Varför det tog så lång tid att uppfinna hjulet

Hjulen är arketypen för en primitiv, grottman-teknik. Men i själva verket är de så geniala att det tog fram till 3500 f.Kr. för någon att uppfinna dem. Vid den tiden – det var bronsåldern – gjutte människor redan metalllegeringar, byggde kanaler och segelbåtar och till och med designade komplexa musikinstrument som som harpor.

Det knepiga med hjulet är inte att tänka sig att en cylinder rullar på kanten. Den räknar ut hur man ansluter en stabil, stationär plattform till den cylindern .

”Strålningen av briljans var hjul-och-axel-konceptet”, säger David Anthony, professor i antropologi vid Hartwick College och författare till ”The Horse, the Wheel, and Language” (Princeton, 2007). ”Men då var det också svårt att göra det.”

För att göra en fast axel med roterande hjul, förklarade Anthony, ändarna på axeln måste vara nästan helt släta och runda, liksom hålen i mitten av hjulen; annars skulle det vara för mycket friktion mellan dessa komponenter för att hjulen ska kunna vridas. Dessutom var axlarna tvungna att passa tätt inuti hjulens ”hål, men inte för tätt – de måste vara fria att rotera.

Framgången för hela konstruktionen var extremt känslig för axelns storlek. En tjock axel skulle generera för mycket friktion, medan smal en skulle minska friktionen men också vara för svag för att bära en last. ”De löste problemet genom att göra de tidigaste vagnarna ganska smala, så att de kunde ha korta axlar, vilket gjorde det möjligt att ha en axel som inte var mycket tjock, sa Anthony till Lifes Little Mysteries.

Hjul-och-axelsystemets känslighet för alla dessa faktorer innebar att det kunde inte ha utvecklats i faser, sa han. Det var en struktur av allt eller ingenting.

Den som uppfann den måste ha haft tillgång till breda träplattor från tjockstammade träd för att kunna hugga stora, runda hjul. De behövde också metallverktyg för att mejla finkopplade hål och axlar. Och de måste ha haft behov av att dra tunga bördor över land. Enligt Anthony, ”Det var snickeri som förmodligen försenade uppfinningen fram till 3500 f.Kr. eller så, för det var först efter omkring 4000 f.Kr. som gjutna kopparmejselar och spår blev vanliga i Mellanöstern.”

The uppfinningen av hjulet var så utmanande att det förmodligen bara hände en gång på ett ställe. Men från den platsen verkar det ha spridit sig så snabbt över Eurasien och Mellanöstern att experter inte kan säga säkert var det har sitt ursprung. De tidigaste bilderna av hjulvagnar har grävts ut i Polen och på andra håll i de eurasiska stäpparna, och denna region förbi Mesopotamien (dagens Irak) som hjulets mest troliga födelseplats. Enligt Asko Parpola, en indolog vid University of Helsingfors i Finland, det finns språkliga skäl att tro att hjulet härstammar från Tripolye-folket i det moderna Ukraina. Det vill säga orden associerade med hjul och vagnar kommer från språket i den kulturen.

Parpola tycker att miniatyrmodeller av hjulvagnar, som vanligtvis finns i de eurasiska stäppen, troligtvis tidigare mänskliga vagnar. ”Det är … slående att så många modeller gjordes i Tripolye kultur. Sådana modeller anses ofta ha varit leksaker för barn, men det verkar mer troligt för mig att de var miniatyrmodeller till riktiga saker, sade han. ”Miniatyrmodellernas företräde föreslås av det faktum att hjulbilder av djur till och med kommer från infödda indiska kulturer i Centralamerika, där riktiga hjul aldrig tillverkades.”

Leksaker eller inte, de populära modellerna av gamla har sina motsvarigheter i dagens Hot Wheels och miniatyrbrandbilar. Vem uppskattar hjulfordon mer än spädbarn och småbarn? Deras nästan universella fascination för hur små fordon kan rullas längs golvet och glädjen de får från transport i livsstora sådana, uppmärksammar hjulets anmärkningsvärda uppfinningsrikedom.

Följ Natalie Wolchover på Twitter @nattyover. Följ Lifes Little Mysteries på Twitter @llmysteries, följ sedan med oss på Facebook.