Формула шага

Заключение

Итак, что же дали науке работы Н. А. Бернштейна? Это большой и сложный вопрос. Как мы видели, науке о движениях человека долго «не везло». Она, как это ни странно, почти изо всех биологических дисциплин стала развиваться последней, причем основной толчок ее развитию дали работы Николая Александровича. Лишь когда они появились, а тем более понадобились для решения практических задач, о них вспомнили и заговорили, а наука о движениях человека получила мощный стимул для своего развития.

Можно считать общей закономерностью то, что становление и развитие любой отрасли науки всегда связано с практическими потребностями человека. Так, например, произошло с термодинамикой, развитие которой проходило в тесной связи с потребностями человечества в тепловых двигателях.

Если обратиться к истории биологических наук, то легко заметить, что они развиваются и совершенствуются в зависимости от потребностей, вытекающих из стремления человека удовлетворить себя пищей и теплом, то есть практически агрономических дисциплин. Отсюда — развитие анатомии и физиологии животных, генетики, ветеринарии и т. п. Или из стремления продлить свою жизнь, лечить себя от болезней. Отсюда развитие всех биологических дисциплин, связанных с комплексом медицинских наук.

От науки о движениях человека ожидать сразу практической пользы было трудно. В самом деле, нарушение двигательного навыка, если только он не выпал полностью, решающей опасности не представляет. От хромоты еще никто не умирал, лечить же ее очень трудно.

Другое дело — нарушение сердечной функции. Тут смертельная опасность налицо. Лечение необходимо и при своевременно принятых мерах реально. Примеров можно привести сколько угодно, но все они приведут к однозначному выводу: развитие науки о движениях человека тормозилось потому, что этого не требовала настоятельно жизнь.

Но это далеко не все.

Другая сфера приложения этой науки — становление и совершенствование двигательных навыков человека. Имеются в виду и трудовые навыки, и повседневные, и спортивные.

Здесь положение еще сложнее. Повседневными, так сказать, житейскими навыками человек овладевает начиная с раннего детства и не задумывается об их биомеханической сложности. Да и сам процесс обучения этим навыкам довольно прост и больших затруднений не представляет.

Остаются трудовые, спортивные навыки, выполняемые в особых условиях. Но освоение трудовых навыков происходит, как правило, в молодые годы, когда человек к этому наиболее приспособлен. Методика освещена во многих случаях опытом веков, а может быть, и тысячелетий. Большинство навыков выполняется под зрительным контролем. Наконец, освоенные движения, несмотря на их сложность, выполняются с такой легкостью и простотой, что мы, как правило, не отдаем себе отчета в том, что, двигая, например, рукой, мы управляем открытой кинематической цепью с восемью степенями свободы у последнего звена.

Вот когда дело доходит до спортивных навыков, не только чрезвычайно сложных, но и осуществляемых вообще на пределах человеческих возможностей, тут знание закономерностей, определяющих протекание и тем более освоение этих навыков, оказывается совершенно необходимым.

Неудивительно поэтому, что первыми, кто обратил внимание на работы Н. А. Бернштейна после ЦИТа и частных случаев применения циклограмметрии в конце двадцатых годов, были работники в области физкультуры и в особенности спорта.

Затем последовали те, кто занимается двигательной деятельностью человека в особых условиях, например в невесомости. Скажем прямо, нигде, пожалуй, не проявилось так практическое значение работ по движениям человека и никогда еще им не уделялось столько внимания, как при разработке проблем, связанных с космонавтикой. Ибо космонавтика сыграла в данном случае ту общеизвестную роль, которая столь часто наблюдается при развитии новой сферы деятельности человечества: дала толчок многим наукам, в том числе и науке о движениях человека.

Таким образом, можно сказать, что произошла обычная вещь. Наука об управлении движениями человека стала бурно развиваться, когда этого потребовали жизненные запросы человечества.

С другой стороны, когда эта наука отшлифовалась, то ее применение оказалось более широким, чем это казалось на первый взгляд. Работы Бернштейна конца двадцатых годов предвосхитили и это — многообразие применений даже еще не окончательно сформированной теории и методики.

Она стала объяснять многое до сих пор непонятное, отвечать на важные вопросы.

Выше мы говорили об участии Н. А. Бернштейна в проблемах, связанных с выходом человека в космос. Теперь отметим еще одно, но уже чисто земное применение теоретических выводов ученого. Речь идет о современной методике освоения двигательных навыков — трудовых, спортивных, любых. Современный демографический взрыв, приобщение к цивилизации многих людей, пребывавших до последнего времени на крайне низком культурном уровне — следствие колониальной системы,— требуют резкой перестройки педагогического процесса обучения во многих областях человеческой деятельности, и в том числе, разумеется, в области профессиональных двигательных навыков. А среди них много таких, которые требуют особой точности и даже автоматизма, потому что ошибка таит в себе опасность как для исполнителя, так и для окружающих (например, работа шофера, машиниста крана или локомотива, летчика). Общеизвестно, с каким трудом осваиваются эти навыки, какой отсев происходит в процессе обучения. Но раньше, когда один мастер обучал за всю свою жизнь всего два-три десятка учеников, с этим можно было кое-как мириться. Теперь же, когда, особенно в слаборазвитых странах, на учете каждый педагог, когда нужны высокие темпы подготовки кадров,— это недопустимо. Возникла ситуация, аналогичная той, которая сложилась в Советской России в начале двадцатых годов.

Теоретические выводы Н. А. Бернштейна и здесь помогают находить самые оптимальные пути. Они вполне применимы к разработке новой, самой современной и совершенной методики обучения двигательным навыкам во многих областях человеческой деятельности.

Во времена Н. А. Бернштейна не существовало еще методик, позволяющих мгновенно доводить до исполнителя ход внутренней структуры выполняемого движения. Теперь они уже существуют и непрерывно совершенствуются.

С самого начала ученик может видеть перед собой «модель потребного будущего», идеальное распределение усилий при торможении на автомобиле, идеальное движение токаря или фрезеровщика, круговое педалирование на спортивном велосипеде.

Остается продемонстрировать ученику образец перемещения луча при правильном выполнении навыка и требовать наперед такого качества, при котором луч осциллографа перемещался бы возможно ближе к заданной траектории.

Конечно, пока еще всех движений подобными методами охватить нельзя, но прогрессирующее начало положено.

Все описанное составляет один из частных вариантов системы программированного обучения, которому с каждым годом уделяется все большее внимание.

Еще один пример.

«Труд создал человека»,— говорит Энгельс.

Но труд в условиях первобытного общества — это прежде всего движение. Однако как получилось, что человек смог заниматься трудом, что помогло ему осваивать сложные двигательные навыки? Много интересных сведений можно получить, опираясь на выводы Н. А. Бернштейна, выводы, как мы знаем, построенные на изучении огромного экспериментального материала.

Здесь мы опять возвращаемся к той посылке, что автоматизация двигательных навыков требует наличия программы, но для нее нужен определенный запас нервных клеток, иначе программе просто негде будет образоваться. Когда человек перешел из четырехопорного состояния в двухопорное, это потребовало очень большой работы аппарата, управляющего равновесием: непрерывной посылки прямых и в особенности коррекционных сигналов. Но поскольку такого аппарата у человека на первых порах не было, то его создание и явилось тем решающим шагом, за которым, как по цепочке, последовало и все другое. Создав и запустив в работу в ходе эволюции сложный аппарат, позволяющий сохранять равновесие тела, наш первобытный предок, перешедший в двухопорное состояние, выиграл не только в том, что приподнялся и расширил границы зрительного обзора и высвободил передние конечности,— он образовал и развил деятельность большого числа нервных клеток, специально приспособленных к тонкой дифференциации управления мышечными группами. На этой базе стала потом осуществляться регуляция координированных движений, составивших арсенал сначала примитивных, но уже по-настоящему трудовых движений; метание камней, удары по различным предметам и т. п. Последующее развитие только расширяло этот арсенал. Но без первоначальной базы — перехода в двухопорное положение — его бы вообще не существовало.

Сколько идет споров о причинах гибели гигантских рептилий, населявших нашу планету миллионы лет назад! Почему их вытеснили более мелкие, но устойчивые млекопитающие? Преимущество последних было кроме всего прочего и в лучшем управлении движениями. Ведь все погибшие рептилии были гомотермными животными, то есть температура их тела приближалась к температуре окружающей среды и, следовательно, поднималась и падала соответственно перепадам лета и зимы, дня и ночи. Это влекло за собою нарушение ритма всех физиологических процессов, в том числе и главных — темпов прохождения сигналов о перемещении конечностей и внесении коррекций в этот ход.

Гигантские рептилии оказывались беззащитными перед теплокровными млекопитающими, у которых физиологические процессы не утрачивали своей быстроты, а значит, гораздо выше была координация движений и в нападении и в обороне.

Н. А. Бернштейну удалось создать строго аргументированную, а следовательно, и глубоко практичную теорию.

Конечно, как любая биологическая теория, она имеет ряд незавершенных разделов и слабо доказанных положений.

В частности, разделение некоторых частей движения по уровням прослеживается довольно трудно и не всегда достаточно четко объясняется, поэтому в настоящее время, пока еще нет достаточного количества фактического материала, многие биофизики все управление движениями делят на два основных кольца — внутреннее и внешнее.

В сентябре 1968 года в Ереване проходил международный симпозиум по техническому и биологическому управлению, на который съехалось несколько сот научных работников из разных стран. И вот во время так называемого «дня свободных встреч», где можно было поднимать любую проблему, наши ученые В. С. Гурфинкель и Л. В. Чхаидзе завели речь о том, что в Советском Союзе для объяснения принципов управления движениями широко применяется теория Н. А. Бернштейна, состоящая из таких-то положений и выводов. А какими теориями — они даже подчеркнули: «общими теориями» управления движениями — руководствуются в странах, которые представляют уважаемые коллеги?

Каково же было удивление, когда американские, английские и французские делегаты в один голос заявили, что вопрос совершенно ясен: управление движениями — суть иерархический многокольцевой процесс, построенный на деятельности обратных связей, и здесь обсуждать нечего. Но ведь подобная формулировка и есть все содержание теории Николая Александровича!

Как любая достаточно обоснованная теория, наука о движениях человека даже в том виде, в каком ее оставил Николай Александрович, связана с большинством биологических дисциплин и науками, изучающими деятельность человека.

Попытаемся очертить круг этих связей. Речь идет фактически о создании новой науки, которая помимо анатомии, физиологии, педагогики, психологии, кибернетики и даже эволюционной теории связана еще со многими отраслями человеческих знаний, где применяется анализ движений. Наука о движениях человека вместе с фотокинотехникой, электроникой, механикой, математикой использует учение о самих движениях.

То, что наука об управлении движениями не только базируется на классической анатомии, но во многом и дополняет ее, создавая фактически целый раздел динамической анатомии, Николай Александрович доказал еще в первой своей большой работе «Общая биомеханика», вышедшей в середине двадцатых годов.

Неразрывны связи между физиологией и наукой об управлении движениями. Физиология почти целиком принимала право рассматривать вопрос о регуляции двигательных навыков. И, наверное, поэтому именно физиологи были наиболее активными оппонентами Н. А. Бернштейна. Выиграла ли от этой критики наука, сказать трудно. «Чистые» физиологи мало привлекали к своим концепциям механику и математику и даже анатомию человека, а без этого разобраться в принципах управления движениями, как теперь стало совершенно очевидно, невозможно. И сегодня мы присутствуем при вторжении математических методов в различные области науки, которые еще совсем недавно отвергали даже саму мысль о вторжении математики в свои владения.

Как бы там ни было, связь рождающейся науки с физиологией человека оказалась настолько тесной, что привела к развитию целого нового отдела, названного Н. А. Бернштейном физиологией активности.

Опубликованная уже после смерти Н. А. Бернштейна в журнале «Наука и жизнь» (1968 г.) глава из неизданной книги, названная «О происхождении движений», дает общий обзор эволюции управления движениями от простейших организмов до человека. И здесь возникает очень интересный отдел эволюционной теории.

О том, что без применения общей теории управления движениями нельзя рассматривать всерьез ни один вопрос, связанный со становлением и совершенствованием двигательных навыков в труде, спорте и других случаях, тоже достаточно говорилось. Но ведь все это уже область педагогики, в том числе и специальной педагогики.

Не менее глубокие связи обнаруживаются и с медициной. Действительно, как можно диагностировать и лечить какие-либо патологические изменения движений человека, не опираясь на теорию управления ими? Неслучайно именно медики одними из первых оценили взгляды Бернштейна, избрали в члены-корреспонденты Академии медицинских наук. Именно президиум этой академии отстоял его право на ведение экспериментальной работы в рамках института им. Бурденко. Они-то хорошо знали, что с медицинской точки зрения — он ведь сам был врачом — его теория безупречна!

Очень интересно проследить связи теории Н. А. Бернштейна с психологией. При ближайшем рассмотрении они оказываются очень тесными. Дело в том, что большинство внутренних психических процессов внешне проявляются в движениях человека, и по ним легче и увереннее можно судить о скрытых здесь закономерностях. Но это недоступно без точного анализа параметров движений. Их-то и можно определить, применяя методики и закономерности, разработанные и установленные ученым.

Психология изучает закономерности, связанные с деятельностью высших уровней управления движениями,— иными словами, только часть всего цикла управления.

Теперь никакой серьезный анализ движений не обходится без точнейшей регистрации многих параметров их внешней и внутренней структуры. Поэтому не удивительно, что изучение движений в научной организации труда основывается во многом на методиках Н. А. Бернштейна.

Выполнение движений в спорте происходит в условиях максимальных нервно-мышечных напряжений. Следовательно, в большом комплексе педагогических мероприятий, составляющих подготовку спортсмена, особое место занимает становление двигательных навыков, то есть отработка спортивной техники, без чего нечего говорить о максимальных нагрузках, о рекордах.

Но для того чтобы эти мероприятия были успешно осуществлены, необходимо в первую очередь разработать четкую методику последовательного освоения движений, то есть того, что начал в начале двадцатых годов Центральный институт труда применительно к трудовым движениям и навыкам.

Конечно, за последние годы произошли большие сдвиги в спортивной педагогике. Но они коснулись главным образом методов контроля за ходом освоения структуры движений. В частности, большую роль сыграло применение тензометрирования (И. П. Ратов), позволившее в считанные секунды получать данные, на которые раньше уходили недели и месяцы. Однако это не затронуло самого главного — общих закономерностей движений, определенных Николаем Александровичем.

Наоборот, правильнее сказать, что созданная им теория управления движениями позволяет наилучшим образом разрабатывать современные методы спортивной тренировки.

Изучая и разрабатывая методики тренировки спортсменов, совершенно невозможно обойтись без углубленного анализа спортивной техники. Страницы современных выпусков журнала «Теория и практика физической культуры» пестрят расчетами, формулами и выкладками, связанными с выбором наиболее оптимальных движений спортсмена. Эти выкладки опять-таки получают по методикам Н. А. Бернштейна, по данным, так или иначе связанным с ним. Конечно, и методики и аппаратура подвергаются непрерывной модернизации.

Когда же спортсмен выходит на тренировку, за его действиями,— правда, пока еще недостаточно — контроль осуществляется по принципам, в основу которых положено многое, сделанное в свое время Бернштейном.