Vario amžiuje (apie 5000–3000 m. pr. m. e.) visoje Europoje, Azijoje ir Šiaurės Afrikoje gausu archeologinių įrodymų apie ratus ir ratines transporto priemones: ant sienų tapytos mūšių scenos, miniatiūriniai ratukai, vaikų žaislai, vežimai kapuose ir net ankstyvosios tekstinės nuorodos į šią technologiją. Tačiau kadangi ratas išplito taip greitai, nėra tiksliai aišku, kur ir kada jis buvo išrastas pirmą kartą, ar jis buvo išrastas nepriklausomai skirtingais laikais ir skirtingose vietose.
Yra trys pagrindinės rato kilmės teorijos. Viena iš jų teigia, kad ratas pirmą kartą atsirado Mesopotamijoje apie 4000 m. pr. m. e., o vėliau paplito Europoje. Kita teorija teigia, kad jis buvo sukurtas aplink Ponto pakrantę šiaurės Turkijoje apie 3800 m. pr. m. e. Trečioji pagrindinė teorija teigia, kad ratas buvo išrastas Karpatų kalnuose tarp 4000 ir 3500 m. pr. m. e., o iš ten paplito įvairiomis kryptimis.
Trečioji teorija, kurią 2016 m. pateikė Kolumbijos universiteto profesorius emeritas, istorikas ir naujojo tyrimo bendraautorius Richardas Bullietas, remiasi mintimi, kad apie 4000 m. pr. m. e. taip geidžiamą vario rūdą tapo sunkiau rasti, todėl kalnakasiams reikėjo keliauti gilyn į kasyklas ir iš ten tempti krepšius su rūda. Karpatų regione rasti vėlyvojo vario amžiaus vežimų modeliai yra stačiakampiai su trapecijos formos šonais – panašūs į šiandieninius kalnakasių vagonus, knygoje „The Wheel: Inventions and Reinventions“ rašė R. Bullietas.
Trečiadienį žurnale „ Royal Society Open Science“ paskelbtame tyrime jis ir bendraautoriai – Džordžijos technikos universiteto aviacijos inžinierius Kai Jamesas, ir anksčiau Urbana-Šampanijos universitete (JAV) dirbęs inžinierius Lee Alacoque'as – išsamiai išdėstė savo modelį, kaip greičiausiai išsivystė ratas. Remdamiesi archeologinių tyrimų duomenimis apie senovines ratų sistemas, tyrėjai pasitelkė skaičiavimo mechaniką ir inžinerijos mokslą, kad ištirtų, kaip žmonės galėjo sukurti rato ir ašies sistemą.
Savo tyrime tyrėjai teigia, kad ratui vystytis reikėjo trijų naujovių. Kadangi reikėjo perkelti sunkų krepšį ar dėžę, žmonės greičiausiai naudojo išilgai kelio išdėstytus ritinius, prireikus perkeldami galinius ritinius į priekį.
Pirmoji naujovė – grioveliniai ritiniai – būtų leidusi dėžei stovėti ant ritinių ir judėti pirmyn bei atgal, o žmonėms nebūtų reikėję vaikščioti aplink dėžę, kad pakeistų ritinius. Tai galėjo leisti žmonėms stumti platesnį vežimėlį į kasyklą. Antroji naujovė – ratų komplektas, arba prie ašies pritvirtinti ratai, dėl kurių vežimėlis galėjo turėti didesnę prošvaisą, kad galėtų pravažiuoti per šachtoje esančius akmenis ir kitas nuolaužas. Trečioji naujovė – kai ratai juda nepriklausomai nuo ašies – greičiausiai atsirado maždaug po 500 metų po ratų sistemos ir, kaip teigiama straipsnyje, padidino vežimėlio manevringumą.
Sukūrusi optimizuotą ratų komplekto dizainą, komanda, remdamasi kompiuterine analize, nustatė, kad ratų ir ašies evoliucija nuo paprastų ritinių buvo tikėtinas progreso kelias, atspindintis vis efektyvesnį energijos naudojimą. Tačiau Karpatų kasyklos taip pat galėjo turėti įtakos dizainui.
„Aplinkoje, kurioje dirbo pirmojo rato kūrėjai, buvo tam tikrų unikalių ypatybių, kurios skatino pereiti prie ratais pagrįsto transporto, – teigia K. Jamesas. – Iš esmės šios aplinkos savybės, pavyzdžiui, siauras, uždaras kelias, pastūmėjo rato kūrėjus prie šios konkrečios konstrukcijos.“
Tačiau mokslininkai pažymėjo, kad vario amžiuje ratas nenustojo vystytis. Pavyzdžiui, 1869 m. išradus radialinius rutulinius guolius, XX a. buvo padaryta didelė pažanga automobilių ir mašinų pramonėje.
Nors naujasis modelis gali paaiškinti, kaip ratas buvo išrastas Rytų Europoje ir iš ten galimai išplito, tai gali būti ne paskutinis žodis šia tema. „Manau, kad vis dar įmanoma, jog kelios civilizacijos nepriklausomai viena nuo kitos savarankiškai atrado ratą“, – sako K. Jamesas.
Kompiuterinio projektavimo metodas, kurį mokslininkai taikė šiame tyrime, potencialiai galėtų būti taikomas sprendžiant ir kitus archeologinius klausimus, teigia mokslininkai. „Pavyzdžiui, manau, kad dar daug ką reikia sužinoti apie tai, kaip tiksliai buvo statomos piramidės, – sako K. Jamesas. – Kompiuterinis mechaninis projektavimas galėtų padėti atsakyti į kai kuriuos iš šių klausimų.“
Parengta pagal „Live Science“.
