetett, mivel a PIE-ben a szekérrel kapcsolatos szavak mind a saját szavaik voltak, amiket már létező főnevekből és igékből képeztek. A tengely szavuk például vállat is jelentett – nyilván a támasztó funkció miatt.

Mivel pedig az idegen technológiák átvett terminológiával is járnak (elég csak a számítástechnika és az angol nyelv kapcsolatára gondolni, hogy messzebbre ne menjünk), ezért az adott találmány abban a nyelvközösségben születhetett, ahol vele kapcsolatos szavak szervesen jelen voltak korábban is.

Ez persze nem perdöntő bizonyíték, de erős összefüggést legalábbis feltételez a PIE-t beszélő Jamnaja-kultúra és a szekér feltalálása között.

Begurul a globalizáció

A szekér és a kerék átalakította a mezőgazdaságot, a kereskedelmet, a közlekedést, lényegében az emberiség egész addigi életét. Ezen a későbbi találmányok sem változtattak sokáig forradalmi módon, legfeljebb csak az állati erőt cserélték le a guruló szerkezet alatt valamiféle hatékonyabb nyersanyagra. Az igazi minőségi ugrás a légi közlekedés megjelenése volt.

Ezt a hatást a nyelvi és genetikai kutatások is alátámasztják: ma a világ népességének 45 százaléka olyan nyelvet beszél, amely az indoeurópai alapnyelvből származott le. Ezt támasztja alá a DNS kutatás is.

A szekér és a szekérkerék tehát nem csak egy találmány, de az első globalizációs eszköz is.

És ennek a találmánynak, illetve ennek a korai globalizációnak már ekkor megjelent az árnyoldala is. A szekereken ugyanis nem csak emberek utaztak szét mindenfelé, de az a Yersinia pestis baktérium is, amely a történelem leghalálosabb járványait okozta.

(Kép: Flickr/Reggae1969, Wikipedia)

Ha tetszett ez a cikk, kövess minket a Facebookon is!


Ezek is érdekelhetnek

Hírlevél feliratkozás

Ne maradj le a jövőről! Iratkozz fel a hírlevelünkre, és minden héten elküldjük neked a legfrissebb és legérdekesebb híreket a technológia és a tudomány világából.