なぜ自転車の発明には長い時間がかかったのか？

Roots of Progressについて • 執筆 • スピーキング • 参考文献 • 購読 • Roots of Progress Institute なぜ自転車の発明には長い時間がかかったのか？ Jason Crawford • 2019年7月13日 • 11分で読む 今日私たちが知っている自転車は、1800年代後半まで発明されませんでした。しかし、それは単純な機械的発明でした。それは、輝かしい発明の洞察や、科学的な背景を全く必要としないように思われます。それなのに、なぜもっと早く発明されなかったのでしょうか？ この疑問をTwitterで投げかけ、Quoraでの議論をいくつか読みました。人々は多くの仮説を提案しました。それらには以下のようなものが含まれます。 技術的要因。1800年代には金属加工が大きく進歩しました。鉄の精錬が改善され、最終的には安価な鋼鉄が得られるようになり、金属を成形するプロセスも向上し、中空チューブのような部品を作る能力も得られました。車輪の技術も進歩しました。ワイヤースポーク（テンションスポークとも呼ばれる）の車輪が、より重いデザインに取って代わりました。加硫ゴム（1839年）はタイヤに必要でした。空気入りタイヤは1887年まで発明されませんでした。チェーン、ギア、ボールベアリングはすべて、精度とコストのために高度な製造技術を必要とする重要な部品です。 デザインの反復。初期の自転車は不便で危険でした。最初のバージョンにはペダルさえありませんでした。一部のバージョンにはステアリングがなく、体重移動でしか曲がれませんでした（！）。巨大な前輪を持つ有名な「ペニー・ファージング」のデザインは、足でバランスを取ることが不可能で、急停止で前方に転倒しやすく、一般的にライダーは高い位置にいたため、怪我のリスクが増大しました。成功した自転車モデルに至るまでには、何十年もの反復が必要でした。 道路の質。1800年代およびそれ以前の道路は、現代の基準ではひどいものでした。道路はしばしば土で、多くの荷車の通行によって轍ができ、雨が降ると泥濘と化しました。マカダム舗装は、道路に平滑な表面をもたらしましたが、1820年頃まで発明されませんでした。当時の都市部の道路は、馬には良かったものの、自転車にはでこぼこすぎる石畳で舗装されていました。（この凹凸は、下水の排水を助ける機能があったようで、あるQuoraの回答者は、都市下水道の建設が自転車への道を開いたと主張しています。） 馬からの競争。馬は当時、一般的で受け入れられている交通手段でした。あらゆる種類の道路に対応できました。重い荷物を運ぶことができました。それなら、誰が自転車を必要としたのでしょうか？この関連で、自転車は1816年の「夏のない年」による食糧不足に応答して発明されたと主張されることがあります。これは、その前年に起きたタンボラ山の火山噴火によって引き起こされた気象現象で、多くの地域で空が暗くなり、気温が低下しました。農業危機により、馬も人も飢餓に苦しみ、一部の馬は食料として屠殺され、残りの馬の飼育費用はより高くなりました。これが代替手段の模索を動機づけた可能性があります。 一般的な経済成長。複数のコメント投稿者が、そのような発明に対する需要を生み出す中間層の必要性を指摘しました。もし、貧しい農民が多く、少数の貴族（彼らは馬、馬車、御者を持っていました）しかいない場合、自転車の市場はほとんどありません。自転車が実用的な交通手段になる前に、娯楽のための趣味であったと考えると、これはよりもっともらしくなります。 文化的要因。もしかしたら、ある時点まで、単に有用な機械的発明に対する一般的な関心が欠けていたのでしょうか？しかし、それはいつ、なぜ変わったのでしょうか？ これらはすべて良い仮説です。しかし、それらのいくつかは圧力を受けると崩壊し始めます。 道路の質は関連しますが、本当の答えではありません。自転車は、未舗装の道路や歩道でも乗ることができました（ただし、後者は歩行者との衝突を引き起こし、当初は一般の人々の間で自転車の人気を低下させました）。そして歴史的に、道路は自転車が一般的になった後でなければ改善されませんでした。実際、道路の改善を要求したのはサイクリストたちの一部であったようです。 馬も答えではないと思います。私が読んだところによると、自転車は馬よりも購入費用が安く、維持費も間違いなく安かったです（何よりも、自転車に餌を与える必要はありません）。そして、現代の自転車よりもずっと前から、発明家たちは馬を必要としない人間動力車両の問題に関心を持っていたことが判明しています。夏のない年の後、最初の二輪人間動力車両を発明したカール・フォン・ドレイスでさえ、それ以前から何年もこの問題に取り組んでいました。 技術的要因は、私にとってより説得力があります。自転車が普及し、十分に安価になるためには、それらが必要だったのかもしれません。しかし、初期の実験には必要ではありませんでした。フレームは木材で作ることができました。車輪には金属のリムを付けることができました。ギアは省略できました。チェーンはベルトに置き換えることができました。初期のデザインではペダルの代わりにトレッドルさえ使用され、少なくとも一つのデザインは蒸気機関車のようにレバーで車輪を駆動していました。 では、本当の説明は何でしょうか？これを理解するために、私は自転車の歴史を掘り下げました。人間動力車両の概念は、何世紀も遡ります。私が発見した最も早い言及は、ヴェネツィアの技術者ジョヴァンニ・フォンタナにあります。彼は1400年代初頭に、車輪にギアで接続されたロープのループを引っ張る運転手によって動かされる四輪馬車を説明しました（彼がそのような機械を実際に構築しようとしたかどうかは不明です。フォンタナは多くの奇妙なものをスケッチしました）。 ジョヴァンニ・フォンタナの自走式馬車 別の初期の概念は、デビッド・V・ハーリヒーの著書『Bicycle』で説明されています。 3世紀以上前、著名なフランスの数学者ジャック・オザナムは、馬なしで好きな場所に自分で運転できる人間動力馬車の理論的な利点を説明しました。その所有者は、動物の世話をする必要なしに自由に道路を移動でき、その過程で健康的な運動を楽しむことさえできるかもしれません。さらに、この特定のタイプの「自走」車両は、推進力に風や蒸気を必要とするものとは対照的に、すべてのリソースの中で最も豊富でアクセスしやすいもの、つまり意志の力で動くことになります。しかし、そのような価値のある車両をどのように構築するのでしょうか？それは、1696年に出版された彼の有名な『Récréations Mathématiques et Physiques』でオザナムが特定し、対処した50の「有用で面白い」問題のうちの23番目でした。オザナムの本は、別の発明者からの提案された解決策を提示しました。それは、2人で動かす四輪馬車でした（一人が操縦し、もう一人がロープ、プーリー、ギアで車輪に接続された大きなトレッドルを踏み台にして車両を動かす）。 Récréations Mathématiques に掲載された人間動力馬車 数世紀にわたり、馬車が人間動力車両のモデルであったようです。様々な発明家がデザインに手を出し、いくつかは実際に構築されました。1774年には、時速6マイル（約9.7km/h）に達したという記録がロンドンのジャーナルにあります。フランスの発明家ジャン＝ピエール・ブランシャール（後に気球で有名になる）は、パリからヴェルサイユまで12マイル（約19.3km）を走る人間動力馬車を製作しました。1804年には、ボルトンというアメリカの機械工が、連動するギアからの機械的なてこ作用を使用したバージョンを製作しました。おそらく、これらの試みはすべて、機械が大きすぎて重すぎて実用的でなかったためにうまくいきませんでした。 鍵となる洞察は、機械的な馬車を構築しようとするのをやめ、代わりに機械的な馬のようなものを構築することでした。この一歩は、前述のカール・フォン・ドレイスによって1800年代初頭に取られました。ドレイスは貴族でした。彼はバーデンで森林監督官の職にあり、自由な時間を使って工夫を凝らすことができたと言われています。彼の最初の試みは、1813年から始まり、先行者と同様に四輪馬車でしたが、当局の支持を得ることはできませんでした。しかし1817年（前述の食糧危機とそれに伴う馬の不足が動機であった可能性はありますが、これは不明です）、彼は新しいデザインで再び挑戦しました。それは、現代の自転車の認識可能な祖先である、二輪の一人乗り車両でした。それは木製で、