A bicicleta , como a conhecemos hoje, foi inventada apenas no final do século XIX. No entanto, foi uma invenção mecânica simples. Parecia que não requer idéias engenhosas e certamente nenhuma preparação científica.
Então, por que não foi inventado antes?
Fiz essa pergunta no Twitter, li a discussão dessa pergunta no serviço Quora. Entre as muitas hipóteses propostas estavam as seguintes:
- Fatores tecnológicos. No século 19, o trabalho em metal fez um grande avanço. Melhoramos a limpeza do ferro e, em seguida, do aço barato, e aprendemos como processar melhor o metal e fazer peças como tubos ocos. A tecnologia para fabricar rodas melhorou: as rodas com raios substituíram as opções mais pesadas; pneus exigiam borracha vulcanizada (1839); Os pneus infláveis foram inventados apenas em 1887. Correntes, rodas dentadas, rolamentos - todas essas são peças necessárias que exigiam tecnologias avançadas de fabricação para melhorar sua qualidade e reduzir custos.
- Etapas do desenvolvimento do projeto. As bicicletas precoces eram desconfortáveis e perigosas. A primeira opção nem tinha pedais. Alguns modelos não tinham direção; ligá-los só podia ser feito com inclinação. O famoso esquema de centavos com uma enorme roda dianteira não permitia que você equilibrasse as pernas, corria o risco de dar um salto mortal durante uma parada abrupta, e o piloto sentava-se tão alto que corria risco constante de lesão. Décadas de melhorias graduais entraram na criação de um modelo de bicicleta bem-sucedido.
- A qualidade das estradas. Até o século 19, a qualidade das estradas pelos padrões modernos era terrível. Freqüentemente eram primers, com sulcos de muitas carruagens que passavam, transformando-se em sujeira durante a chuva. A estrada de pedra triturada, que suavizou a superfície, foi inventada apenas em 1820. Na época, as estradas da cidade eram pavimentadas com paralelepípedos, adequados para cavalos, mas muito irregulares para bicicletas. (A rugosidade das estradas, aparentemente, foi intencional e ajudou no caso de transbordamento de esgoto - como resultado, uma das respostas para Quora afirma que o esgoto da cidade abriu a porta para bicicletas).
- Competição por parte dos cavalos. Naquela época, os cavalos eram um transporte comum e comum. Eles lidaram com qualquer estrada. Eles podiam carregar cargas pesadas. Quem precisa de uma bicicleta? Nesse caso, eles dizem que a bicicleta foi inventada em resposta à falta de comida devido ao “ano sem verão” em 1816, que ocorreu devido à erupção do vulcão Tambor no ano anterior, devido à qual o céu escureceu e a temperatura em muitos lugares da Terra caiu. . A crise agrícola levou à fome de pessoas e cavalos, o que causou a morte de muitos cavalos como alimento, e o custo de alimentação dos demais aumentou. Isso poderia servir de motivação para encontrar alternativas.
- Crescimento econômico geral. Muitos comentaristas indicaram que uma classe média é necessária para exigir tal invenção. Se você tem apenas um monte de camponeses pobres e alguns aristocratas (que já têm cavalos, carruagens e cocheiros), não há mercado para bicicletas. E essa é uma opção plausível, se você se lembrar de que as bicicletas foram usadas pela primeira vez para hobbies e entretenimento antes de se tornar um meio prático de transporte.
- Fatores culturais. Talvez em algum momento não houvesse interesse em invenções mecânicas úteis? Mas quando a situação mudou e por quê?
Todas as hipóteses são boas. Mas alguns deles começam a ceder sob a pressão da análise.
A qualidade da estrada é relevante para a pergunta, mas não a resposta. Você pode andar de bicicleta na estrada de terra ou na calçada (embora a última opção tenha causado confrontos com os transeuntes e, a princípio, tenha tornado as bicicletas impopulares entre o público). Historicamente, as estradas não melhoraram até que as bicicletas se espalharam - aparentemente, os ciclistas se tornaram parte da força que exigia a melhoria das estradas.
Eu não acho que o problema esteja em cavalos. A julgar pelo material que li, era mais fácil comprar uma bicicleta do que um cavalo e definitivamente mais fácil de manter (pelo menos, não precisa ser alimentado). Acontece que os inventores se interessaram pelo problema dos veículos movidos pela força muscular e permitiram que se livrassem dos cavalos, muito antes do advento de uma bicicleta moderna. Até
Karl Dres , que inventou o primeiro veículo muscular de duas rodas após o "ano sem verão", trabalha nessa tarefa há muitos anos.
Fatores tecnológicos parecem mais convincentes para mim. Eles podem ter sido necessários para que as bicicletas se tornassem práticas o suficiente e baratas para ganhar popularidade. Mas para experimentos iniciais, isso não era importante. Os quadros podem ser feitos de madeira. As rodas podem ser acabadas com metal. Equipamento não pode fazer. Correntes substituídas por cintos; em alguns projetos anteriores, os pedais estavam localizados na circunferência da roda e, em um projeto, as rodas giravam alavancas, como em uma locomotiva a vapor.
Então, qual é a explicação correta?
Para entender isso, mergulhei na história da bicicleta.
O conceito de veículos de tração muscular remonta a séculos. A primeira referência a isso, de tudo o que eu encontrei, foi feita pelo engenheiro veneziano
Giovanni Fontana , que descreveu no início do século XV um carrinho de quatro rodas conduzido por um motociclista puxando uma corda amarrada a engrenagens sobre rodas (não está claro se ele tentou construir tal um carro; Fontana geralmente fazia um monte de esboços de coisas estranhas).
Outro conceito antigo é descrito no livro "Bicycle", de David Herlichai:
Mais de três séculos atrás, o famoso matemático francês Jacques Ozanam descreveu as vantagens teóricas de uma carruagem de tração muscular, na qual "uma pessoa pode andar como quiser sem cavalos". O proprietário de um veículo assim poderia circular livremente pelas estradas, sem ter que cuidar do animal, e desfrutar de exercício físico no processo. Além disso, um veículo "autopropulsor" desse tipo, diferentemente das máquinas que exigem vento ou vapor, funcionaria no recurso mais acessível e abundante de todos: força de vontade. Mas como construir um carro tão valioso? Este foi o vigésimo terceiro dos cinquenta problemas "úteis e fascinantes" identificados e descritos por Ozanam em sua famosa obra Récréations Mathématiques et Physiques, publicada em 1696.
O livro de Ozanam propôs uma solução de outro inventor: outro vagão de quatro rodas conduzido por duas pessoas (um dirige, o segundo o colocou em movimento, pisando em pedais grandes conectados por cordas, polias e engrenagens).
Aparentemente, o carrinho serviu de modelo para veículos de tração muscular há séculos. Vários inventores abordaram o design dessas máquinas, e algumas foram construídas. A revista de Londres registrou uma corrida recorde desse carrinho em 1774, que atingiu uma velocidade de 10 km / h. O inventor francês
Jean-Pierre Francois Blanchard (mais tarde famoso como pioneiro da aviação e aeronáutica), construiu um carro de tração muscular, que passou 15 km de Paris a Versalhes. O mecânico americano Bolton, em 1804, construiu sua própria versão, usando a rotação de engrenagens. Muito provavelmente, essas invenções não levaram a nada, porque as máquinas eram grandes e pesadas demais para serem de interesse prático.
1820 Dresin (em homenagem ao inventor, Dresa)A idéia principal era a de que era necessário parar de inventar um vagão mecânico e criar algo como um cavalo mecânico. Karl Drez seguiu esse caminho no início do século XIX. Ele era um aristocrata que ocupava o cargo de "gerente florestal" em Baden, o que lhe deu tempo para pensar e experimentar. Ele dirigiu suas primeiras tentativas em 1813 para carruagens de quatro rodas, como seus antecessores, e elas simplesmente não conseguiram atrair o interesse das autoridades.
New York Tribune, setembro de 1894Mas em 1817 (possivelmente influenciado pela
crise alimentar e pela escassez de cavalos, embora isso não seja preciso), ele novamente abordou essa idéia, já com um novo projeto: transporte de duas rodas projetado para uma pessoa, no qual você pode reconhecer facilmente o ancestral de uma bicicleta moderna. Era de madeira e tinha pneus de ferro. O inventor chamou Laufmaschine, a "máquina de corrida"; ele não tinha pedais e o cavaleiro precisava sair do chão com os pés. Também era chamada de "bicicleta" do latim "pé rápido", ou "carrinho" em homenagem ao inventor; uma versão aprimorada criada por um fabricante de vagões com sede em Londres ficou conhecida na Inglaterra como o “currículo de pedestres”.
Sem pedais e engrenagens, esta moto-protetora não poderia atingir a velocidade e a eficiência das modernas. No entanto, da maneira das scooters existentes hoje, ele permitiu que uma pessoa andasse na estrada, especialmente em declives, e manteve o peso do ciclista. Drez alcançou velocidades de até 19 km / h nele. A invenção foi um passatempo passageiro na Europa entre 1818 e 19 anos e depois começou a declinar. Aparentemente, os motivos da recessão foram a potencial insegurança e aborrecimento das pessoas, porque elas tentavam andar nessas calçadas e nos parques (algumas coisas nunca mudam; hoje, as guerras de scooter começam com um vigor renovado).
"The Shaker", de Pierre Michaud, 1870O próximo avanço importante ocorreu apenas algumas décadas depois, quando alguém teve a ideia de conectar pedais a uma bicicleta. À custa do primeiro inventor, há informações conflitantes (que remontam a 1839), no entanto, os pedais na França na década de 1860 já eram inequivocamente. De qualquer forma, foi na década de 1860 que o desenvolvimento das bicicletas realmente começou. Os pedais permitiram ao ciclista andar mais rápido e com mais eficiência. Esse modelo foi produzido na França, primeiro com uma moldura de madeira e depois com uma estrutura de aço, e eles começaram a chamá-lo de “agitador de ossos” (do qual podemos concluir sobre a qualidade da viagem).
Bicicleta americana, gravura, 1868No entanto, naquele momento a bicicleta ainda não tinha engrenagens ou correntes. Os pedais foram montados diretamente na roda dianteira. Isso não deu ao motociclista sérias vantagens mecânicas: era o mesmo que uma engrenagem fixa na proporção de 1: 1 (hoje, na maioria dos casos, são usadas engrenagens 3: 1). É como andar de bicicleta nas marchas mais baixas - você pedala rapidamente, mas dirige devagar.
Penny Farthing BikeA única solução foi aumentar a roda, o que levou ao surgimento, em 1870, da ridícula bicicleta “penny-farthing” ou “high wheel”, com uma enorme roda dianteira, que você provavelmente viu, e a associou ao final do século XIX. Até então, as bicicletas eram feitas com armação de metal, rodas com raios de arame e pneus de borracha (ainda não infláveis). Tal esquema tornou possível dirigir com mais rapidez e suavidade, uma vez que a roda grande absorveu melhor ao andar. No entanto, exigia habilidade acrobática, era propenso a quedas e lesões, incluindo cambalhotas na roda dianteira durante uma parada abrupta.
O terceiro e último avanço fundamental, portanto, foi a separação de pedais e rodas. Variantes de uma "bicicleta segura", entre as quais havia pelo menos uma opção com pedais no volante e alavancas, apareceram na década de 1870, e talvez mais cedo. O primeiro modelo comercialmente bem-sucedido a usar o design familiar do eixo de manivela e da corrente foi o modelo John Starley de 1885. Finalmente, em 1888, John Dunlop introduziu pneus infláveis (pneumáticos), o que tornou a viagem mais suave e eliminou a última vantagem do esquema de centavos.
Assim, no final da década de 1880, as bicicletas chegaram à forma que conhecemos hoje, com rodas de tamanho aproximadamente igual, pedais, uma corrente, uma armação de metal, rodas com raios de arame e pneus de borracha infláveis.
Que conclusão pode ser feita?
Em primeiro lugar, o esquema correto não era óbvio. Por muitos séculos, o progresso parou devido ao fato de os inventores terem tentado criar carrinhos de quatro rodas para várias pessoas, em vez de um transporte individual de duas rodas. Não está claro por que isso aconteceu; naturalmente, os inventores copiaram o transporte existente, mas por que eles se inspiraram apenas em uma carroça puxada a cavalo, e não em um cavaleiro e cavalo? (Alguns comentaristas acreditam que a capacidade de equilibrar em veículos de duas rodas não era óbvia, mas isso não me convence, considerando quantas coisas estranhas as pessoas aprenderam a equilibrar, desde canoas vazias até os próprios cavalos.) É possível (mas isso é pura reflexão) que cedo era mais difícil para os inventores entender a impraticabilidade fundamental dos carros mecânicos, já que eles não tinham princípios matemáticos de engenharia à mão, mas ainda não estava claro o que levou Drez à sua descoberta.
E mesmo depois que Drez se deparou com um esquema de duas rodas, ele exigiu vários estágios de melhoria, que levaram várias décadas, para finalmente chegar a uma forma eficaz, conveniente e segura.
Modelos antigos de bicicleta da Enciclopédia Alemã de 1887Em segundo lugar, era provável que fossem necessários progressos em materiais e fabricação para criar uma bicicleta comercialmente bem-sucedida. Hoje, é muito difícil decidir quais avanços no design de bicicletas se tornaram possíveis devido ao surgimento de novos materiais e tecnologias e quais foram simplesmente os resultados de vislumbres de inovação que nunca haviam sido pensados antes. Mas o fato de as pessoas estarem prontas para suportar um esquema não confiável com rodas grandes sugere que as rodas infláveis eram uma inovação crítica. Também me parece razoável que, para fabricar correntes pequenas e leves e rodas dentadas de alta e constante qualidade a um preço acessível, sejam necessárias inovações no trabalho em metal - e que nenhum outro esquema, com alavancas ou correias, funcione. Também parece lógico que as molduras de madeira não sejam suficientemente leves e fortes para uso prático (hoje eu definitivamente não tentaria andar de bicicleta).
No entanto, você pode ir além e fazer perguntas que me inspiraram a estudar esse tópico. Por que ninguém sequer experimentou veículos de duas rodas até o século XIX? Por que ninguém, até onde sabemos, considerou teoricamente a idéia do transporte de tração muscular até o século XV? Por que a mecânica das bicicletas não foi inventada no século 14, quando os relojoeiros já existiam, ou pelo menos no século 16, quando os relógios de pulso apareceram? Ou os antigos romanos construíram moinhos de água e máquinas de colheita? Ou os gregos que criaram o mecanismo antikythera? Mesmo se eles não tivessem correntes e pneus, por que essas sociedades pelo menos não experimentavam carrinhos? Ou mesmo com projetos mal sucedidos de carrinho de quatro rodas?
Para, de alguma maneira, começar a responder a essas perguntas, vale a pena entender que esses fatos fazem parte de um fenômeno mais amplo. Fiz as mesmas perguntas sobre o
Cotton Gin , a primeira eficiente máquina de descaroçar, que, ao contrário de uma bicicleta, não exigia nenhum material especial: uma caixa de madeira, tela de arame e um tambor com dentes de arame; era tão simples que, após a publicação do conceito, os fazendeiros fizeram cópias pirateadas por conta própria (privando Eli Whitney da maior parte das taxas de patente). A mesma pergunta pode ser feita em relação a todas as principais invenções na mecanização têxtil; Anton Howes, historiador da economia, entrou na discussão no Twitter, mencionando o
ônibus espacial "voador" de John Kay:
A inovação da Kay se destacou por sua simplicidade. Como escreveu o inventor Bennett Woodcroft, as pessoas teciam com a ajuda de um ônibus comum "por mais de cinco mil anos, milhões de trabalhadores experientes fazem isso, e nenhuma melhoria foi feita para acelerar o trabalho até 1733". Kay adicionou um pouco de madeira e algumas cordas. E ele aplicou tudo isso à fabricação de tecidos de lã, à principal indústria da Inglaterra desde a Idade Média. Ele não tinha muita experiência, não precisava entender o lado científico do processo, não tinha nenhum incentivo especial para isso. Quanto à ideia em si, o ônibus voador foi considerado ilegal porque economizou trabalho, a patente foi imediatamente copiada pelos concorrentes e Kay teve que emigrar para a França sob a pressão de tecelões raivosos que ameaçavam sua propriedade e até sua vida. Kay não apenas não tinha incentivos, ele inventou, apesar dos obstáculos sociais e legais assustadores.
Há outras histórias em que foram feitas tentativas para inventar algo novo, mas a idéia não conquistou seguidores se não fosse totalmente formada, após o que seu desenvolvimento parou por décadas.
As experiências malsucedidas de
Richard Trevitik com locomotivas a vapor vêm à mente.
À luz do exposto, acho que os principais fatores são a situação econômica e cultural como um todo. Fatores econômicos criam a necessidade de valor agregado, apoiando a pesquisa e desenvolvimento cultural geral que gera invenções. Karl Dres era um barão da sinecura e estava envolvido em invenções em seu tempo livre. Naquela época, era comum os inventores: freqüentemente eram aristocratas ou tinham outras rendas independentes (e o restante precisava procurar o apoio de patrocinadores ricos). , . , . , .
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