La bicicleta , tal como la conocemos hoy, fue inventada solo a fines del siglo XIX. Sin embargo, fue una simple invención mecánica. Parecía que no requiere ideas ingeniosas y, desde luego, ninguna preparación científica.
Entonces, ¿por qué no se ha inventado antes?
Hice esta pregunta en Twitter, leí la discusión de esta pregunta en el servicio Quora. Entre las muchas hipótesis propuestas estaban las siguientes:
- Factores tecnológicos. En el siglo XIX, la metalurgia hizo un gran avance. Mejoramos la limpieza del hierro, y luego del acero económico, y aprendimos cómo procesar mejor el metal y fabricar piezas como tubos huecos. La tecnología para fabricar ruedas ha mejorado: las ruedas con radios de alambre han reemplazado las opciones más pesadas; los neumáticos requerían caucho vulcanizado (1839); Los neumáticos inflables se inventaron solo en 1887. Cadenas, ruedas dentadas, rodamientos: todas estas piezas son necesarias y requieren tecnologías avanzadas de fabricación para mejorar su calidad y reducir los costos.
- Etapas del desarrollo del proyecto. Las primeras bicicletas eran incómodas y peligrosas. La primera opción ni siquiera tenía pedales. Algunos modelos no tenían dirección; encenderlos solo se podía hacer inclinando. El famoso esquema de centavo con una gran rueda delantera no le permitía equilibrar las piernas, estaba en riesgo de un salto mortal durante una parada repentina, y el jinete se sentó tan alto que estuvo constantemente en riesgo de lesiones. Se han producido décadas de mejoras graduales para crear un modelo de bicicleta exitoso.
- La calidad de las carreteras. Hasta el siglo XIX, la calidad de las carreteras según los estándares modernos era terrible. A menudo, estos eran cebadores, con surcos de muchos carruajes que pasaban, convirtiéndose en tierra durante la lluvia. El camino de piedra triturada, que suavizó la superficie, se inventó solo en 1820. En ese momento, los caminos de la ciudad estaban pavimentados con adoquines, adecuados para caballos, pero demasiado desiguales para bicicletas. (La aspereza de las carreteras, aparentemente, fue intencional y ayudó en caso de desbordamiento de una alcantarilla; como resultado, una de las respuestas a Quora afirma que la construcción de la alcantarilla de la ciudad abrió la puerta para las bicicletas).
- Competencia por parte de los caballos. En ese momento, los caballos eran un transporte común y común. Se las arreglaron con cualquier camino. Podrían transportar cargas pesadas. ¿Quién necesita una bicicleta? En este caso, se afirma que la bicicleta se inventó en respuesta a la falta de alimentos debido al "año sin verano" en 1816, que ocurrió debido a la erupción del volcán Tambor en el año anterior, debido a que el cielo se oscureció y la temperatura en muchos lugares de la Tierra cayó. . La crisis agrícola condujo a la inanición de personas y caballos, lo que provocó la muerte de muchos caballos por comida, y el costo de alimentar a los restantes aumentó. Esto podría servir como motivación para encontrar alternativas.
- Crecimiento económico general. Muchos comentaristas han indicado que se requiere una clase media para exigir tal invención. Si solo tiene un grupo de campesinos pobres y unos pocos aristócratas (que ya tienen caballos, carruajes y cocheros), no hay mercado para bicicletas. Y esta es una opción plausible, si recuerdas que las bicicletas primero sirvieron como pasatiempo y entretenimiento antes de convertirse en un medio práctico de transporte.
- Factores culturales ¿Quizás en algún momento simplemente no había interés en invenciones mecánicas útiles? Pero, ¿cuándo cambió la situación y por qué?
Todas las hipótesis son buenas. Pero algunos de ellos comienzan a ceder bajo la presión del análisis.
La calidad del camino es relevante para la pregunta, pero no la respuesta. Puedes andar en bicicleta por el camino de tierra o la acera (aunque esta última opción provocó enfrentamientos con los transeúntes y al principio hizo que las bicicletas fueran impopulares entre el público). Históricamente, las carreteras no mejoraron hasta que las bicicletas se generalizaron; aparentemente, los ciclistas se convirtieron en parte de la fuerza que requería mejorar las carreteras.
No creo que el asunto esté en los caballos. A juzgar por el material que leí, fue más fácil comprar una bicicleta que un caballo, y definitivamente más fácil de mantener (al menos no necesita ser alimentado). Resulta que los inventores se interesaron en el problema de los vehículos conducidos por la fuerza muscular y les permitieron deshacerse de los caballos, mucho antes de la llegada de una bicicleta moderna. Incluso
Karl Dres , quien inventó el primer vehículo musculoso de dos ruedas después del "año sin verano", había estado trabajando en esta tarea durante muchos años.
Los factores tecnológicos me parecen más convincentes. Es posible que hayan sido necesarios para que las bicicletas sean lo suficientemente prácticas y económicas como para ganar popularidad. Pero para los primeros experimentos, esto no era importante. Los marcos pueden ser de madera. Las ruedas se pueden terminar con metal. Equipo no puede hacer. Cadenas reemplazadas por cinturones; En algunos diseños iniciales, los pedales se ubicaban en la circunferencia de la rueda, y en un diseño, las ruedas giraban las palancas, como en una locomotora de vapor.
Entonces, ¿cuál es la explicación correcta?
Para entender esto, profundicé en la historia de la bicicleta.
El concepto de vehículos de tracción muscular se remonta a siglos. La primera referencia a ella, de todo lo que encontré, fue hecha por el ingeniero veneciano
Giovanni Fontana , quien describió a principios del siglo XV un carro de cuatro ruedas conducido por un jinete que tiraba de una cuerda, que estaba enganchada a los engranajes sobre ruedas (no está claro si intentó construir tal un auto; Fontana generalmente hizo un montón de bocetos de cosas extrañas).
Otro concepto antiguo se describe en el libro "Bicicleta" de David Herlichai:
Hace más de tres siglos, el famoso matemático francés Jacques Ozanam describió las ventajas teóricas de un carro de tracción muscular, en el que "una persona puede montar lo que quiera sin caballos". El propietario de dicho vehículo podría moverse libremente por las carreteras, sin tener que cuidar al animal, y disfrutar del ejercicio físico en el proceso. Además, un vehículo "autopropulsado" de este tipo, a diferencia de las máquinas que requieren viento o vapor, funcionaría en el recurso más accesible y abundante de todos: la fuerza de voluntad. ¿Pero cómo construir un auto tan valioso? Este fue el vigésimo tercero de los aproximadamente cincuenta problemas "útiles y fascinantes" identificados y descritos por Ozanam en su famoso trabajo Récréations Mathématiques et Physiques, publicado en 1696.
El libro de Ozanam propuso una solución de otro inventor: otro carro de cuatro ruedas conducido por dos personas (una conduce, la segunda la pone en movimiento, pisando grandes pedales conectados por cuerdas, poleas y engranajes).
Aparentemente, el carro ha servido como modelo para vehículos de tracción muscular durante siglos. Varios inventores se acercaron al diseño de tales máquinas, y algunos incluso fueron construidos. La revista de Londres registró una carrera récord de tal carro en 1774, que alcanzó una velocidad de 10 km / h. El inventor francés
Jean-Pierre Francois Blanchard (más tarde famoso como pionero de la aviación y la aeronáutica), construyó un coche de tracción muscular, que pasó 15 km de París a Versalles. El mecánico estadounidense Bolton en 1804 construyó su propia versión, utilizando la rotación de engranajes. Lo más probable es que estos inventos no condujeron a nada, porque las máquinas eran demasiado grandes y pesadas para ser de interés práctico.
1820 Dresin (llamado así por el inventor, Dresa)La idea clave era la idea de que era necesario dejar de inventar un carro mecánico y crear algo así como un caballo mecánico. Karl Drez tomó este camino a principios del siglo XIX. Era un aristócrata que ocupaba el cargo de "administrador forestal" en Baden, lo que le dio tiempo para pensar y experimentar. Dirigió sus primeros intentos en 1813 a carruajes de cuatro ruedas, como sus predecesores, y simplemente no pudieron atraer el interés de las autoridades.
New York Tribune, septiembre de 1894Pero en 1817 (posiblemente influenciado por la
crisis alimentaria y la escasez de caballos, aunque esto no es exacto), volvió a abordar esta idea, ya con un nuevo proyecto: transporte de dos ruedas diseñado para una persona, en el que puede reconocer fácilmente al antepasado de una bicicleta moderna. Estaba hecho de madera y tenía neumáticos de hierro. El inventor lo llamó Laufmaschine, la "máquina de correr"; no tenía pedales, y el jinete necesitaba levantarse del suelo con los pies. También fue llamada la "bicicleta" del latín "pie rápido" o "carro" en honor del inventor; Una versión mejorada creada por un fabricante de vagones con sede en Londres se conoció en Inglaterra como el "currículo peatonal".
Sin pedales y marchas, esta protobici no podría alcanzar la velocidad y la eficiencia de las modernas. Sin embargo, a la manera de los scooters existentes hoy en día, permitió que una persona condujera en la carretera, especialmente cuesta abajo, y mantuvo el peso del ciclista. Drez alcanzó velocidades de hasta 19 km / h en él. La invención fue un pasatiempo pasajero en Europa 1818-19 años, y luego comenzó a declinar. Aparentemente, las razones de la recesión fueron la posible inseguridad y molestia de las personas porque trataron de andar en estas aceras y parques (algunas cosas nunca cambian; hoy, las guerras de motos estallan con renovado vigor).
"The Shaker" de Pierre Michaud, 1870El siguiente avance clave se produjo solo unas décadas más tarde, cuando a alguien se le ocurrió la idea de colocar pedales en una bicicleta. A expensas del primer inventor, hay información contradictoria (que data de 1839), sin embargo, los pedales en Francia en la década de 1860 ya eran inequívocos. En cualquier caso, fue en la década de 1860 que realmente comenzó el desarrollo de las bicicletas. Los pedales permitieron al ciclista conducir más rápido y más eficientemente. Tal modelo fue producido en Francia, primero con un marco de madera, y luego con un marco de acero, y comenzaron a llamarlo el "agitador de huesos" (de lo cual podemos concluir sobre la calidad del viaje).
Bicicleta americana, grabado, 1868Sin embargo, en ese momento la bicicleta aún no tenía engranajes o cadenas. Los pedales fueron montados directamente en la rueda delantera. Esto no le dio al conductor serias ventajas mecánicas: era lo mismo que un engranaje fijo en una relación 1: 1 (hoy, en la mayoría de los casos, se usan engranajes 3: 1). Es como andar en bicicleta en las velocidades más bajas: pedaleas rápidamente, pero conduces lentamente.
Penny Farthing BikeLa única solución fue aumentar la rueda, lo que condujo a la aparición en 1870 de la ridícula bicicleta de "céntimo" o "rueda alta", con una enorme rueda delantera, que probablemente viste, y la asociaste a fines del siglo XIX. Para entonces, las bicicletas estaban hechas con un marco de metal, ruedas con radios de alambre y neumáticos de goma (aún no inflables). Tal esquema hizo posible conducir más rápido y con mayor suavidad, ya que la rueda grande absorbía mejor al conducir. Sin embargo, requería habilidad acrobática, era propenso a caídas y lesiones, incluidos saltos mortales a través de la rueda delantera durante una parada abrupta.
El tercer y último avance clave, por lo tanto, fue la separación de pedales y ruedas. Las variantes de tal "bicicleta segura", entre las cuales había al menos una opción con pedales en el volante y palancas, aparecieron en la década de 1870, y tal vez antes. El primer modelo comercialmente exitoso en utilizar el diseño familiar del cigüeñal y la cadena fue el modelo John Starley de 1885. Finalmente, en 1888, John Dunlop introdujo neumáticos inflables (neumáticos), lo que suavizó el viaje y eliminó la última ventaja del esquema de centavo.
Entonces, a fines de la década de 1880, las bicicletas llegaron a la forma que conocemos hoy en día, con ruedas de aproximadamente el mismo tamaño, pedales, una cadena, un marco de metal, ruedas con radios de alambre y neumáticos de goma inflables.
¿Qué conclusión se puede hacer?
En primer lugar, el esquema correcto no era obvio. Durante muchos siglos, el progreso se detuvo debido al hecho de que los inventores trataron de crear carros de cuatro ruedas para varias personas, en lugar de un transporte individual de dos ruedas. No está claro por qué fue así; naturalmente, los inventores copiaron el transporte existente, pero ¿por qué se inspiraron solo en un carro tirado por caballos y no en un jinete y un caballo? (Algunos comentaristas creen que la capacidad de equilibrar en vehículos de dos ruedas no era obvia, pero esto no me convence, considerando cuántas cosas extrañas han aprendido a equilibrar las personas, desde canoas huecas hasta los propios caballos). Es posible (pero esto es pura reflexión) tan temprano Fue más difícil para los inventores comprender la impracticabilidad fundamental de los carros mecánicos, ya que no tenían principios de ingeniería matemática a la mano, pero aún no estaba claro qué llevó a Drez a su avance.
E incluso después de que Drez se encontró con un esquema de dos ruedas, requirió varias etapas de mejora, que tomaron varias décadas, para eventualmente llegar a una forma efectiva, conveniente y segura.
Primeros modelos de bicicleta de la Enciclopedia alemana de 1887En segundo lugar, era probable que se necesitaran avances en materiales y fabricación para crear una bicicleta comercialmente exitosa. Hoy es bastante difícil decidir qué avances en el diseño de bicicletas se hicieron posibles debido a la aparición de nuevos materiales y tecnologías, y cuáles fueron simplemente el resultado de vislumbres de innovación que no se habían pensado antes. Pero el hecho de que la gente estuviera lista para soportar un esquema poco confiable con ruedas grandes sugiere que las ruedas inflables fueron una innovación crítica. También me parece razonable que para hacer cadenas pequeñas y ligeras y ruedas dentadas de alta y constante calidad a un precio asequible, se requirieran avances en el trabajo del metal, y que ningún otro esquema, con palancas o correas, funcionaría. También parece lógico que los marcos de madera no fueran lo suficientemente livianos y fuertes para un uso práctico (hoy definitivamente no trataría de andar en bicicleta de madera).
Sin embargo, puede ir más allá y hacer preguntas que me inspiraron a estudiar este tema. ¿Por qué nadie experimentó con vehículos de dos ruedas hasta el siglo XIX? ¿Por qué nadie, hasta donde sabemos, incluso consideró teóricamente la idea del transporte de tracción muscular hasta el siglo XV? ¿Por qué no se inventó la mecánica de bicicletas en el siglo XIV, cuando ya existían los relojeros, o al menos en el siglo XVI, cuando aparecieron los relojes de pulsera? ¿O los antiguos romanos construyeron molinos de agua y máquinas cosechadoras? ¿O los griegos que crearon el mecanismo anticitera? Incluso si no tenían cadenas y neumáticos, ¿por qué estas sociedades al menos no experimentaron con carros? ¿O incluso con diseños de carro de cuatro ruedas sin éxito?
Para comenzar de alguna manera a responder estas preguntas, vale la pena entender que estos hechos son parte de un fenómeno más amplio. Hice las mismas preguntas sobre
Cotton Gin , la primera máquina desmotadora eficiente, que, a diferencia de una bicicleta, no requería ningún material especial: una caja de madera, malla de alambre y un tambor con dientes de alambre; Era tan simple que después de que se publicó el concepto, los plantadores hicieron copias piratas del mismo (habiendo privado a Eli Whitney de la mayoría de las tarifas de patente). Se puede hacer la misma pregunta con respecto a todos los inventos clave en la mecanización textil; Anton Howes, un historiador de la economía, se unió a la discusión en Twitter y mencionó el
transbordador "volador" de John Kay:
La innovación de Kay fue sobresaliente en su simplicidad. Como escribió el inventor Bennett Woodcroft, las personas tejieron con la ayuda de un transbordador ordinario "durante más de cinco mil años, millones de trabajadores experimentados han estado haciendo esto, y no se han realizado mejoras para acelerar el trabajo hasta 1733". Kay agregó un poco de madera y algunas cuerdas. Y aplicó todo esto a la fabricación de telas de lana, a la industria principal de Inglaterra desde la Edad Media. No tenía mucha experiencia, no necesitaba entender el lado científico del proceso, no tenía ningún incentivo especial para esto. En cuanto a la idea en sí, el transbordador volador se consideró ilegal porque ahorró mano de obra, la patente fue copiada inmediatamente por los competidores, y Kay tuvo que emigrar a Francia bajo la presión de tejedores enojados que amenazaban su propiedad e incluso su vida. Kay no solo no tenía incentivos, él inventó a pesar de los temibles obstáculos sociales y legales.
Hay otras historias en las que se hicieron intentos para inventar algo nuevo, pero la idea no tuvo seguidores si no se formó por completo, después de lo cual su desarrollo se detuvo durante décadas.
Me vienen a la mente los experimentos fallidos de
Richard Trevitik con locomotoras a vapor.
A la luz de lo anterior, creo que los factores principales son la situación económica y cultural en su conjunto. Los factores económicos crean la necesidad de un valor agregado, apoyando la investigación cultural general y el desarrollo que genera inventos. Karl Dres era un barón en una sinecure, y se dedicaba a los inventos en su tiempo libre. En esa época, era común para los inventores: a menudo eran aristócratas o tenían otros ingresos independientes (y el resto tenía que buscar el apoyo de patrocinadores ricos).
Hoy, las universidades y las corporaciones tienen laboratorios de investigación, y los inversores de riesgo están financiando el desarrollo de nuevos productos y servicios. Tan pronto como la posibilidad de una cierta innovación se vuelve clara, varios equipos compiten en un intento por llevarla al mercado. No hay fallas de una década en el cronograma de invenciones, o mucho menos.Los factores económicos de demanda y valor agregado también crean mercados para nuevos productos. Quizás el PIB per cápita debería alcanzar un cierto valor antes de que las personas tengan tiempo, atención y energía libres para pensar en nuevos inventos que no estén relacionados con la obtención de alimentos, ropa y proporcionar un techo sobre sus cabezas.Hay factores culturales. Howes dice que “la innovación no es inherente al hombre, sino que se da por sentado. La gente a menudo no inventa, porque no se les ocurre ". Joel Mokier le hace eco de que "el progreso no es algo natural". Y estoy de acuerdo con ellos en esto.