Pochodzenie 6000-letniego wynalazku okazało się inne, niż dotychczas sądzono

W 3900 r. p.n.e. trudności, jakich doświadczyli pracownicy kopalni miedzi w południowo-wschodniej Europie, mogły utorować drogę ewolucji koła. Pewnego dnia jeden z górników, który przez cały dzień dźwigał ciężką rudę przez wąskie, gorące tunele kopalni, zwrócił na siebie uwagę, gdy udało mu się unieść trzy razy większy ładunek na raz za pomocą niezwykłego mechanizmu. Ten moment mógł być początkiem wielkiej transformacji nie tylko w górnictwie, ale w całej historii ludzkości.

Dane z datowania radiowęglowego sugerują, że te mechanizmy transportu mogą być najwcześniejszymi znanymi przykładami transportu kołowego. Obserwację tę potwierdza nowa hipoteza zespołu Kai Jamesa, profesora inżynierii lotniczej w Georgia Institute of Technology.

Chociaż od dawna uważano, że koło wyewoluowało z drewnianych cylindrów, nie było jasne, w jaki sposób doszło do tej transformacji. Począwszy od lat 60. XX wieku niektórzy badacze zaczęli kwestionować teorię transformacji cylindra w koło. Fakt, że cylindry były skuteczne na płaskim, twardym i równym podłożu, sprawiał, że ich obszary zastosowania były dość ograniczone. Jednak sztuczne i zamknięte środowisko kopalni oferowało idealne podłoże, na którym te cylindry mogły być bardziej funkcjonalne.

Kai James i jego zespół uważają, że to środowisko mogło odegrać kluczową rolę w ewolucji cylindrów w koła. Zespół zmodelował ewolucję koła w środowisku komputerowym zgodnie z prawami fizyki i zasadami inżynierii. Celem było zademonstrowanie procesu ewolucyjnego, który zoptymalizował strukturę cylindrów, wykorzystując zasadę „przewagi mechanicznej”.

Symulacje porównały setki kształtów cylindrów, aby określić najbardziej wydajny projekt pod względem nośności i trwałości. Ostatecznie algorytm zdecydował, że dzisiejsza forma koła i wału jest najbardziej idealną strukturą. Każdy nowy projekt był nieco lepszy od poprzedniego. James sugeruje, że ten sam proces mógł mieć miejsce w kopalniach tysiące lat temu.

Pierwszym krokiem w tej ewolucji było dodanie półkolistych szczelin do wózków, pod którymi umieszczono rolki. W ten sposób rolki poruszały się wraz z wózkiem i nie musiały być przesuwane do przodu, jak w starej metodzie. Z czasem punkty styku rolek zużywały się lub były przerzedzane w celu ułatwienia przejścia. W ten sposób uzyskano cienkie pręty z szerokimi tarczami na końcach - pierwsze koła.

Według tej teorii koło nie zostało wynalezione od razu. Wręcz przeciwnie, pojawiło się małymi, ale skutecznymi krokami, tak jak ewolucja żywych organizmów w naturze. Co ciekawe, łożyska kulkowe wynalezione w XIX wieku są również odbiciem tej ewolucji. Kulki opierają się na tej samej zasadzie, co przodek koła, rolki, a zatem ewolucja koła symbolicznie zatacza pełne koło.