Tekerleğin önce Avrupa'da icat edildiği tezine dair yeni hesaplar

Columbia Üniversitesi'nden emekli tarihçi profesör Richard Bulliet, 2016'da arkeolojik bulgulara dayanarak ortaya attığı teori ile tekerleğin, M.Ö. 4000-3500 yılları arasında Doğu Avrupa'da Karpat Dağları civarında icat edildiğini ve buradan çeşitli yönlere yayıldığını iddia etmişti. Gürcistan Teknoloji Enstitüsü mühendisleri, bu teoriyi doğrulamak için matematiksel ve bilgisayar modelleme yöntemleri kullanarak ilk tekerleğin nasıl icat edilmiş olabileceğine dair destek bilgiler sundular.

Tekerleğin icadı, insanlık tarihinde ateşin ve yazının icadı kadar önemli ilk keşifler arasında ve çığır açarak endüstri tarihini derinden etkilemeyi sürdürdüğü için teknolojk icadlar arasında ayrıcalıklı bir yere sahip.Tekerlek, tüm zamanların en önemli mekanik icadı olarak tanımlanıyor ve insanlık tarihinin gidişatında teknolojik, endüstriyel, sismik, sosyal ve ekonomik değişimler yaratma özelliği ile tüm icatlar arasında öne çıkıyor.

Ancak tekerleğin ilk olarak nerede ve ne zaman kullanıldığını keşfetmek günümüz arkeolojik verileri ile imkansız. Bu nedenle de tekerleğin ilk olarak nerede, nasıl ve kim tarafından icat edildiği gibi temel sorular üzerinde akademik bir fikir birliği yok.

TEKERLEĞİN İCADINA DAİR TEORİLER

Tekerleğin kökenine dair üç popüler teori var. Bunlardan biri, ilk olarak M.Ö. 4000 civarında ve hata daha öncesinde Mezopotamya'da ortaya çıktığını ve ardından Avrupa'ya yayıldığını savunan teoridir. Bir diğer teori ise M.Ö. 3800 civarında Karadeniz'in günümüzde Türkiye sınırlarında kalan kuzey kıyılarında ortaya çıktığını savunur. Üçüncü teori ise tekerleğin M.Ö. 4000-3500 yılları arasında Doğu Avrupa'da Karpat Dağları civarında icat edildiğini ve buradan çeşitli yönlere yayıldığını iddia etmektedir. 

Tarihçi Richard Bulliet, Columbia Üniversitesi'nde emekli profesör ve yeni çalışmanın ortak yazarlarından biri tarafından 2016'da ortaya atılan bu üçüncü teori, MÖ 4000 civarında çok aranan bakır cevherinin bulunmasının zorlaştığı ve madencilerin madenlere derinlemesine girip cevher dolu konteynerleri geri taşımasını gerektirdiği fikrine dayanıyor. Karpatlar bölgesinde bulunan Geç Bakır Çağı vagon modelleri, günümüzdeki maden arabalarına benzer şekilde, dikdörtgen ve trapezoidal kenarlara sahip, diye yazdı Bulliet "The Wheel: Inventions and Reinventions" (Columbia University Press, 2016) kitabında.

23 Ekim Çarşamba günü Royal Society Open Science dergisinde "Lee R. Alacoque, Richard W. Bulliet and Kai A. James" imzaları ile yayınlanan Hesaplamalı yapısal analiz ve tasarım kullanarak tekerleğin icadının yeniden yapılandırılması (Reconstructing the invention of the wheel using computational structural analysis and design) Tekerleğin icadıyla ilgili bu teoriyi destekliyor ve Karpatlar'daki madenleri işaret ediyor

Makalede, imzası bulunan Bulliet Georgia Tech'te havacılık mühendisi olan Kai James ve Illinois Urbana-Champaign Üniversitesi mühendisi Lee Alacoque, arkeolojik kanıtlara dayanan antik tekerlek sistemleri hakkındaki bilgilerinden yola çıkan ekip, insanların basit bir silindir setini bir tekerlek ve aks sistemine nasıl dönüştürmüş olabileceklerini araştırmak için hesaplamalı mekanik ve tasarım bilimini kullanıyor.

Bazı bilim insanları tekerleğin serbest silindirlerden evrimleştiği savunurken  diğerleri bu teoriye şüpheyle yaklaşmaktadır. Makalede, bu evrimin nasıl ve neden gerçekleştiğine dair adım adım bir yol ve fizik tabanlı bir gerekçe öneriliyor. Serbest silindirler terimini, eşit aralıklarla ve taşıma yönüne dik olarak yere yerleştirilen bir dizi bağlı olmayan silindir, direk veya ağaç gövdesini ifade etmek için kullanılıyor.  Taşınan yük, bu silindir dizisinin üzerinde duracak ve silindirler yerde yuvarlandıkça ileri doğru itilecek veya çekilecektir. Silindirler başarıyla kullanıldığında kaymayı ortadan kaldırabilir ve böylece sürtünme kayıplarını azaltabilir

.**************

Tekerlek ve aks sisteminin evrimi

Şekil 1. Tekerlek ve aks sisteminin evrimi. (a) Resmin solunda gösterilen iki kullanılmış silindirle sürtünmesiz iki taraflı yuvarlanma, (b) yarı dairesel yuvalarla yerinde tutulan oluklu silindirlerle tek taraflı yuvarlanma ve sürtünme yüzeyinde kaymayı gösteren mavi oklar, (c) ince bir aksın uçlarına sabitlenmiş ve monolitik bir yapı oluşturan iki kollu olmayan tekerleğe sahip bir tekerlek takımı ve (d) tekerleklerin akstan bağımsız olarak döndüğü kısmen monte edilmiş çok gövdeli bir tekerlek ve aks sistemi.

Tekerlek modeli
Bilgisayarda oluşturulmuş tekerlek seti yapısı (Kai A James et al, Royal Society Open Science)

Royal Society Open Science dergisinde yayınlanan makalede, tekerleğin keşfi “maden ortamının benzersiz fiziksel özellikleri sayesinde mümkün olmuştur ve bu özelliklerin etkisi biyolojik evrimi yönlendiren seçici çevresel baskılara benzemektedir” tezini svunuyor...

*************

Makale tekerleğin ilk kez MÖ 3900'lerde Karpat Dağları'ndaki bakır madencileri tarafından kullanıldığını ileri sürüyor.  Makalede arkeolojik kayıtlardan alınan antik tekerlek sistemleri- ve hesaplamalı katı mekaniği ve hesaplamalı tasarım tekniklerini kullanarak, sistemin kesin işlevi hakkında, benzersiz fiziksel niteliklerinin sağladığı belirli avantajlar ve dezavantajlar dahil olmak üzere yeni varsayımlar ortaya atılıyor.

Teoriye göre; Doğu Avrupa'da Karpat Dağları yakınlarında çalışan bakır madencilerinin yaklaşık 6 bin yıl önce tekerleği icat eden ilk mühendisler olabilir.

Teoriye göre bölgede bakır cevherinin bulunmasının zorlaşmasıyla madencilerin metali çıkarmak için madenlerin daha derinine inmesi gerekti. Onlar da modern madenci arabalarına benzeyen vagonlar geliştirerek bu duruma uyum sağladı.

Tekerleğin icadından önce büyük nesneler, yere yerleştirilen bir dizi silindir, direk veya ağaç gövdelerinden oluşan serbest makaralarla taşınıyordu. Ancak bunlar, nesnenin gideceği yol boyunca yerleştirilmeleri gerektiği için madenin içinde kullanışsızdı.

Georgia Teknoloji Enstitüsü'ndeki mühendisler, teorilerini test etmek için matematiksel ve bilgisayar modelleme yöntemleri kullanarak ilk tekerleğin bu koşullarda nasıl icat edilmiş olabileceğini ortaya koydu. Adım adım bir harita çıkararak serbest makaralardan tekerleğe giden gelişim sürecini modellediler.

Araştırmacılar, madencilik ortamının eşsiz fiziksel özelliklerinin tekerlek ve aks sisteminin evriminde kilit bir rol oynadığını söylüyor.

************************

Antik tekerlek tasarımlarını tasvir eden eserler. 

(a) Boleráz kültüründen dört tekerlekli bir kil kupanın taslağı [15]. (b) Boleráz kültüründen bir maden arabasının kil modelini tasvir eden çizim. Arabanın yan panelinde hasır işi bir desen görülebilir ve bu, muhtemel üretim tekniğinin sepetçilik olduğunu düşündürür [14]. (c) Slovenya'da keşfedilen ve 5100 ila 5350 yaşında olduğu tahmin edilen, bilinen en eski ulaşım tekerleği olan Ljubljana Bataklık Tekerleği [3]. Tekerleğin ortasındaki kare delik, bunun tekerleklerin aksa sabitlendiği bir tekerlek takımı olduğunu gösterir. (d) MS sekizinci yüzyılda yapılmış Kolomb öncesi Mezoamerika'dan tekerlekli bir köpek heykelciği [16].

************************

Mühendisler, daha önceki üç icadın Karpat'taki madencilik bölgesinde ilk tekerleğin geliştirilmesini tetiklediğini varsayıyor.

İlk aşamada, yükün taşındığı kabın altına makaralar yerleştirmek üzere soketler eklenmiş ve böylece ilkel bir araba yapılmış olabilir. Bu da zeminle bir miktar sürtünmenin korunmasını sağlayarak arabanın kızak üstünde sürüklenmesine benzer bir etki yaratır.

Daha sonra bu makara yapısına kayganlaştırıcı ekleyebilmek ve orada kalmasını sağlayabilmek için bir yiv yerleştirilmiş olabilir. Sonraki gelişme de tek parçadan oluşan bir "tekerlek seti" formunda gelir.

Bu yapıdaki aks ve tekerlek birlikte dönerken sonraki sistemlerde tekerlekler akstan bağımsız bir şekilde dönüyor.

Bu tekerlek sisteminin büyük bir dezavantajı dönüşlerde düşük performans göstermesi ama maden geçitleri genelde düz yapıldığı için bunun etkisi asgari düzeyde.

Arkeolojik bulguların ilk tekerleğin inşasına dair bu teoriyi desteklediğini belirten mühendisler, Karpatlar'da ortaya çıkan kilden yapılmış 150 tane küçük 4 tekerlekli vagon modeline işaret ediyor.

Fincan çizimi

İçecek fincanı olarak kullanılan bu küçük arabalar, MÖ 3600'lü yıllarda üretilmiş ve dünyada bilinen en eski tekerlekli ulaşım temsilleri. Bu ilginç kupaların ilham kaynağının, bakır madenlerinin hendek veya tünellerinde cevher taşımak için kullanılan tekerlekli sepetler olduğu tahmin ediliyor.

Teorinin arkasındaki mühendisler, yöntemlerinin eski teknolojilerin ortaya çıktığı koşulları anlamaya aracı olabileceğini umuyor.

Doğu Avrupa'daki Karpatlar'ın dağlık bölgelerinde kazı yapan arkeologlar, hepsi bir ucundaki büyük kulptan anlaşıldığı kadarıyla içki bardağı olarak kullanılmak üzere tasarlanmış, dört tekerlekli arabaları temsil eden 150'den fazla küçük kil model ortaya çıkardılar.

Karbon-14 analizi, bardakları üreten Boleráz kültürünün oluşumunu MÖ 3600 civarına tarihlendiriyor ve bu tabakları tekerlekli taşımacılığın bilinen en eski temsilleri haline getiriyor. Birkaç kanıt, zanaatkarların bakır madenlerinin tünellerinde cevheri taşımak için kullanılan küçük tekerlekli sepetlerden ilham aldığını gösteriyor.

Bakır Çağı, Boleráz kültürünün oluşumundan önce, Karpatlar'ın güneyindeki Balkanlar'da başladı. Bu insanlar, seleflerinden daha az metale sahipti ve bu da daha zayıf minerallere işaret ediyordu. Bu, eritme işlemine daha fazla ağırlık taşınması gerektiği anlamına geliyorsa, tekerlekli bir sepetin icadı kutlanmaya değer bir teknolojik ilerleme olabilirdi tezi öne sürülüyor. 

Bugüne kadar bilinen en eski ulaşım tekerlekleri, Karpatlar'ın kıyılarında bulunan ve çeki hayvanlarının tek bir tekerlek takımıyla donatılmış daha büyük arabaları çektiği, biraz daha geç dönemlere ait yerlerden gelmektedir. Bilinen en eski tekerlek olan Ljubljana Bataklıkları tekerleği Slovenya'da keşfedilmiştir ve 5.100 ila 5.350 yaşında olduğu tahmin edilmektedir.

******************

Ljubljana Bataklığı Çarkı, 2002 yılında Slovenya'nın başkenti Ljubljana'nın 20 kilometre güneyindeki Ljubljana Bataklığı'nda bulunmuş ahşap bir tekerlektir. Viyana'daki VERA laboratuvarında gerçekleştirilen radyokarbon tarihlemesi, bunun yaklaşık 5.100-5.350 yaşında olduğunu gösterdi.

*************
 

Sevan Gölü civarındaki Lchashen köyünde, 4000 yıllık, iyi korunmuş vagonlardan biri keşfedildi. Meşeden yapılmış, dünyanın bilinen en eski vagonlarından biri bu. Şimdi Ermenistan Tarih Müzesi'nde sergileniyor.

********