科学史之车轮的来源（讲义）

车轮的来源一、情境导入车轮是人类历史上最重要的发明之一，如果没有这些自由转动的物体，以及其他利用转动来改变力的工具，很难想象人类的文明会是什么样子。那么到底是谁最早发明了车轮？探究新知（一）最古老的车轮——圆木在原始社会中，人类一直依靠自身的力量搬运果实和猎物，用肩扛、手提等方式满足自己的生产生活需求，在这一过程中，人们逐渐发现“撬”这一原始运输工具。“撬”最初是地面上拖动前行的平整木板，后在木板下放置圆木，以滑动代替滚动，从而减小摩擦力，进而得以搬运更重的货物。古埃及人在建金字塔时,在运送的大石块下面垫上圆形滚木。金字塔就是利用这种方法，将沉重的石头移动而建成的。（二）车轮的雏形——实心木轮最早在大约5500年前就出现了“有轮车辆”的证据。地点在两河流域苏美尔文明，乌善克城邦的伊南娜神庙。这是一种笨重的实心木轮，因为材料和加工工艺的问题，绝大多数都由三块木头拼起来，然后通过木制横梁加以固定。河南淮阳平粮台遗址发现的车辙痕迹，距今至少4200年，是中国迄今发现的年代最早的车辙痕迹，对研究中国车轮的发明、车的起源具有重要学术价值。作为世界上最古老的文明之一，中国被认为是世界上最早发明和使用轮子的国家之一。可考证的车轮大约出现于公元前3500年左右的美索不达米亚地区，没有人知道轮子是谁发明的，但它的出现无疑大大减轻了人们搬运重物的负担，使人可以快速搬动大大超过自身重量的物体，更建立了人类历史上第一个陆地运输系统。公元前2500年，当时掌握着最先进车轮科技的苏美尔人，开始在车轮外沿加一圈铜钉，后来加上一整圈的皮革或是铜制轮箍，用于加强车轮的整体刚性和耐磨提性能。（三）车轮的技术进步——辐射木轮大约在公元前2000年左右，马被猎化并用于拉车，相对于此前用于运输货物但行动迟缓的牛车和驴车，人们同时发现这是一种完美的战争工具。因为速度和机动性的大幅提升，车轮也必须做出相应变革：通过将木头加热弯曲、拼接成一个闭合的轮圈，以四到八根木制辐条代替笨重的木盘，辐射状固定于中央的轮毂，并最终支撑起轮圈。以马作为使役的两轮战车，至迟从商代晚期至西汉早期，一直被用作重要军事装备，使用时间长达一千余年。在群雄争霸的春秋战国，拥有战车的数量更是衡量诸侯列国军力的标准。2005至2006年，安阳钢铁厂西南发现车马坑10座，其中5辆马车为横列摆放，壮观异常。凡此种种，皆为后世首次揭示商代晚期马车的真实结构。从殷商王朝「十一征而无故于天下」，到入侵印度的雅利安人，从两河流域兴起的亚述和巴比伦，到希腊「身披铜甲」的阿开奥斯人，从安纳托利亚（小亚细亚）曾经的霸主赫梯王国，到古埃及十九王朝的拉美西斯二世，在整个欧亚大陆在长达一千多年的时间里，这些双轮战车以及驾驶看它们的武士，一直都是战争、掠夺、保卫国家的主角。（四）车轮的巨大变革——充气轮胎1845年英国人R.W.汤姆森就发明了第一只充气轮胎。从木制到铁制车轮，再到橡胶材质；从实心到轮辐式车轮，再到充气轮胎，车轮在几千年的发展演变中，始终向着更加平稳、安全、舒适的方向不断前进。（五）车轮的革命性变革——橡胶轮胎橡胶轮胎的发明者是约翰·博伊德·邓洛普。原为外科医生，精于医用橡胶成型。他看到自己儿子自行车的实心橡胶轮在石头路上颠簸很厉害，于是用一根通过活门充气的管子，外面涂上橡胶作保护层，做了一个气胎。这种气胎缠在车轮上，要修补内管的的刺孔，必须首先用苯把涂的橡胶泡下来，修好后再涂上橡胶。总结从木制到铁制车轮，再到橡胶材质；从实心到轮辐式车轮，再到各类充气轮胎，轮胎技术的不断革新，轮胎的耐