李棟
火和車輪通常被視作人類文明進程最古老、最重要的標志。實際上,人類取火的歷史已經超過150萬年,但直到公元前3500年,人類才發(fā)明了車輪。這一時期正是青銅時代,人類已經能鑄造金屬合金,開鑿運河,制造帆船,甚至設計復雜的樂器,如豎琴。那么,這個看上去工藝技術不難的車輪,為什么這么晚才被發(fā)明出來呢?
車輪難做,不是滾動的輪子難做,而是難在怎么樣安裝在一個車軸上。
為了制造出一個裝有旋轉輪的固定輪軸,輪軸的兩端必須平滑并擁有接近完美的圓,車輪中央的孔洞也是如此。否則的話,車輪在旋轉時會產生大量摩擦力,以致無法向前移動。接下來,軸還要能恰到好處地契合輪子上的空洞,太緊會沒法自由旋轉,太松又容易散架。所以說,車輪的成功發(fā)明,十分依賴于車軸的設計。厚的車軸會產生過多的摩擦,薄一點雖然能減少摩擦,但也將使得整個車輪太脆弱,沒法承重。為了解決這個問題,古人最初制造出了非常小的四輪車,小車身意味著輪軸較短,因此不需要太大的車輪,就可以滿足要求。不過,這些尺寸很小的微型車輪,實際上更像兒童玩具,沒有實際的載人和載物用途。
制作有實際用途的車輪,使用的木料一定要來自樹干較粗的樹木??撤ミ@些大樹,本非易事,古人還需要將樹干切割成規(guī)則的厚平板,然后雕刻出又大又圓的車輪。隨后再用金屬工具,雕鑿出彼此匹配的孔洞和輪軸。這些本不算復雜,卻要求手工活十分精細,在掌握鋒利而堅固的工具以前,人類是不可能制作出來的。用石器工具難以將木頭加工成合適的圓柱形,更不必說復雜到帶輻條的輪子了。所以,車輪的出現(xiàn)只能是青銅時代以后的事情。
有趣的是,不是所有的文明都能成功發(fā)明車輪。比如,在古代美洲,印第安人知道在滾木上拖船,也使用紡輪,又有滾鐵環(huán)之戲,但以輪行車這個創(chuàng)意始終沒有想到。