Bánh xe ra đời từ… mỏ đồng?

Hãy tưởng tượng bạn là một thợ mỏ khai thác đồng ở vùng Đông Nam châu Âu vào năm 3900 trước Công nguyên. Ngày ngày bạn phải kéo lê quặng trong các hầm mỏ chật hẹp và ngột ngạt. Bỗng một ngày, bạn thấy một người thợ khác dùng một vật dụng lạ kỳ giúp anh ta vận chuyển lượng quặng gấp ba lần trọng lượng cơ thể mình mà không tốn nhiều sức. Bạn vừa chứng kiến một phát minh sẽ thay đổi lịch sử loài người: sự ra đời của bánh xe.

Giả thuyết về chiếc bánh xe đầu tiên ra đời từ các mỏ đồng vùng Carpathian (nay thuộc Hungary) được củng cố nhờ việc phát hiện hơn 150 mô hình xe bốn bánh làm từ đất sét tại khu vực này. Những chiếc xe thu nhỏ này được chạm khắc hoa văn giống giỏ đan, loại thường dùng trong sinh hoạt của thợ mỏ thời đó.

Phân tích niên đại bằng carbon cho thấy đây là những minh chứng sớm nhất cho phương tiện có bánh xe được con người tạo ra. Nhưng làm thế nào mà một cộng đồng mỏ thô sơ lại phát minh ra bánh xe trước cả các nền văn minh như Ai Cập cổ đại?

Theo nhóm nghiên cứu, chính môi trường khép kín của hầm mỏ – với bề mặt bằng phẳng và địa hình hạn chế – đã tạo điều kiện lý tưởng cho sự ra đời của bánh xe. Trong khi ý tưởng bánh xe từ con lăn gỗ từng bị nghi ngờ là thiếu thực tế vì sự cồng kềnh và khó vận hành trên địa hình tự nhiên, thì trong mỏ, các con lăn lại tỏ ra hữu ích.

Bước chuyển đầu tiên là lắp thêm rãnh cong ở đáy xe để giữ con lăn ổn định. Điều này giúp xe có thể kéo đi liên tục mà không cần nhấc con lăn lên trước như trước đây.

Tiếp theo, nhóm nghiên cứu dùng mô phỏng máy tính để khảo sát quá trình biến đổi của con lăn thành bánh xe, dựa trên nguyên lý “lợi thế cơ học” – giống như cách kềm tăng lực siết của tay người.

Chương trình đã thử nghiệm hàng trăm hình dạng khác nhau và dần dẫn đến cấu trúc bánh xe – trục quay quen thuộc. Sự thay đổi đáng chú ý là phần giữa con lăn bắt đầu thon lại – giúp giảm ma sát và dễ vượt chướng ngại vật – rồi cuối cùng hình thành một thanh trục mảnh với hai đĩa lớn ở hai đầu: bánh xe sơ khai.

Điều đặc biệt là bánh xe không ra đời tức thì mà là kết quả của hàng loạt cải tiến nhỏ trong nhiều năm. Mỗi lần con lăn hiệu quả hơn, nó được sao chép lại, từ đó dẫn đến những thiết kế ngày càng tối ưu.

Hơn 5.000 năm sau, tại Pháp, một thợ cơ khí xe đạp lại phát minh ra ổ bi – hệ thống gồm các viên bi tròn quay quanh trục – tái hiện lại khái niệm con lăn thuở đầu nhưng với độ chính xác cao hơn. Câu chuyện về bánh xe lại một lần nữa quay tròn theo đúng nghĩa đen và nghĩa bóng.

Từ một công cụ thô sơ để giảm sức kéo quặng, bánh xe dần trở thành biểu tượng của văn minh. Và giống như chính hình dạng tròn của nó, hành trình tiến hóa của bánh xe không có điểm bắt đầu rõ ràng, cũng chẳng có điểm kết thúc – chỉ là một vòng quay bất tận của những sáng tạo âm thầm trong lịch sử nhân loại.