Hjul är ett exempel på primitiv teknik på grottmänniskanivå. Men i själva verket är de så geniala att det dröjde till 3500 f.Kr. innan någon uppfann dem. Vid den tiden – det var bronsåldern – gjöt människan redan metalllegeringar, byggde kanaler och segelbåtar och konstruerade till och med komplexa musikinstrument som harpor.
Det knepiga med hjulet är inte att tänka sig en cylinder som rullar på sin kant. Det är att komma på hur man kopplar en stabil, stationär plattform till den cylindern.
”Det briljantaste var konceptet hjul och axel”, säger David Anthony, professor i antropologi vid Hartwick College och författare till ”The Horse, the Wheel, and Language” (Princeton, 2007). ”Men att göra det var också svårt.”
För att göra en fast axel med roterande hjul, förklarade Anthony, var axelns ändar tvungna att vara nästan perfekt släta och runda, liksom hålen i mitten av hjulen; annars skulle det bli för mycket friktion mellan dessa komponenter för att hjulen skulle kunna rotera. Dessutom måste axlarna sitta ordentligt i hålen i hjulen, men inte för ordentligt – de måste vara fria att rotera.
Helhetens framgång var ytterst känslig för axelns storlek. En tjock axel skulle generera för mycket friktion, medan en smal axel skulle minska friktionen men också vara för svag för att bära en last. ”De löste det här problemet genom att göra de tidigaste vagnarna ganska smala, så att de kunde ha korta axlar, vilket gjorde det möjligt att ha en axel som inte var särskilt tjock”, berättade Anthony för Life’s Little Mysteries.
Hjul- och axelsystemets känslighet för alla dessa faktorer innebar att det inte kunde ha utvecklats i etapper, sade han. Det var en allt-eller-inget-konstruktion.
Den som uppfann det måste ha haft tillgång till breda träskivor från tjockstammiga träd för att kunna snida stora, runda hjul. De behövde också metallverktyg för att mejsla ut finjusterade hål och axlar. Och de måste ha haft ett behov av att dra tunga bördor över land. Enligt Anthony ”var det snickeriet som förmodligen fördröjde uppfinningen till 3500 f.Kr. eller så, eftersom det var först efter cirka 4000 f.Kr. som gjutna kopparmejslar och gouger blev vanliga i Främre Orienten.”
Uppfinningen av hjulet var så utmanande att den troligen bara skedde en gång, på ett ställe. Från den platsen verkar den dock ha spridit sig så snabbt över Eurasien och Mellanöstern att experterna inte med säkerhet kan säga var den har sitt ursprung. De tidigaste bilderna av hjulförsedda vagnar har grävts ut i Polen och på andra platser på de eurasiska stäpperna, och denna region håller på att gå om Mesopotamien (nuvarande Irak) som hjulets mest sannolika födelseplats. Enligt Asko Parpola, indolog vid Helsingfors universitet i Finland, finns det språkliga skäl att tro att hjulet har sitt ursprung hos Tripolyefolket i dagens Ukraina. Det vill säga att de ord som förknippas med hjul och vagnar härstammar från den kulturens språk.
Parpola tror att miniatyrmodeller av hjulförsedda vagnar, som är vanliga på de eurasiska stäpperna, troligen föregick vagnar i mänsklig skala. ”Det är … slående att så många modeller tillverkades i Tripolye-kulturen. Sådana modeller anses ofta ha varit barnleksaker, men det verkar mer troligt för mig att de var miniatyrkopior av verkliga saker”, säger han. ”Miniatyrmodellernas företräde antyds av det faktum att hjulförsedda bilder av djur till och med kommer från infödda indiankulturer i Centralamerika, där riktiga hjul aldrig tillverkades.”
Leksaker eller inte, dessa populära modeller från förr har sina motsvarigheter i dagens Hot Wheels och miniatyrbrandbilar. Vem uppskattar hjulförsedda fordon mer än spädbarn och småbarn? Deras nästan universella fascination för hur små fordon kan rullas längs golvet, och den glädje de får av att transportera sig i fordon i naturlig storlek, gör att man uppmärksammar hjulets anmärkningsvärda uppfinningsrikedom.
Följ Natalie Wolchover på Twitter @nattyover. Följ Life’s Little Mysteries på Twitter @llmysteries och gå in på Facebook.