Пути прогресса: как человек изобрел колесо

Многие человеческие изобретения, от самолета до застежки-молнии, подсмотрены у природы. Но колесо — эксклюзив Homo sapiens. Его нет ни в растительном, ни в животном мире. Некоторые, правда, считают, что идея колеса могла возникнуть из наблюдения за жуком-навозником или растением перекати-поле. Но колесо на самом деле не такая простая выдумка, как может казаться. Кто, когда и как сделал этот прорыв в средствах передвижения?

Что такое изобретение?

Когда речь заходит о важных изобретениях, очень часто оказывается, что обстоятельства их появления теряются в историческом мареве. От работы подлинных изобретателей не остается образцов и документов, зато появляются легенды и патриотические мифы. И вот уже чуть ли не в каждой крупной стране находится свой изобретатель лампочки, велосипеда или радио.

Вдобавок не всегда ясно, что, собственно, значит «изобрести»? Придумать идею? Сделать прототип? Подать патентную заявку? Применить с какой-то целью? Продать?

Наконец, точный смысл слова, которым называют конкретное изобретение, бывает трудно зафиксировать. Скажем, считать ли первым автомобилем игрушечную паровую тележку, построенную иезуитом Фердинандом Вербистом для китайского императора в 1672 году? А «воздухолетательный снаряд» Можайского, который потерпел аварию при взлете, — это самолет или еще нет? А Чарлз Бэббидж заслуживает звания изобретателя компьютера за свою так и не построенную механическую аналитическую машину?

Так что любое указание на первых изобретателей всегда носит более или менее условный характер. И, отправляясь в прошлое на поиски происхождения колеса, надо сначала условиться, что же мы ищем.

Что такое колесо?

Настроившись на философский лад, можно сказать, что колесо — это устройство, соединяющее движущееся с неподвижным. Обод колеса движется, но его ось закреплена. Парадокс, однако, в том, что само по себе колесо совершенно бесполезно. Оно обретает смысл только с появлением сопутствующих технологий и изобретений, в которых находит применение. Но если обратиться к научным фактам, то оказывается, что… первое назначение колеса остается белым пятном в истории.

Например, по одной из версий, колесо было придумано шумерами как часть гончарного круга. Самые первые медленные гончарные круги были просто поворотными платформами. Но появление быстро вращающегося тяжелого гончарного круга на вертикальной оси произвело в ремесле настоящую революцию. Скорость изготовления и совершенство формы предметов, сделанных на быстром гончарном круге, радикально отличаются. Самые старые образцы такой посуды относятся к середине 4-го тысячелетия до н. э. (ок. 3500 года до н. э.). Они найдены на территории Ура — одного из древнейших городов в Месопотамии (часть современного Ирака).

По другой версии, предшественником колеса было пряслице — деревянное или каменное кольцо, которое надевалось на ось веретена и служило утяжелителем, позволяя дольше сохранять вращение. И как веретено предшествовало появлению пряслица, а умение обжигать глину — гончарному кругу, колесу в транспорте предшествовали другие способы перемещения тяжестей.

Сначала для этого применялись сани и волокуши. Сейчас археологи считают, что именно с их помощью возводились древние мегалиты — от Стоунхенджа до египетских пирамид. Причем для лучшего скольжения двигались они по специальным поперечным «шпалам», смазанным жиром.

Под волокушу можно подложить катки — бревна, которые при движении освобождаются сзади и затем перекладываются вперед. Так, например, перетаскивали по суше корабли. В катках можно усмотреть отдаленный прообраз колес, но у них еще нет фиксированной оси. Именно появление оси, которая крепится к днищу экипажа, можно считать точкой отсчета для применения колеса в транспорте.

Люблянское колесо

Самый древний археологический образец колеса от настоящей повозки был найден в 2002 году в Люблянском Барье — болотистой местности в 15 км от столицы Словении. Там располагалось древнее свайное поселение, и находка датируется периодом от 3160 до 3100 года до н. э., то есть концом 4-го тысячелетия до н. э.

Частично сохранившийся колесный диск диаметром 72 см сделан из ясеня и составлен из двух досок, которые скреплялись металлическими скобами. В одной из частей — той, что побольше, — сделан квадратный пропил. В него вставлялась найденная рядом дубовая ось, которая фиксировалась дубовыми же клиньями.

Такие колеса вращались с осью как целое, подобно современным колесным парам у поездов. Это ограничивало маневренность экипажа, поскольку на поворотах одно из колес должно было проскальзывать. Зато конструкция была относительно простой.

Впрочем, она явно не была первым поколением. Сначала колеса делали цельными, отрезая круглый диск от ствола, как ломтик от палки колбасы. Такие колеса не требовали металлических деталей, но были менее прочными из-за склонности древесины растрескиваться в радиальном направлении.

Патент на колесо

В 2001 году Джон Майкл Кио подал в патентное ведомство заявку на изобретение, которое по всем признакам было обычным колесом со спицами. Как впоследствии утверждал заявитель, шуточная акция должна была продемонстрировать нелепость нового патентного законодательства Австралии, позволяющего бизнесу патентовать любые изобретения онлайн. Шалость удалась: заявка была принята 24 мая, и уже 13 июня изобретатель получил патент на колесо. Когда 2 августа документ был опубликован, разразился такой скандал, что Кио удостоился Шнобелевской премии. На сайте премии утверждается, что патент был по-тихому отозван спустя несколько лет. Однако в базе данных патентного ведомства отмечено, что его аннулировали тем же летом.

Конкуренция технологий

Жесткое крепление колеса на оси получило широкое распространение на территории современных Германии и Швейцарии. Но, как это часто бывает в истории техники, параллельно развивалась и альтернативная конструкция, в которой колеса вращались на неподвижной оси. Она встречается в основном в Восточной Европе, Средиземноморье и на Ближнем Востоке.

Эти две технологии — с вращающейся и неподвижной осью — конкурировали в Европе тысячелетиями. Независимое вращение колес повышало маневренность, но требовало большей точности при изготовления круглых отверстий для осей. Слишком плотная посадка мешала вращению. А излишний люфт приводил к расшатыванию колеса. Впоследствии отверстие стали даже укреплять металлом.

Поскольку вторая конструкция выглядит более совершенной, а местом появление колеса обычно считают Ближний Восток, некоторые ученые, например антрополог Дэвид Энтони, автор книги «Лошадь, колесо и язык», высказывали мысль, что упрощение произошло по пути передачи новшества. Не все племена могли в точности воспроизвести чужеземные повозки, на которые доводилось посмотреть только со стороны. К тому же у подражателей могло просто не быть нужных технологий, скажем, для изготовления аккуратных отверстий. Приходилось заново изобретать телегу на свой лад.

Цепная реакция

Впрочем, это догадки, о которых спорят специалисты. Уверенно же можно говорить лишь о том, что ранее начала 4-го тысячелетия до н. э. колесного транспорта нигде в мире не существовало. А потом с какого-то момента распространение колеса приобрело характер цепной реакции. Стоило его освоить одному племени, как уже вскоре изобретение перенимали соседи.

Скорость этой передачи была такой, что от Шумера до Швейцарии колесные повозки появились в течение всего нескольких столетий, то есть по археологическим меркам одновременно. Скудость археологических данных не позволяет определить пути распространения колеса и создает почву для самых разных догадок и спекуляций.

Так, в 2011 году в городе Кызылтепе в турецкой провинции Мардин была найдена каменная игрушка, внешне напоминающая трактор. Археолог Месут Альп сгоряча датировал свою находку 5500 годом до н. э. и требовал переписать историю изобретения колеса, а заодно и игрушек. Но не все коллеги с ним согласились. Камнем преткновения стала клинописная табличка о продаже сада, найденная вместе с игрушкой. Она датирована 2800 годом до н. э. В качестве компромисса на музейной табличке написали «5500–3000 годы до н. э.».

Другой случай: известный российский археолог А.Д. Резепкин утверждает, что опроверг устоявшееся представление о ближневосточном происхождении колеса и что самое древнее колесо он с коллегами нашел еще в 1988 году в погребении у станицы Новосвободной в Республике Адыгея. Резепкин датирует находку серединой 4-го тысячелетия до н. э., однако другие историки относятся к этим утверждениям скептически.

Колесо войны египетских гробниц

Широко распространено представление, что египтяне переняли колесо от своих соседей только во Втором переходном периоде (между Средним и Новым царством), то есть во 2-м тысячелетии до н. э. Именно тогда оно начинает использоваться знатью в колесницах. Между тем уже сто лет как в гробнице Каемхесита в Саккаре — это в 30 км к югу от Каира, где находилась столица Древнего Египта Мемфис, — были найдены изображения осадных лестниц на дисковых колесах. Это захоронение относится к последней, шестой династии Древнего царства, то есть ко второй половине 3-го тысячелетия до н. э. Однако никаких свидетельств использования колес для перемещения грузов в эпоху Древнего царства, когда были построены крупнейшие пирамиды, до сих пор не найдено.

Месопотамские пиктограммы

Хотя надежно датированных остатков повозок древнее люблянского колеса нет, археологи по другим источникам прослеживают их существование вплоть до середины 4-го тысячелетия до н. э.

С 1930-х годов пиктограммы из храма богини Инанны в шумерском городе Уруке считались самыми первыми изображениями колесных повозок. Всего на территории храма археологи обнаружили 3900 табличек с текстами хозяйственного характера. На них найдены десятки пиктограмм, изображающих бесколесные сани или волокуши, но в четырех случаях под такими пиктограммами изображена пара дисков. Рисунки настолько примитивны, что сам их первооткрыватель, немецкий археолог Адам Фалькенштейн, немного сомневался в их интерпретации и поставил у одного из них знак вопроса. Последователи, однако, сомнений уже не испытывали и знак вопроса проигнорировали.

Правда, мнения ученых, признавших рисунки колесным транспортом, все же разделились: одни считают, что эти диски изображают колеса, другие — что закрепленные под повозкой катки. Есть проблемы и с датировкой. Она получена радиоуглеродным анализом угля, который остался от пожара в храме. Сосна, из которой были сделаны балки крыши, привезена из Северного Ирака или левантийской Турции и имеет разный возраст. В качестве средней оценки ученые называют интервал 3517–3370 годы до н. э. Однако уже упомянутый Дэвид Энтони отмечает, что это соответствует не моменту пожара, а моменту омертвения древесины в стволах растущих деревьев. Это значит, что датировку надо сместить на 100–200 лет позже.

Польская протопись

К сожалению, в Европе никаких письменных источников той эпохи нет — за отсутствием письменности. Однако существовала так называемая протописьменность — символы и пиктограммы.

В музее Кракова хранится одно из самых старых свидетельств использования повозок в Европе и в мире. Это брончицкий горшок, который археологи датируют 3635–3370 годами до н. э. Он попал в руки ученых в 1974–1976 годах в виде черепков. Его удалось восстановить с оглядкой на другой сохранившийся целым сосуд меньшего размера. Горшок относится к культуре ворнковидных кубков, носители которой населяли часть Европы от Нидерландов до Чехии в 4–3-м тысячелетиях до н. э. и лепили горшки такой формы с характерным рисунком.

Сегодня нам сложно узнать в рисунке на брончицком горшке пейзаж: поля, реки, деревья, дороги и колесные повозки с ярмом. Без изображения животных они скорее напоминают избушки на курьих ножках. Однако к тому времени уже были известны петроглифы из альпийской долины Валь-Камоники в Италии. Там среди 300 тысяч изображений был очень похожий рисунок, включающий тягловых животных. Археологи сразу оценили находку, ведь на тот момент самые старые изображения колеса находились на Ближнем Востоке. А с появлением горшка первенство перехватила Европа.

Игрушка или жертвенное животное?

Считается, что до появления европейцев американские индейцы не применяли колесо в повседневной жизни. Возможно, это связано с тем, что у них не было тягловых животных (кроме ездовых собак). Как бы то ни было, индейцы не использовали ни повозок, ни даже гончарного круга. Однако в 1880 году археолог Дезире Шарне обнаружил ацтекское захоронение на юге Мехико, где лежала фигурка собаки или койота на колесиках. Игрушка, — решил Дезире Шарне. Но научный мир с ним не согласился, и фигурка стала считаться позднейшей подделкой. Лишь спустя полвека в Мексике (в Трес-Сапотес и Пануко) были найдены новые фигурки на колесах, датируемые 1-м, а иногда и 2-м тысячелетием до н. э. Правда, сегодня специалисты сомневаются, что это детские игрушки, и склоняются к тому, что фигурки имели ритуальное назначение.

Колеи Флинтбека

Вскоре появилось новое свидетельство еще более раннего существования колесного транспорта. С 1970 по 1990-е годы археологи проводили раскопки в немецком поселении Флинтбек. Предметом интереса стали мегалитические кладбища неолита и бронзового века. Оставившие их племена были носителями той же культуры воронковидных кубков, что и жители Брончиц.

В 1989 году была обнаружена одна из главных особенностей захоронения — колея, оставшаяся с тех пор в глинистой почве. Предположительно, это следы тачки или повозки, служившей для перевозки грунта и камней при постройке мегалита. И это происходило в самой середине 4-го тысячелетия до н. э. — между 3650 и 3400 годами до н. э.

Интересно, что, обнаружив древнейший след использования колесной повозки, немецкие исследователи, в отличие от турецких и российских, заявили, что находка не может повлиять на первенство Ближнего Востока в деле изобретения колеса.

Брончицкая керамика, урукские пиктограммы, флинтбекские колеи и люблянское колесо — немногочисленные, но надежные свидетельства использования транспортных средств начиная с середины 4-го тысячелетия до н. э. В следующем тысячелетии подобные артефакты уже не уникальны. Колесные экипажи стремительно распространяются по всей Евразии, и находки встречаются от Китая до Скандинавии.

Но, по всей вероятности, колесо все же появилось раньше середины 4-го тысячелетия до н. э. По крайней мере, в формате детской игрушки. На Среднем Востоке наиболее ранние образцы глиняных моделей колес обнаружены на раскопках раннеземледельческого поселения Сиалк в Иране и датируются началом 4-го тысячелетия до н. э. Но поскольку часто игрушки предшествуют реально работающим механизмам, ученые предпочитают более надежные источники для датировок.

Причина более раннего старта технологий в формате игрушек в том, что они не должны выдерживать настоящие рабочие нагрузки. Для игрушечных повозок не нужны колеи, их не нагружают камнями для Стоунхенджа. Их назначение — развлекать. Использование колеса и повозки как рабочего инструмента потребовало многовекового усовершенствования и колес, и конструкции с ними. Еще до нашей эры появились прочные ступицы и металлические ободья, оглобли и хомуты, поворотные передние оси у телег. Ближе к нашему времени — подшипники, рессоры, поворотные механизмы, шины, тормоза, литые диски и другое. За последние 5000 лет появился не только новый транспорт, но и инфраструктура для него: дороги, рельсы, тоннели, эскалаторы. И все это вращается вокруг идеи колеса древнего Леонардо, соединяющего подвижное с неподвижным.

^{Материал опубликован в журнале «Вокруг света» № 6, июль-август 2021.}