گاوآهن (خیش)
اختراع گاوآهن (خیش)
US X177
چارلز نیوبولد

هنگامی که صحبت از ابزارها و تجهیزات کشاورزی می‌شود، دستگاه‌هایی همچون کمباین، تراکتور و حتی ابزارهای ساده‌ای همچون بیل، قیچی گل‌چینی یا دستگاه‌های سمپاش به ذهن خطور می‌کند. بررسی سیر تکاملی اغلب این تجهیزات نشان می‌دهد که تا قرن‌ها، هیچ نوآوری خاصی در این حوزه‌ها پدید نیامده بود و حتی می‌توان گفت ابزارهایی که در زمان جورج واشنگتن (نخستین رئیس‌جمهور آمریکا) مورد استفاده قرار می‌گرفت، بهتر و پیشرفته‌تر از ابزارهای استفاده شده در زمان ژولیوس سزار (پایه‌گذار امپراتوری روم باستان) نبود!

شاید یکی از بهترین مثال‌ها در این زمینه، گاوآهن یا خیش باشد. این ابزار ساده و در عین حال به شدت کاربردی در صنعت کشاورزی، تجهیزی با تیغه‌های فولادی سنگین است که برای کندن، زیر و رو کردن و شخم زدن زمین به کار می‌رود. خیش را به حیواناتی همچون گاو بسته و با حرکت آن‌ها، سر تیز فولادی در زمین فرو رفته و کار زیر و رو کردن خاک انجام می‌گیرد. بررسی‌ها نشان می‌دهد که این اختراع ارزشمند بشر، از قرن‌ها پیش وجود داشته و حتی گاوآهن‌های اولیه در زمان روم باستان، کمی بهتر از نمونه‌های مشابه هجده قرن بعد در آمریکا بوده است. البته همه این‌ها به پیش از ظهور و معرفی گاوآهن‌های مدرن مرتبط است و عملاً سال‌های پایانی دهه ۱۷۹۰ میلادی را می‌توان سرآغازی بر بهبود و نوآوری‌های مداوم در این زمینه دانست.

گاوآهن‌های اولیه شامل یک چوب و یک اتصال آهنی کوچک در انتهای آن بود که به سادگی زمین را خراش می‌داد. این ابزار که تا اواخر سال ۱۸۱۲ میلادی در برخی ایالات آمریکا مورد استفاده قرار می‌گرفت، مشکلات زیادی داشت. علاوه بر استحکام نسبتاً کم و محدودیت در استفاده از فاکتور وزن برای خیش زدن مناسب زمین، امکان ایجاد شیارهای عمیق در زمین هم دشوار بود. همین چالش‌ها، موجب شد تا اصلاحاتی برای بازطراحی و تکامل این گاوآهن‌ها آغاز گردد.

اولین تلاش برای این کار، استفاده از چوب‌های سنگین‌تر و اتصال آهنی تیزتر بود که به دلیل عدم توجه به طراحی مناسب و یکپارچه، به شکل نامتوازنی به هم می‌چسبیدند. هیچ یک از منحنی‌های مربوط به اتصالات فلزی شبیه به هم نبود و از آنجا که آهنگران با سفارش قبلی و به شکل موردی این ابزار را تولید می‌کردند، عملاً هیچ الگوی اولیه برای طراحی و ساخت آن وجود نداشت. مشکل بزرگ دیگر، اصطکاک فوق‌العاده تیغه‌های گاوآهن و زمین بود که حرکت حیوان را دشوار می‌کرد. علاوه بر این‌که گاوها یا اسب‌ها باید به اندازه کافی قوی می‌بودند، اغلب نیاز به چند مرد جوان و قدرتمند هم برای هدایت آن‌ها وجود داشت.

همه این موارد باعث شد تا رفع محدودیت‌ها و طراحی یک گاوآهن کارآمد، جدی‌تر از گذشته پیگیری شود. بررسی‌ها نشان می‌دهد که چند مخترع از کشورهای مختلف، در توسعه و تکامل گاوآهن مشارکت داشته‌اند. هر یک از این افراد، چیزی منحصربه‌فرد به این تجهیز مهم افزودند که به تدریج کارایی این ابزار را در طول زمان بهبود بخشید. یکی از مشهورترین این مخترعین، توماس جفرسون (Thomas Jefferson)، سیاستمدار، موسیقیدان، فیلسوف و مخترع مشهور آمریکایی بود که به‌عنوان سومین رئیس‌جمهور آمریکا، اختراعات متعددی را به جهان معرفی نمود. وی طراحی متفاوتی برای اتصالات آهنی گاوآهن به تصویر کشید که آن را کارآمدتر از قبل می‌کرد. با این حال، جفرسون به چیزهایی به جز اختراع هم مشغول بود و به همین دلیل، هیچ گاه برای اخذ گواهی ثبت اختراع اقدام نکرد.

از منظر یک گاوآهن مدرن و عملیاتی، شاید بتوان نخستین مخترع را چارلز نیوبولد (Charles Newbold) دانست. وی در ژوئن ۱۷۹۷، موفق به دریافت گواهی «US X177» از دفتر ثبت اختراعات و علائم تجاری آمریکا برای نوعی گاوآهن چدنی گردید که البته با استقبال سرد کشاورزان آمریکایی مواجه شد. آن‌ها معتقد بودند که این گاوآهن ممکن است خاک را مسموم نموده و باعث رشد بیشتر علف‌های هرز شود.

یک دهه بعد، در سال ۱۸۰۷ میلادی، دیوید پیکاک (David Peacock) توانست پتنت دیگری برای نوعی خیش فلزی دریافت کند و حتی برای محکم‌کاری بیشتر، دو مورد از پتنت‌های مرتبط با اختراع خود را از صاحبانشان خریداری نمود. با این حال، نیوبولد از پیکاک به اتهام نقض پتنت شکایت کرد و برای جبران خسارات وارده، موفق به دریافت غرامتی ۱۵۰۰ دلاری شد. این پرونده را می‌توان نخستین دعوی حقوقی تاریخ در اختراع گاوآهن دانست!

مخترع اثرگذار بعدی، یک آهنگر نیویورکی به نام جترو وود (Jethro Wood) بود که نوعی گاوآهن چدنی سه جزئی طراحی و تولید کرد. این گاوآهن به نحوی طراحی شده بود که با خراب شدن یک بخش، بتوان آن قسمت را جدا نموده و عملاً نیاز به خریداری یک گاوآهن جدید نباشد. او برای حفاظت از اختراع خود، دو پتنت در سال‌های ۱۸۱۴ و ۱۸۱۹ میلادی به ثبت رسانید. گواهی ثبت اختراعی با شماره «US X3130»، به نسخه کامل گاوآهن ابداعی وی اختصاص یافت. نوآوری اصلی این آهنگر خوش‌فکر و خلاق، به‌کارگیری اصل استانداردسازی در طراحی گاوآهن بود که باعث پیشرفت چشمگیر این ابزار کشاورزی شد. در آن زمان، کشاورزان تعصبات قبلی خود را تا حدی فراموش کرده و حتی علاقه‌مند به خریداری گاوآهن‌های جدید بودند. گفته می‌شود که با استقبال کشاورزان، نقض مکرر پتنت‌های جترو وود هم آغاز شد، به‌طوری که او تمام ثروت خود را صرف تعقیب و پیگیری حقوقی این نقض‌ها کرده است.

در سال ۱۸۳۷، جان دیر (John Deere) موفق به تولید اولین گاوآهن فولادی و عرضه آن به بازار شد. مشکل بسیاری از کشاورزان آن دوران، چسبیدن خاک سنگین و تازه چمنزارها به قالب چدنی گاوآهن بود که با اختراع جان دیر، این مشکل هم حل می‌شد. گاوآهن ابداعی این مخترع که تحت عنوان «گاوآهن ملخی» نامیده ‌شد، در سال ۱۸۶۵ میلادی در سیستم پتنت آمریکا به ثبت رسید و گواهی ثبت اختراعی به شماره «US 46454» را برایش به ارمغان آورد. در همین سال‌ها، پیشرفت‌های جزئی دیگری همچون استفاده از چند گاوآهن چسبیده به هم به جای یک گاوآهن تکی به وقوع پیوست. این ایده نوآورانه، می‌توانست فضای بیشتری را با استفاده از همان نیروی انسانی یا حیوانی قبلی پوشش داده و در نتیجه، فرآیند شخم زدن زمین را در زمان کوتاه‌تری به اتمام برساند.

گاوآهن ملخی

در نهایت، یکی از مهم‌ترین نوآوری‌های صورت گرفته، جایگزینی حیوانات با نیروی موتور بود که از سال ۱۸۶۸ و معرفی نسل اولیه تراکتورهای موتور بخار آغاز شد. در سال ۱۸۷۸، موتور با احتراق داخلی ظاهر شد و در نهایت، جان فرولیچ (John Froelich) در سال ۱۸۹۲، توانست نخستین تراکتور عملیاتی با موتور بنزینی را تولید کند. گفتنی است، شرکت «Hart Parr Gasoline Engine Company» در سال ۱۹۰۳ میلادی، برای اولین بار از واژه «تراکتور» استفاده کرد و از آن زمان، این تجهیز به یکی از مهم‌ترین ابزارآلات کشاورزی مبدل شده است. در همین راستا بود که از سال ۱۹۱۶ تا ۱۹۲۲، بیش از یکصد شرکت به ساخت و عرضه تراکتور ورود کردند!