Научные бои и разведки

Физиология давно перестала быть «наукой о лягушках». Ее предмет все время рос и по размеру и по уровню развития. Она попробовала свои силы на голубях и курах, потом перешла на кошек и собак. Еще позднее прочное положение в лабораториях заняли обезьяны. Неотступные требования практики все ближе подводили физиологию непосредственно к человеку.

Было время, когда человек рассматривался как совсем особое существо полубожественной природы. Всякое опытное изучение строения и свойств его тела почиталось тогда кощунством. Стихийный научный материализм овладел ведущими позициями всего триста лет назад; тогда-то и была взрезана первая лягушка. Но к нашему времени пропасть между всеми другими живыми тварями и человеком снова стала обнаруживаться во всей своей глубине. На этот раз дело уже шло не о божественной природе или бессмертной душе человека; пропасть эту вскрыли неотвратимые реальные требования жизненной практики. Возникла физиология труда, физиология физических упражнений и спорта. Какой труд можно изучать на кошке или курице? Что общего между легкой атлетикой и лягушкой?

Так все больше развивается и шире раздвигает свои границы настоящая физиология человека и чисто человеческой деятельности. Она с бою берет позицию за позицией, все глубже проникая в тайны отправлений организма человека.

Развитие каждой естественной науки, и физиологии в том числе, можно очень точно уподобить неуклонному победоносному военному наступлению. Противник — область неизвестного — силен и еще далеко не добит. Каждую пядь земли приходится отбивать у него упорными, ожесточенными боями. Не всегда наступление развивается успешно. Случаются в нем и остановки, иногда довольно длительные, когда обе стороны окапываются друг против друга и собираются с новыми силами. Бывает и так, что область, которая казалась уже отвоеванной, снова отходит обратно к противнику — неизвестному. Это случается, когда научная теория, на которую возлагались большие надежды, оказывается ошибочной, а положенные в ее основу факты — превратно понятными и ложно истолкованными. И тем не менее армия науки знает только временные прорывы и неудачи. Как в океанском приливе каждая волна захлестывает на какие-нибудь полметра больше предыдущей и все же волна за волной, минута за минутой подымают прилив выше и выше, так развертывается и научное наступление. Только, в отличие от приливов, этому наступлению ни конца, ни предела нет.

И в деталях есть много сходства между жизнью науки и боевой обстановкой. Есть медленное, но неуклонное, железное продвижение вперед всем фронтом, когда каждый шаг завоевывается прочно и навсегда. Есть смелые броски, гениальные прорывы, которые в самые короткие сроки проникают далеко в глубину по такому направлению, где перед этим годами не удавалось и на вершок потеснить врага. Такими великолепными прорывами высятся в истории научных битв открытия Лобачевского, Пастера, Менделеева, Эйнштейна. Бывают — и так же необходимы в науке, как и в настоящей войне, — короткие разведочные рейды в глубь расположения противника. Эти разведочные рейды и не покушаются захватить и удержать в своих руках какой-либо новый участок территории. Но такая разведка может дать много ценных сведений о ближайших тылах врага и этим помочь главным боевым силам сориентироваться для предстоящих наступательных операций всем фронтом.

Автор настоящей книжки уже в течение четверти века работает скромным офицером в действующей армии науки, на участке физиологии движений человека. Все эти годы ему приходилось участвовать только в планомерных и медленных наступательных операциях научной пехоты. Предложение написать очерки по физиологии ловкости явилось боевым поручением с характером разведки, поскольку в этом направлении еще очень мало материала, прочно отвоеванного научным исследованием. Предпринять такую разведку было своевременно и нужно, жизнь настойчиво требует ее. Удачен ли был выбор офицера-исполнителя и оказался ли в какой-то мере ценным собранный этой разведкой материал — об этом судить не автору. Отчет о разведке лежит сейчас перед глазами читателя в виде отпечатанной книжки. Пусть выскажется о ней он сам.

Психофизические качества

На боевом знамени физической культуры значатся названия четырех понятий, которые принято объединять под именем психофизических качеств. Эти качества — сила, быстрота, выносливость и ловкость.

Нельзя сказать, чтобы эти четыре сестры были уж очень однородны.

Сила — это почти целиком физическое качество организма. Она непосредственно зависит от объема и качества мышечной массы и только второстепенным образом от других обстоятельств.

Быстрота — уже сложное качество, в составе которого есть кое-что и от физиологии и от психологии.

Еще больше сложно, или, как говорят, комплексно, качество выносливости.

Оно целиком основывается на дружной кооперации решительно всех органов и систем тела. Для его проявления необходима высокая степень налаженности: и обмена веществ в непосредственно работающих органах, и транспорта — кровеносной системы, снабжающей их питанием и удаляющей из них отходы, и органов снабжения — пищеварительной и дыхательной систем, и, наконец, всех органов верховного управления и регулирования — центральной нервной системы. В сущности, выносливый организм обязан удовлетворять трем условиям: он должен располагать богатыми запасами энергии, чтобы иметь, что расходовать. Он должен уметь в нужную минуту отдать — «выложить» их широкою рукой, не позволяя залеживаться ни одной единице энергии. Наконец, он должен при этом уметь тратить эти ресурсы с жесткой, разумной расчетливостью, чтобы их хватило на покрытие как можно большего количества полезной работы. Формулируя коротко, быть выносливым — значит: иметь много, тратить щедро, платить скупо. Как видим, это качество характеризует собой все многосложное хозяйство организма в его целом.

Еще сложнее и комплекснее качество ловкости. О нем уже трудно сказать, чего в нем больше — физического или психического. Во всяком случае, — и мы подробно увидим это в дальнейшем — ловкость — это дело, или функция, управления, а в связи с этим главенствующее место по ее осуществлению занимает центральная нервная система. Управлять же для реализации ловкости ей приходится очень и очень многим.

И в других отношениях качество ловкости выделяется из ряда прочих. Оно, несомненно, гибче, разностороннее, универсальнее каждого из них. Ловкость — это такая валюта, на которую охотно и во всякое время производится размен всех других психофизических качеств. Ловкость — козырная масть, которая кроет все остальные карты.

Ловкость — победительница

В очень многих мифах, сказках и сагах восхваляется ловкость — победительница. Однако наиболее разработана эта тема в одной старинной китайско-тибетской сказке, которую мы позволим себе привести полностью.

«…Всем жителям лесов, полек и гор насолила лукавая обезьяна, но больше всех доняла она своими плутнями троих: слона, верблюда и желтоглазого зайку. И сговорились они втроем меж собой: бить челом на обезьяну Черному Властелину, пещерному медведю Гималайских гор.

Выслушал жалобу Черный Властелин и присудил: выдать обезьяну всем троим челобитчикам головою. И повелеть ей выйти с каждым из них по очереди на поединок, какой назначит сам жалобщик. Возьмет обезьяна верх на всех трех поединках — быть ей помилованной. Будет побита хоть на одном — тут ей и живой не быть.

Выступил первым могучий слон и говорит:

— Есть в десяти милях отсюда источник целебной воды Дунь-Хэ. Но путь к нему непроходим. Завален он острыми обломками скал, тяжелыми и зубастыми, весь зарос лесными дебрями непролазными. Ни зверю туда не пробраться, ни птице не пролететь. Вот мой поединок: кто из нас двоих до этого источника дойдет и первым назад полную кружку целебной воды принесет — за тем и победа. Полагался слон на свою великую силу. Думает: вовеки этой обезьянке ни скал ни своротить, ни деревьев не повалить. А если она сразу за мной следом и пойдет, где я путь проложу, так все равно придется ей и назад следом за мной идти. А я еще ей хвостом по кружке ударю, всю воду выплесну.

И двинулся слон вперед. Скала ему поперек дороги заляжет — он ее бивнями на сторону своротит. Загородят ему путь заросли, где деревья хитрей между собой переплелись, чем черточки в самой сложной китайской букве, — он их хоботом во все стороны размечет, с корнями и с землей из земли повывернет.

А обезьяна и не подумала за ним брести. Разбежалась и с размаху вскочила на самую высокую пальмовую крону. Огляделась кругом да как пойдет между сучьями и ветвями перепрыгивать да проныривать. Тут хвостом уцепится, маятником раскачается и разом за сотню шагов перемахнет. Здесь лапы в мех втянет, ужом проскользнет. Там через острые зубы скал так искусно колесом пройдется, что ни одной царапинки себе не сделает. Доскакала до целебного источника Дунь-Хэ и назад к пещере Черного Властелина с полной кружкой воды примчалась. Слон все еще на полпути туда был. Да ведь как управилась: при. всех своих прыжках и кувырках ни одной капли из кружки не расплескала!

Поднесла обезьяна целебную воду Черному Властелину. Подивился Черный Властелин и начертал зубом на бамбуковой коре первый священный знак победы «И».

Выступил вперед зайка желтоглазый и говорит:

— Видите гору, что за нами высится? Это — гора чудес, Хамар. Кругом нее — восемь дней человечьего пути. У этой горы четыре склона: один весь из черного камня, другой — из серого, третий — из бурого, а четвертый, который в нашу сторону обращен, — из золотистого. Есть у нее чудесное свойство. Если по обломку камня с каждого из склонов горы взять и все четыре цвета вместе сложить, они тотчас срастутся в один магический камень, который все простые каменья в золото обращает. Нужно только, чтобы все обломки в один и тот же день набраны и сложены были, иначе они уже не срастутся.

Много охотников пыталось добыть себе магический камень с горы Хамар, да никому доселе это не удалось. Гора ни с какой стороны неприступна: вся она гладка, как стекло, скользка, как лед.

Вот и мой поединок. Кто из нас двоих первый все Четыре склона горы обежит и с каждого по обломку в дар Черному Властелину принесет, за тем и победа.

Полагался зайка на свои ноги резвые, стальные. Где, думает, длиннорукой да долгохвостой обезьяне за мной угнаться?

И покатил зайка желтоглазый во всю мочь кругом подножия горы. Только его и видели. И так-то он всегда прытко бегал, а тут откуда только силы взялись. Быстрее ласточки полетел, резвее морской стрелы — макрели помчался.

А обезьяна за зайкой гнаться не стала. Разбежалась она изо всех сил да с разбегу как примется прямиком по золотистому склону кверху карабкаться. Где когтями в малую зазубринку вцепится, где хвостом, как крылом, по воздуху поддаст, где змейкой ползком провьется. Как муха по стенке побежала. Доцарапалась прямо до острой вершины, где все четыре склона вместе друг с дружкой сходятся, отколупнула от всех них по кусочку и назад. А назад-то ей совсем просто было: села на свою розовую подушечку, что под хвостом, и покатилась с горы вниз быстрее лавины. Зайка все еще на половине дороги был.

Поднесла обезьяна все четыре обломка Черному Властелину. Пуще подивился Черный Властелин, покачал головою и начертал зубом на бамбуковой коре второй священный знак победы «Ро».

Выступил тогда верблюд и молвил так:

— Есть за великой безводной пустыней оазис, а в нем растет волшебный цветок Ли. Кто владеет этим талисманом, над тем не властны никакие чары. Путь туда долог и труден. Во всей пустыне ничего не растет, кроме кактусовых деревьев да сухих кустарников. Мой отец ходил туда, когда я был еще верблюженком, и из всего каравана только два верблюда вернулись обратно. Туда-то я берусь дойти и принести тебе, Властелин, в дар волшебный цветок Ли. Только уничтожь ты, во имя предков, эту проклятую обезьяну!

В том будет и мой поединок. Если и обезьяна сумеет туда добраться и принесет тебе цветок раньше меня, я готов ей все грехи отпустить и склониться перед нею. А уж если погибнет она там от жажды и изнурения, пусть сама на себя пеняет.

А про себя думает верблюд: где хлипкой обезьяне великую пустыню перейти? Я, корабль пустыни, и то все свои силы на этот подвиг выложу. Недаром вся тропа к оазису усеяна конскими и верблюжьими костями. Ей с моею выносливостью не потягаться, и никакие увертки тут ей не помогут.

Напился Верблюд досыта воды, навьючил поперек обоих горбов по меху с водою и побрел-поплыл, мягко распяливая лапчатые копыта. А. обезьяна на этот раз выжидать не стала, мотнула хвостом и вперед унеслась.

Через всю безводную пустыню шла тропа, и отбиваться от нее ни в одну сторону нельзя было, чтобы не заблудиться и не погибнуть. Знала обезьяна что и верблюд, не сворачивая, по этой тропе пойдет, забежала вперед и добежала до заросли высоких кактусов и крепких кустарников. Приладила обезьяна между кактусами поперек тропы хитрую петлю из ветвей и сухих трав, сама влезла на верхушку самого высокого кактусового дерева, конец петли туда же укрепила и ждет. Бредет-плывет верблюд по тропе, дошел до петли, не заметив ее, натянул ее грудью и дальше шагает.

А хитрая петля то дерево, на котором обезьяна сидит, все ниже и ниже к самой земле клонит.

Вдруг сорвалась петля, распрямился кактус и метнул обезьяну вперед, точно из пращи. Понеслась обезьяна по воздуху, словно птица: хвостом управляет, лапами, как крыльями, воздух под себя подгребает.

Залетела обезьяна вперед ни много ни мало на девяносто тысяч шагов и на лету вцепилась в самую вершину другого высокого кактуса. Закачался кактус, пригнулся к самой земле, потом в другую сторону снова до самой земли докачнулся. А как пошел распрямляться, разжала обезьяна лапы и опять вперед понеслась. Еще девяносто тысяч шагов отлетела.

Опустилась обезьяна на тропу ловко и точно, на все четыре лапы. Видит: бредут по тропе верблюдица с верблюжонком. Обезьяна и тут на их пути такую же хитрую петлю пристроила.

Долго ли, коротко ли, а полдня не прошло, как донеслась обезьяна, перелет за перелетом, до самого волшебного оазиса на конце пустыни. А назад добраться ей совсем легко было.

Как сорвала она чудодейственный цветок Ли, стали ей подвластны все духи пустынь. Повелела она им перенести ее к пещере Черного Властелина, охватил ее жаркий вихрь, окутал своими крыльями и быстрее молнии перенес через безводную пустыню. Верблюд все еще и сотой части пути не одолел.

Пуще прежнего подивился Черный Властелин, пещерный медведь Гималайских гор, покачал головою, почесал за ушами, принял благосклонно от обезьяны чудодейственный цветок Ли и начертал зубом на бамбуковой коре третий священный знак победы «Ха».

А обезьяну отпустил с миром обратно, в леса и поля. Там она и поныне.

А теперь от сказок обратимся к действительной жизни и пригласим мастера спорта И. Бражнина поделиться одним его детским воспоминанием[3].

«Это было тридцать лет тому назад. По всей России увлекались тогда французской борьбой. Чемпионаты французской борьбы были в каждом городе, в каждом местечке. Чемпионаты были в каждом дворе, где собиралось полдесятка парнишек в возрасте от 10 до 15 лет.

Я в те годы был примерно как раз в таком возрасте, состоял чемпионом дворового масштаба и часами ходил по городу за каким-нибудь саженным Ваней Лешим или Саракики, подвизавшимися по вечерам в местном цирке.

Однажды мы целой толпой сопровождали прогуливавшегося по Архангельску борца Мкртичева. Это был огромный детина, смуглый, толстый и очень сильный. Он был не только борцом, но работал каждый вечер в цирке с тяжестями, гнул железные ломы, рвал подковы, ломал пальцами медные пятаки, проделывал множество цирковых трюков, требующих очень большой силы.

Для нас Мкртичев был недосягаемым идеалом, и я с замиранием сердца следовал за ним на почтительном расстоянии, разглядывая со всех сторон этого чудо-силача.

Но вот как-то этот чудо-силач зашел к золотых дел мастеру и, о, счастье! — как раз к тому, у которого работал подручным живший на нашем дворе подросток Монька. Я часто забегал к Моньке на правах приятеля и сейчас же юркнул вслед за Мкртичевым в мастерскую.

Не помню уж, с чего начался разговор о силовых номерах, затеянный Монькой, но помню, что в конце его Монька (ему было семнадцать лет, но он был худощав, мал ростом и выглядел, как пятнадцатилетний) предложил Мкртичеву разрезать трехкопеечную монету небольшими ножницами, которые употребляют золотых дел мастера для резки нетолстых полос серебра, олова, меди или припоя.

Мкртичев, ломавший в цирке монеты голыми руками, взял со снисходительной улыбкой ножницы, монету и… провозившись с ними целых десять минут, потный и сконфуженный, вернул Моньке и монету и ножницы в том виде, в каком их получил.

Тогда Монька взял в правую руку ножницы, подсунул под их лезвия монету и тремя спорыми и быстрыми движениями перерезал ее пополам. То же самое проделал он и с более толстым медным пятаком. Чудо-силач только руками развел и, посрамленный, поспешил покинуть мастерскую. С тех пор я не ходил больше за силачом Мкртичевым — он был развенчан».

За что ценится ловкость?

Ловкость всегда и во все времена имела какое-то неотразимое обаяние. В чем секрет ее притягательной силы, мы попробуем разобрать несколько дальше. Но бесспорно, что народная мудрость высоко расценивает это качество. Начиная с знаменитой библейской легенды о великане Голиафе и отроке Давиде, который ловкостью одолел его (эта легенда очень забавно воспроизвелась в приключении с Монькой и Мкртичевым), и эпос, и сказки, и пословицы всех народов превозносят ловкость. В последующем тексте этой книжки нам встретится еще достаточно серьезного материала, поэтому можно позволить себе во вступительном очерке привести еще одну народную сказку, на этот раз в совсем кратком пересказе.

Отец послал своих трех сыновей походить по свету и поучиться уму-разуму. Через три года вернулись сыновья домой и сообщили отцу, что один из них выучился ремеслу цирюльника, второй — кузнеца и третий фехтовальщика.

Отец предложил: сесть всем у дверей дома и подождать, чтобы каждому из сыновей представился случаи выказать свое искусство. Кто перещеголяет остальных своим мастерством, тому он завещает и дом и все добро.

Совсем недолго посидели они у ворот, вдруг видят: скачет к ним по полю заяц.

— Этого-то мне и нужно, — сказал цирюльник, — схватил свои принадлежности, погнался за зайцем, на всем бегу намылил ему мордочку и выбрил ее чисто-начисто, не сделавши ни одной царапинки.

— Да, — сказал отец, — ты большой искусник Если другие братья чего-нибудь еще более удивительного не сделают, дом твой.

— Погодите, батюшка, — сказал второй сын, кузнец.

А тут как раз показалась на дороге карета, которую во весь опор мчала пара рысаков. Схватил кузнец инструменты, побежав за каретой, сорвал у лошадей все восемь подков и на всем скаку же заменил их новыми восемью подковами.

— И ты, я вижу, не терял даром времени, — сказал отец. — Не знаю уж, кто из вас двоих более ловок. Нелегко будет угоняться за вами третьему брату!

Только он сказал это, стал накрапывать дождь. Отец и два первых сына спрятались под навес крыльца, третий же сын, фехтовальщик, остался снаружи, выхватил свою рапиру и стал фехтовать у себя над головой, отбивая каждую дождевую каплю. Дождь шел все сильнее и сильнее и наконец полился проливной, словно кто воду с неба из корыта лил, а он только все быстрее работал своею рапирой и каждую каплю успевал отразить по всем правилам фехтования, так что оставался сухим, будто сидел под зонтиком или под крышей.

Видя такое дело, не сумел отец отдать никому из сыновей предпочтения, разделил имение между тремя сыновьями поровну. И правильно сделал.

И эту народную сказку сопоставим с живой действительностью. Нам не придется возвращаться к временам детства: последние пережитые всеми нами пять лет дают достаточно материала для всякого рода примеров.

Однажды (это было в самом начале Великой Отечественной войны) наша конная разведка попала в кольцо немцев, значительно превосходивших ее силами.

Положение создалось очень напряженное, и прорвать кольцо было нелегко.

Среди участников разведки был один цирковой наездник. При первых же выстрелах неприятеля он зашатался в седле и свесился головой вниз. Немцы решили, что он убит и случайно зацепился за стремена, и перестали обращать внимание как на него, так и на его лошадь, беспорядочно метавшуюся с мертвым телом по полю. Но наездник не был даже ранен. С лошадью они были давними друзьями и понимали друг друга без слов. Притворяясь убитым, он продолжал уверенно управлять своим конем и, заставляя его как будто бы в растерянности носиться туда и сюда, сумел в этой неимоверной позе не только уйти, целым от неприятеля, но перед этим собрать весь необходимый разведочный материал. Когда он решил, что пронаблюдал достаточно, он пустил лошадь вскачь, поднялся в седло и благополучно вернулся к своим.

Что позволило этому герою не только избежать гибели, но и блестяще выполнить боевое задание? Самообладание, сила, выносливость? Да, но больше и прежде всего — двигательное мастерство и находчивость, то есть ловкость.

Вот другой пример из многих и многих тысяч подвигов, совершенных нашими славными воинами в эту великую войну.

Фашисты вели осаду деревенского дома и уже почти овладели им. Один из фашистов залег за закрытыми воротами, просунул ствол пулемета между их створками и подворотней и поливал оттуда дом, пока низ его не был захвачен фашистами. Последний задержавшийся в доме красноармеец взбежал на чердак. Путь к отступлению был ему отрезан, и было очевидно, что в ближайшие минуты немцы нападут на него с тыла. Нельзя было терять ни одного мгновения.

Красноармеец подбежал к чердачному окну и быстро сориентировался. Мгновенно выхватил из-за пояса ручную гранату и метнул ее в створки ворот под окном. Увидя сквозь дым. что створки разлетелись в щепы, и заметя под ними оглушенного немецкого пулеметчика, он выскочил из окна, перевернулся в воздухе и сел прямо на немца. Прежде чем тот очнулся, он выхватил у него из кобуры пистолет, тут "же принесший могилу своему бывшему хозяину, повернулся и, все продолжая сидеть верхом на мертвом немце, успел направить его пулемет на чердак в ту самую минуту, как на нем показались фрицы. Данная по ним неожиданная очередь вызвала среди фрицев сильное замешательство, которое было целиком использовано нашими бойцами, подоспевшими на выручку.

Я не помню фамилии героя-красноармейца. Он не был ни Голиафом, ни Геркулесом. Это был обыкновенный парень среднего роста и телосложения. Но это был советский физкультурник, и в грозную минуту двигательные умения и привычная находчивость выручили его. И здесь его жизнь и все положение в целом были спасены ловкостью.

Что же так притягивает в ловкости? Почему она так ценится и вызывает к себе такой влекущий интерес? Думается, что мы не ошибемся, если основными причинами этого назовем следующие.

Прежде всего и, может быть, важнее всего остального то, что двигательная ловкость — чрезвычайно универсальное, разностороннее качество. О ловком можно сказать, пользуясь выражением поговорки, что он и в огне не горит и в воде не тонет. Спрос на ловкость есть всюду, и выручает она решительно во всевозможных случаях. В профессиональных навыках, в рабочих движениях? Несомненно. В быту, домашнем хозяйстве, в огороде, на скотном дворе? Нет спора. В гимнастике, легкой атлетике, спортивных играх, акробатике? Там все основано на ловкости. В боевой обстановке? Мы уже привели два примера из тысяч их, подтверждающих значение ловкости для бойца.

На протяжении этой книги встретится еще немало примеров, говорящих об исключительной разносторонности этого качества.

Рядом стоит второе притягательное свойство ловкости — ее доступность, та особенность ее, которая дает шансы человеку с самыми средними телесными данными одержать верх над любым великаном или атлетом. Разве не многообещающим выглядит то, что всесоюзный и европейский рекорды по прыжку в высоту с шестом — физическому упражнению, как раз целиком строящемуся на ловкости, установил заслуженный мастер спорта Н. Г. Озолин, человек невысокого роста и не слишком атлетического телосложения? Ловкость сулит каждому осуществление на нем поговорки: «Мал золотник, да дорог». Повседневный опыт говорит о том, что ловкость не какое-то неизменяемое, прирожденное свойство, которое так же безнадежно рассчитывать заполучить, как изменить свой природный цвет глаз. Ловкость поддается упражнению, ее можно выработать в себе и, уж во всяком случае, добиться сильного повышения ее уровня. Для нее не нужно ни длинных ног, ни могучей грудной клетки; она вполне мирится с тем телесным инвентарем, каким располагает каждый здоровый, нормальный человек.

Затем обязательно в ловкости то, что она не чисто и грубо физическое качество, как сила или выносливость. Она образует уже мостик к настоящей, умственной области. Прежде всего, в ловкости есть мудрость. Она — концентрат жизненного опыта по части движений и действий. Недаром ловкость нередко повышается с годами и, как правило, удерживается у человека дольше всех других его психофизических качеств. Затем, как всякое качество, связанное уже с психикой, она несет на себе отпечаток индивидуальности. У всех силачей сила более или менее однородна, кроме количественных различий, да, может быть, еще того, что у одного из них сильная спина, у другого — руки. Сила — это килограммы, и ничего больше; естественно, что для нее так легко установить количественные показатели. Ловкость у каждого ловкого человека другая, она вся качественна и неповторима. Именно по этим причинам для нее, единственной из всех психофизических качеств, до сих пор не нашлось количественных измерителей. Существуют рекорды по быстроте, по силе, по выносливости, но до настоящего времени не придумали ни одного вида соревнований, на котором можно было бы добиваться первенства и рекордов прямым образом по ловкости. Ловкость помогает в целом ряде и легкоатлетических и спортивно-игровых действий, но всюду в них она, как режиссер спектакля, сама остается за сценой, и за ее счет призы получают то скорость, то выносливость, то сила. Это ставит ловкость в невыгодные внешние условия, но внутренне возвышает ее над всеми остальными качествами, придавая ей особенную заманчивость.

В наших физиологических очерках всюду будет идти речь о чисто двигательной ловкости, не касаясь тех областей, в которых это же понятие применяется для обозначения психологических свойств. Однако четкую грань между теми и другими проявлениями качества ловкости проложить очень трудно, и это обнаружится на ряде примеров и в настоящей книге. Двигательная ловкость — это своего рода двигательная находчивость, но сплошь и рядом эта простейшая форма находчивости постепенно перерастает в умственную находчивость, в изобретательность, в техницизм. Рабочий-стахановец нередко начинает с тренировки своих движений на высокие темпы, но затем переходит на их рационализацию и качественное усовершенствование, а кончает конструктивными улучшениями своего станка или машины и смелыми изобретательскими идеями. Вот эта сторона двигательной ловкости тоже неотразимо влечет к себе: то, что она интеллектуальна[4], что всю работу над ее развитием можно насквозь пропитать глубоким умственным вниканием в существо дела. Очень показательно, что как раз упомянутый несколькими строками раньше доцент, кандидат педагогических наук Н. Г. Озолин[5] достиг своих выдающихся результатов с помощью углубленного анализа физиологической стороны своих движений их биомеханики, механики упругих свойств шеста и т. д.

Что есть ловкость?

Так что же представляет собою ловкость? Предоставим сперва слово уже цитировавшемуся нами И. Бражнину.

«Что же такое ловкость? Для того, чтобы уяснить себе это, обратимся к к истории слова. Слово „ловкость“ есть производное от корня „лов“. Глагол от этого корня — „ловить“. Первоначальное значение слова относится к охоте, промыслу, ловле зверя, птицы, рыбы. Охотник прежде назывался ловцом („Были бы бобры, а ловцы найдутся“, „На ловца и зверь бежит“).

Употребляемые для охоты собаки назывались ловчими собаками — борзые, хортые и т. д. Выдрессированные для охоты птицы — ястреб, сокол — назывались ловчими птицами. Способность этих животных хватать зверя, перенимать его, кидаться, вцепляться в зверя, изворачиваться называлась в старину ловчивостью или ловкостью.

С течением времени значение слова расширилось и перенесено было на человека, но смысл его мало изменился с тех пор. Ловкость по-прежнему определяется как способность нашего тела к проворству, ухватке, подвижности, гибкости.

Прекрасно определяет понятие «ловкий» в своем «Толковом словаре» В. Даль.

По Далю, «ловкий» — это значит «складный в движениях». И это, пожалуй, самое точное определение. Именно «складность» движений определяет ловкого прыгуна, бегуна, наездника; именно умение многие мелкие движения рук, ног, туловища «складывать» в общее движение всего тела, дающее высший результат. Умение управлять своим телом и есть ловкость».

Мы не согласимся с процитированным И. Бражниным определением Даля[6]. «Складность в движениях» — это то, что обозначается как хорошая координация движений вообще, а хорошая координация движений вообще, а хорошая координация и ловкость явно не одно и то же. Для того, чтобы быть прекрасным, выносливым ходоком, необходимо обладать безукоризненной координацией движений, а разве это ловкость? Отличная общая координация, «складность в движениях», необходима и бегуну-спринтеру, и пловцу на дальние дистанции, и участнику массовых выступлений по «ритмической гимнастике» и т. д., а слово «ловкость» плохо вяжется со всеми этим видами движений. Вслушайтесь в выражения: «он ловко пробежал тысячу метров» или «она ловко проплыла дистанцию». Слово «ловко» здесь явно не на своем месте, и мы дальше увидим почему.

С другой стороны, оценка движений как «складных» в большой степени дело личного вкуса. Мне кажется складным Петров, а вам — Сергеев, и, в конце концов, здесь так же трудно сговориться, как и о том, какое из двух мороженых вкуснее. Для научного определения нужно нечто более строгое.

Прежде всего условимся о следующем. Ловкость, как мы уже установили, — это очень сложный психофизический комплекс. Народная мудрость создавшая на протяжении веков так много обозначений в языке для таких понятий, как смелость, гордость, скупость, выносливость и т. п., вычленила и ту совокупность свойств, которую мы называем ловкостью, и дала ей имя. Назвать этот сложный комплекс одним словом практически целесообразно и удобно, потому что составляющие его свойства очень часто встречаются сообща и явно имеют между собой внутреннюю связь. Но тем не менее такое вычленение и объединение их под одним названием условно. Ловкость нельзя «открыть», как можно было в свое время открыть, например, что делает поджелудочная железа, или открыть в головном мозгу «центры речи». Не приходится рассчитывать на то, чтобы взрезать организм и найти ловкость под микроскопом в мышцах, суставах или ином месте. Представление о том, что ловкость можно «открыть» посредством каких-то будущих точных приборов, было бы таким же наивным, как и образ мыслей того простодушного крестьянина, который восхищался астрономами за то, что они сумели открыть через свои телескопы названия звезд. Можно изучить с любой научной строгостью какие угодно свойства ловкости, но о том, что понимать под ловкостью, что включать в это понятие, нужно сперва договориться, хотя бы с той или иной неизбежной степенью условности и произвольности.

Определение качества ловкости нужно не «открыть», а построить. Для того же, чтобы в подобном определении было как можно меньше упомянутой условности и произвольности, следует стремиться к соблюдению нескольких общих правил.

Во-первых, правильно построенное определение такого понятия, как понятие ловкости, должно возможно лучше и ближе «вязаться» с общепринятым его пониманием, утвердившимся в языке. Чутье языка и смысла слов очень высоко развито у каждого человека по отношению к его родному языку, и ему тотчас же резнет ухо каждое неправильное словоупотребление. И научное определение нужно построить так, чтобы оно как можно точнее вписалось в то несколько расплывчатое по очертаниям, но совершенно ясное в своей основе понимание слова, которое есть у каждого из нас.

Во-вторых, требование к изыскиваемому определению состоит и в том, что оно должно давать возможность точно и без колебаний опознать ловкость и отличить ее от всего того, что не есть ловкость. Нам нужно привязать к ловкости ниточку, за которую в любой момент можно вытянуть ее и вызвать для обследования, будучи уверенными, что по такому вызову предстанет перед нами именно она, а не что-нибудь другое.

Свежий ветер или присутствие духа

В-третьих, наконец, научное определение нужно считать хорошим тогда, когда оно помогает проникнуть во внутреннюю суть того что мы определяем. Оно должно вытекать из целостной научной теории и помогать дальнейшему развитию этой теории. Такое определение представит действительную научную ценность, и его удачное построение может уже само по себе быть вкладом в науку.

Мы дойдем в этой книге до развернутого определения качества ловкости только в последнем — VII очерке, где и постараемся подытожить по возможности все существенные и необходимые признаки этого качества. Здесь же, во вступительном очерке, мы дадим предварительное определение, способное отвечать хотя бы первым двум требованиям.

Во всем дальнейшем изложении мы должны иметь возможность всегда точно знать, ловкость ли или нет то, о чем в данную минуту идет речь.

Наши сказочные и несказочные примеры, приводившиеся выше, позволяют уже нащупать нечто общее между всеми ими: везде в них мы встречаемся с быстрым и успешным решением нелегких двигательных задач.

Возьмем два-три примера из области физкультуры и спорта. Скоростной спуск с горы на лыжах — слалом — предъявляет очень высокие требования к ловкости лыжника. В чем же особенность слалома, которая отличает его от простого бега на лыжах, не требующего какой-либо особой ловкости? В нагромождении друг на друга внезапных осложнений во внешней обстановке, в появлении одна за другой трудных двигательных задач, которые надо найтись, как решить. Близкую аналогию с этим видом спорта представляет собою кросс по сильнопересеченной местности. В кроссе, в отличие от слалома, каждый ис полнитель имеет право не только выбирать тот или другой прием для преодоления препятствия, но еще и трассировать тем или иным способом свой маршрут. И в этом виде спорта все от начала до конца строится на ловкости.

Общая всем рассмотренным примерам особенность начинает выявляться еще яснее. Во всех них ловкость состоит в том, чтобы суметь двигательно выйти из любого положения, найтись (двигательно) при любых обстоятельствах. Вот в чем существенное зерно ловкости — то, что отличает ее от простой складности в движениях. Теперь легко понять, почему ни у бегуна-спринтера, ни у пловца-стайера не возникает ощутимого спроса на ловкость. При их действиях нет ни неожиданных осложнений обстановки и задачи, ни условий, требующих от них двигательной находчивости.

Применим еще другой путь, несколько напоминающий известную игру. Один из играющих прячет вещь, другой должен найти ее. Его «наводят» на правильное место замечаниями: «прохладно», «холодно», «мороз», если он удаляется от спрятанного предмета — и словами «тепло», «горячо», если он приближается к нему. Будем вносить в какой-нибудь вид движения те или иные осложнения и посмотрим, какие из них явно повышают спрос на ловкость. В них-то и будет «тепло» и «горячо» на отыскиваемые нами существенные черты ловкости.

Простая ходьба по тротуару? «Холодно». Ходьба с грузом, ходьба в утомленном состоянии, ходьба с большой спешкой, ходьба по вязкой дороге? Все равно «холодно».

Переход через улицу с оживленным экипажным движением? Становится «теплее». Ходьба с чашкой кофе или с тарелкой супа на пароходе в сильную качку? «Совсем горячо».

Бег по беговой дорожке? «Холодно». Бег на соревновании, где победа завоевывается не только быстротой, но и тактикой? «Теплее». Бег на месте? «Очень холодно». Барьерный бег? «Тепло». Бег по болоту, через рытвины и кочки? «Жарко». Перебежки под обстрелом неприятеля? В любом отношении «очень горячо».

Не стоит умножать здесь числа примеров — их еще много будет в этой книге. Везде обнаруживается одно: спрос на ловкость не заключается в самих по себе движениях того или иного типа, а создается обстановкой. Нет такого движения, которое при известных условиях не могло бы предъявить очень высокие требования к двигательной ловкости. А эти условия состоят всегда в том, что становится труднее разрешимой стоящая перед движением двигательная задача или возникает совсем новая задача, необычная, неожиданная, требующая двигательной находчивости. Ходьба по полу не требует ловкости, а ходьба по канату нуждается в ней, потому что двигательно выйти из того положения, которое создается канатом, несравненно сложнее, чем из того, которое имеется на ровном полу.

Эта черта двигательной находчивости, которая, может быть, всего характернее и важнее для ловкости, также нашла себе отражение в языке. Там, где двигательная задача осложнена и решить ее надо не идучи напролом, а с двигательной находчивостью, там, говорим мы, нужно изловчиться, приловчиться. Там, где нельзя взять силой, помогает уловка. Когда мы овладеваем двигательным навыком и с его помощью подчиняем себе более или менее трудную двигательную задачу, мы говорим, что мы наловчились. Так, во всех случаях, где требуется эта двигательная, инициатива, или изворотливость, или так или иначе искусное прилаживание наших движений к возникшей задаче, язык находит выражения одного общего корня со словом ловкость.

Разбор комплексного качества ловкости и научная разведка в эту нужную, но пока мало исследованную область потребуют от нас довольно подробного вникания в основы физиологии движений. В следующем очерке мы познакомимся с устройством двигательного аппарата нашего тела и с физиологическими принципами управления движениями в нашем организме. Очерк III будет посвящен истории движений на земном шаре. Помимо того что любое сложное жизненное явление можно понять, только зная, как оно возникало и развивалось, в частности для движений существует очень четкая и ясная преемственность развития от животных к человеку, во многом наложившая свою печать и на движения этого последнего. Дальше мы обратимся к построению движений у человека (очерк IV) и к последовательным уровням построения, управляющим у человека все более и более сложными движениями (очерк V). Мы познакомим читателей с физиологической природой управления и двигательного навыка и с динамикой развития навыков (очерк VI). Наконец, в последнем — VII очерке подвергнем понятие ловкости подробному, тщательному анализу на основе всего накопленного перед этим материала, исследуем вопрос о ее упражняемости и дадим ей окончательное на сегодняшний день развернутое определение.

Автор старался по мере сил сделать изложение материала легким для чтения и доступным пониманию культурного школьника-старшеклассника или студента вуза. При составлении книги было обращено самое заботливое внимание на объяснение всех терминов там, где они вводятся впервые. Автор тщательно следил и за тем, чтобы основная нить изложения развертывалась с возможно большей логичностью, как это делается в геометрии. В какой мере все это удалось, вышло ли изложение достаточно занимательным и ясным — об этом скажет читатель. Но так как объективно материал не из легких и содержит в себе немалое количество фактических данных из таких областей знания, с которыми, может быть, никогда не приходилось сталкиваться читателю нефизиологу, то автор обращается к нему с настойчивой просьбой: ч и т а т ь э т у к н и г у по п о р я д к у и б е з п р о п у с к о в . При чтении вразбивку могут, естественно, возникнуть некоторые неясности и недоумения, мешающие правильному пониманию отдельных мыслей и всей книги в целом.

А теперь — в путь!

Для того, чтобы разобраться в физиологической природе той двигательной способности, которую мы называем ловкостью, необходимо сперва ознакомить с тем, как совершается управление движениями в человеческом организме. Эта как будто совершенно естественная и сама собою разумеющаяся вещь — управление движениями, или, как ее называют в физиологии, координация движений, — при внимательном исследовании ее точными методами науки оказывается очень сложным и большим хозяйством, целой большой организацией, требующей совместного и согласованного участия очень многих физиологических устройств.

Мы увидим ниже (в очерке III), каковы были те причины, которые обусловили долгий путь развития и усложнения этой организации, и опишем, как и какими путями совершалось это развитие. А сейчас первым делом попытаемся ответить на естественно встающие вопросы: для чего нужна вся эта сложная организация? в чем трудности управления двигательным аппаратом нашего тела?

Богатство подвижности органов движения человека

Двигательный аппарат человеческого тела, так называемая костно-суставно-мышечная система, обладает необычайно богатой подвижностью. Основное опорное сооружение всего тела — туловище с шеей, т. е., в сущности, позвоночник с его 25 межпозвоночными соединениями и мышечным оснащением, — способно к разнообразнейшим, почти змеиным изгибам, наклонам и извивам. Шея человека, правда, далеко уступает в гибкости и подвижности шеи жирафы, страуса или лебедя, но в не меньшей степени, чем у них, обладает возможностью обеспечить точность и устойчивость в смещениях и поворотах центральной наблюдательной вышке всего тела — голове с ее высококачественными телескопами — глазами и звукоулавливателями — ушными раковинами.

С туловищем соединены посредством шарниров (как известно, обладающих наибольшим разнообразием подвижности) — плечевых и тазобедренных сочленений — четыре многозвенные рычажные системы конечностей. При этом у человека шаровые подвесы верхней пары конечностей, наиболее важной для него и наиболее богатой в смысле подвижности, сами, в свою очередь, соединены с туловищем крайне подвижно, вися почти целиком на одних мышцах. Действительно, основная опорная кость руки — лопатка нигде не сочленяется с костями туловища[7].

Если для начала обратиться к рассмотрению менее сложной нижней конечности, то после длинного и прочного рычага бедренной кости мы встречаем там колено с его обширным размахом сгибания и разгибания, рекордным для всех сочленений человеческого тела: около 140° активной подвижности и свыше 170° пассивной (например, при сгибании коленей в позе сидения на корточках)[8]. Коленный сустав (полусогнутый) допускает еще небольшое продольное вращение голени (на 40 — 60°). На конце ноги имеются два сочленения, расположенные у человека очень близко одно под другим и образующие единую голеностопную систему. Она позволяет стопе наклоняться относительно голени во все стороны так, как если бы между ними помещался известный гуковский шарнир[9] градусов на 45 — 55 по каждому из направлений. Сама стопа у человека — упругий, многокостный свод, прекрасно приспособленный к держанию на себе половины веса всего тела, а при беге и прыжке — к противодействию давлениям, доходящим и до пяти-шестикратного значения этого веса; однако активная внутренняя подвижность ее у человека ничтожна. Но у тех животных, которых, как волка, «ноги кормят», у быстроногих, стройных пальцеходящих — коня, оленя, тигра, собаки и т. п., для которых еще нелегкий вопрос, какая из двух пар конечностей имеет большее значение в жизни, — у них стопа превращается в суставчатую цепочку сильно подвижных звеньев, содержащую, как, например, у лошади, целых четыре последовательных сочленения, активно участвующих в ходьбе и беге.

Верхние звенья руки человека мало чем отличаются по устройству от передних конечностей четвероногих. Только шаровой шарнир плечелопаточного сустава у человека гораздо подвижнее. Он допускает обширные движения в стороны, чего не может сделать, например, собака или лошадь. Книзу от локтя начинаются уже яркие преимущества в пользу человека. Рука человека, под руководством его мозга и в тесном сотрудничестве с ним, ввела в жизненный обиход на земле труд, но и труд зато внес в строение руки очень много изменений и усовершенствований. Только у человека и у самых высших обезьян имеется способность поворачивать предплечье с кистью в про дольном направлении — пронация и супинация[10], это те движения, которыми мы пользуемся, когда поворачиваем ключ в двери или заводим стенные часы.

Общий размах этих движений превосходит 180°. Соединенные между предплечьем и кистью (лучезапястное сочленение) само по себе обладает двумя видами подвижности: вверх-вниз на 170°, вправо-влево на 60°. Эти два направления подвижности в сочетании с третьим направлением — пронацией и супинацией равносильны тому, как если бы кисть была подвешена к руке на втором шаровом шарнире, следующем за уже упоминавшимся плечевым. Как показывает точная теория сочленений, такие два последовательно смонтированных шаровых шарнира в сочетании еще с локтевым суставом (сгибание и разгибание локтя) не только обеспечивают кисти возможность принять любое положение и направление в досягаемых для нее частях пространства, но еще позволяют сделать это при самых разнообразных положениях промежуточных звеньев — плеча и предплечья.

Крепко обхватите кистью любую неподвижную рукоять или любой выступ. Вы убедитесь, что такому обхвату доступны предметы любой формы, направления или расположения, и при этом еще у вас при неподвижных туловище и лопатке останется возможность двигать локтем, т. е. смещать плечо и предплечье.

Скелет самой кисти представляет собой целую тонкую мозаику из 27 косточек (не считая еще непостоянных, совсем мелких костных вкраплений). Часто задают недоуменный вопрос: для чего нужны 12 подвижных сочлененных между собой мелких запястных и пястных костей, если они все вращены в сплошную толщу ладони, так что разделение между пальцами начинается только с середины основных фаланг? Однако каждый, кому хоть раз случалось пожать руку человеку со сведенной параличом кистью, воздержится от такого вопроса: он навсегда запомнит разницу между той жесткой искривленной дощечкой, к которой он прикоснется, и податливыми и гибкими кистями, какие он знает по рукопожатиям здоровых людей и по самому себе.

Благодаря возможности для большого пальца противополагаться каждому из остальных (так называемая оппозиция большого пальца), имеющейся из млекопитающих только у человека и обезьян, кисть является органом для обхватывания и прочного держания, и нет такой формы ручки или петли, к которой она не сумела бы автоматически приспособиться с величайшей, почти восковой, пластичностью. Пальцы кисти одни, помимо ее прочих частей, обладают 15 сочленениями, и если считать по отдельным направлениям подвижности (так называемым степеням свободы), то на долю пальцев одной руки их придется 20, понимая под каждым из направлений активную подвижность как туда, так и обратно. В целесообразных приспособительных движениях пальцев, в их быстроте, точности, ловкости человек в неизмеримое количество раз превосходит наиболее высокоразвитых животных — сородичей.

А та только что перед этим обрисованная гибкая и богатая установочная подвижность, которая присуща кисти — основанию пальцев, делает человеческую руку гениальным инструментом, вполне достойным мозга ее обладателя.

О движении языка и глаз

Остается ли еще что-нибудь достойное внимания по части подвижности после сделанного нами беглого очерка туловища, шеи и конечностей? У быстро и ловко бегающих или прыгающих животных — лисы, гончей собаки, белки, кенгуру — не мешало бы упомянуть еще о важном для них орудии — хвосте. Но насчет человека ответ не приходит на ум сразу. Между тем на голове человека мы имеем по меньшей мере два устройства, не менее поражающих богатством и точностью их подвижности, чем кисть с пальцами. Окинем и их взглядом.

Пройдем мимо нижнечелюстной кости с ее жевательной, сильной и выносливой, мускулатурной — представителем костносуставно-мышечного аппарата в области головы. Бесконечно больший интерес представляет, прежде всего, языкоглоточный речевой аппарат. Язык, в сущности, один сплошной комок поперечнополосатых мышечных пучков[11], пронизанный ими по всем направлениям. Подвижность его огромна даже у животных, весь «словарь» которых состоит из какого-нибудь одного «му», «мэ» или «мяу». Этот даже не словарь, а скорее «кричарь» (да простится нам это словотворчество!) совершенно стушевывается перед богатством речевых звучаний, доступных человеку и воспроизводимых с величайшей (совершенно бессознательной) быстротой и точностью язычною и глоточной мускулатурой в процессе речи. Тонкое и совершенно своеобразное управление этими мягкотелыми органами, которое потребовалось для человеческой речи, вызвало к жизни даже особый, специализированный участок мозговой коры в левом полушарии мозга человека, о чем будет еще речь ниже. При ранениях этого так называемого

поля Брока или при кровоизлияниях в его области человек утрачивает возможность речи, хотя произвольная подвижность языка и глотки ни в чем не страдает Заметим к слову, что у «говорящих» птиц — попугаев, скворцов и т. п. — никаких следов подобного речевого участка в мозгу нет.

Другой замечательный своею подвижностью аппарат, о всей сложности и жизненной важности движений которого многие имеют очень слабое понятие, — это глаза, пара «яблок», образующих в своей совокупности единый орган зрения. Зрительный аппарат человека содержит:

1) шесть пар мышц, обеспечивающих всевозможные согласованные повороты глаз при следовании взором за предметом;

2) две пары мышц, управляющих «объективами» глаз — хрусталиками: для фотолюбителей будет яснее, если сказать, что эти две пары мышц осуществляют наводку глаз на фокус; 3) две пары совсем тонких и нежных мышц, ведающих расширением и сужением зрачков; опять-таки обращаясь к языку, понятному фотолюбителям, — диафрагмированием глазных объективов в зависимости от большей или меньшей яркости освещения, и 4) две пары мышц, открывающих и закрывающих веки. Эти двадцать четыре мышцы работают в точнейшем взаимном согласовании с раннего утра до позднего вечера, работают, заметим, совершенно бессознательно и на три четверти непроизвольно. Третья часть всех этих мышц (пункты 2 и 3 нашего перечня) вообще недоступна для произвольного вмешательства в их работу. Легко представить себе, что если бы управление этими двумя дюжинами мышц требовало произвольного внимания, какого требует, например, работа наблюдателя с какими-нибудь приборами, нуждающимися в постоянной подстройке и установке, то на это понадобилось бы столько труда, что лишило бы нас всякой возможности произвольных движений другими органами тела. На минуту представим себе человека, который, с жаром изливая свои чувства обожаемой им красавице, должен был бы все время заботиться о движениях своих глаз, хотя бы для того, чтобы в самом пылу своих объяснений не потерять ее из виду или не увидеть вдруг вместо ее прекрасного лица расплывчатое пятно. А если вспомнить еще, какое значение имеют для оценки расстояний до видимых предметов правильные движения глазных яблок, то обнаружится, что нашему страдальцу нужно было бы все напряжение его внимания, чтобы, жестикулируя, не задеть предмет своего обожания по лицу или не поцеловать вместо протягиваемой ему руки рукоятку зонтика.

Содружественная работа (как говорят в физиологии, синергия) всей глазной мускулатуры выполняет очень сложную и ответственную нагрузку. По меткому и глубокому замечанию отца русской физиологии И. М. Сеченова, мы не просто видим нашими глазами — мы ими смотрим. Действительно, весь акт зрения от начала до конца активен: мы находим глазами интересующий нас предмет и следим за ним, приводя его изображение в самую чувствительную и зоркую точку глазной сетчатки; мы оцениваем по ощущениям напряжения в глазодвигательных мышцах расстояние, отделяющее нас от этого предмета; мы обводим его взором, ощупываем нашим взглядом, как будто бы и в самом деле из наших глаз к нему протягивались какие-то невещественные щупальцы (приписывавшиеся глазу учеными древности).

В процессе «смотрения» наши глаза: 1) движутся по любому направлению следом за движущимся предметом; 2) движутся при этом точно согласованно, то строго параллельно, то сводясь в той или иной степени; 3) намеренно сводятся для устранения «двоения» изображения в глазах и для оценки расстояния до предмета (так называемое стереоскопическое зрение); 4) одновременно регулируют «наводку на фокус» хрусталиков; 5) при этом все время управляют шириною просвета зрачка, отмеряя для нервных элементов глазного дна точно такое количество света, какое им нужно для наиболее ясного видения; 6) наконец, как уже упоминалось, сами активно обходят и ощупывают взглядом предметы, водят взором вдоль строчек читаемой книги и т. д. Все эти движения совершаются одновременно и дружно, не сбивая друг друга, совершаются совершенно автоматически, но отнюдь не машинообразно, по какому-нибудь неизменному шаблону, а с чрезвычайно большой и ловкой приспособительностью.

Основные трудности управления движениями

В итоге беглого обзора подвижных устройств нашего тела мы по одним только конечностям и приборам головы имеем числа, уже близкие к сотням направлений и видов подвижности (степеней свободы), а если еще прибавить сюда шею и туловище с их змеевидной изгибаемостью — итог получается огромный. Перед читателем начинает уже, видимо, вырисовываться сложность управления сооружением с такой многообразной подвижностью; однако он, по всей вероятности, еще не чувствует, в чем состоит главная трудность. Просмотрим же по порядку все затруднения и постараемся выделить среди них самые главные.

Если учесть, что движения в очень многих суставах и подвижных органах совершаются совместно, в одно и то же время, а для таких целостных действий, как смотрение, ходьба и бег, метание и т. п., обязаны протекать совместно в виде стройных и дружных синергий, то одна из трудностей уже сразу встает перед нами во весь рост. Какое огромное распределение внимания потребовалось бы, если бы все эти элементы сложного движения должны были управляться сознательно, с обращением внимания на каждый из них! При некоторых видах ранений головного мозга, после операций вырезания мозговых опухолей из определенных областей мозга и т. п. встречаются случаи потери способности непроизвольно управлять сложными движениями. Такие больные почти неподвижны: самые простые движения, вроде поднятия руки кверху, требуют от них огромного напряжения внимания и воли. Каждый из нас, подняв по приказанию руку, затем тотчас непроизвольно опустит ее обратно, как нечто само собой разумеющееся. У больного описываемого рода поднятая рука застывает в воздухе, ему нужно заметить это и послать руке специальный «приказ» (как они часто выражаются), чтобы заставить ее опуститься. В физиологии бывало неоднократно, что какое-нибудь из сложных самодействующих устройств нашего тела, облегчающих нам жизнь, а подчас абсолютно необходимых, просто не замечалось, воспринималось как что-то разумеющееся само собой, пока не попадался на глаза болезненный случай, при котором это устройство выходило из строя. Вот тут-то и вскрывалась впервые со всей яркостью незаметная, но великая польза, приносимая этим устройством в здоровой норме. Так было с описываемой задачей — распределять внимание между десятками и сотнями видов подвижности и стройно согласовывать все их между собою.

Такова первая трудность управления двигательным аппаратом нашего тела. Однако эта трудность — далеко не главная.

Вторая, более серьезная трудность замечается не сразу. Она станет яснее, если мы обратимся от тела человека к искусственным машинам, созданным его рукой. Существует немало машин, имеющих очень разнообразную и разностороннюю подвижность (например, катающийся подъемный кран «Деррик» с наклоняющейся и вращающейся стрелой; завалочная машина у печей сталепрокатных цехов; клавишные машины вроде рояля или пишущей машинки). Но около всех таких машин находится человек, который своими движениями непрерывно управляет каждым видом их подвижности по отдельности с помощью особого рычага или клавиши. Таким образом, в машинах указанного типа мы имеем дело, в сущности, с объединениями многих простых машин в каждой. Движения каждого из этих составляющих простых механизмов — одной клавиши пишущей машинки с подключенным к ней буквенным рычажком или одного из шарниров стрелы подъемного крана — очень просты и, главное, однообразны; удивительны в работе описываемых машин разве, только то искусство и та ловкость, которые проявляются в действиях машиниста, в его умении совершать много правильных и точных движений в одно время. Так от машин мы снова вернулись к человеку, к его замечательной способности совместных согласованных телодвижений по всем степеням свободы. Обратимся же для дальнейших сравнений к автоматическим машинам, которые работают без непрерывного управления человеком.

И вот в мире таких машин мы сталкиваемся с поразительным обстоятельством. Современная техника создала машины огромной сложности, способные совершенно самостоятельно, без участия человека, выполнять самые разнообразные и не простые работы. Большая газетопечатная типографская машина изготавливает 50 000 — 100 000 экземпляров газеты в час, печатая сразу с обеих сторон листа, в две краски, складывая оттиски и, если надо, сшивая их в тетрадки. Такая машина имеет размеры двухэтажного дома и содержит в себе десятки валов и валиков и многие сотни рычажков и шестерен. Большой многоцилиндровый нефтедвигатель «дизель» — другой образец гигантской могучей машины с сотнями подвижных частей, стержней и зубчатых колес. Среди машин-автоматов есть агрегаты, самостоятельно проявляющие, высушивающие и печатающие только что заснятую кинопленку, изготавливающие бутылки, винты, папиросы, ткущие сложноузорные ковры и т. д.

И самое поразительное, что эти огромные автоматы при всей их сложности и изобилии подвижных частей все имеют по одной-единственной степени свободы, т. е. обладают тем, что в технике называют вынужденным движением. Это значит, что каждая движущаяся точка в этих машинах, каждая деталь рычага, тяги или колеса движется все время по одному и тому же строго определенному пути. Форма этого пути может быть очень разнообразной: у одних точек (или деталей) круговой, у других прямолинейной, у третьих овальной и т. д., но с этого единственного пути движущаяся точка не сходит никогда. Таким образом, машины, неимоверно сложные по виду и устройству, в смысле своей подвижности принадлежат к числу самых простых систем, какие только могут существовать. Машины-автоматы, в которых подвижность какой-нибудь части исчислялась бы двумя степенями свободы, можно буквально сосчитать по пальцам (к таким машинам относятся, например, центробежные регуляторы у паровых двигателей). А дальше двух степеней свободы никогда еще не заходило ни одно искусственное устройство.

Что такое две и три степени свободы?

Эту странную на первый взгляд конструкторскую робость вовсе не так трудно объяснить. У машин с вынужденным движением всех их частей, как уже сказано, каждая точка их механизмов движется по одному неизменному пути или траектории.

Если бы какая-нибудь часть такой машины получила вместо одной две степени свободы, это совсем не значило бы, что на ее долю достались вместо одного два или даже несколько возможных путей — траекторий. Нет, это означало бы, что эта часть машины получила возможность «разгуливать» по какой-то поверхности: по куску плоскости, поверхности шара и т. п.; при этом именно двигаться любым образом, по любым путям и дорожкам, лишь бы только эти пути нигде не выходили из той плоскости или поверхности, в которой они пролегают. Если я возьму перо и стану водить им по поверхности листа бумаги, то, какие бы фигуры ни вздумалось мне им изображать, я нигде не превышу своих возможностей по части дозволенных кончику пера двух степеней свободы, пока буду водить его без отрыва от бумаги. Этот переход от одной степени свободы к двум означает, таким образом, огромный качественный скачок от одной-единственной, точно определенной дорожки-траектории к бесконечному и вполне произвольному разнообразию таких дорожек. Кисть имеет по отношению к предплечью две степени свободы. Закрепите неподвижно в пространстве правое предплечье. Например, прочно положив его на стол, придайте затем кисти неизменяемую форму указывающей руки с протянутым пальцем, как ее рисуют на объявлениях и указателях дороги, и испытайте на себе, какое неограниченно большое число фигур возможно при этих условиях изобразить в воздухе протянутым пальцем.

Три степени свободы вместо двух дают еще больше, хотя на этот раз уже не происходит такого огромного качественного скачка, как при переходе от одной к двум степеням свободы. Точка тела или машины, обладающая тремя степенями свободы, может перемещаться каким угодно образом в некотором, большем или меньшем, куске пространства (такова, например, подвижность кончика указательного пальца ничем не закрепленной руки). Для пояснения надо сказать, что совершенно ничем не связанная точка, например вольно порхающая в воздухе снежинка, не может по законам геометрии иметь больше трех степеней свободы подвижности. Три степени означают для вещественной точки абсолютную свободу передвижения внутри того куска пространства, до границ которого она в состоянии достигнуть.

Вот это-то мало известное широкому кругу читателей обстоятельство, закладывающее такую пропасть между вынужденным, одностепенным движением, с одной стороны, и подвижностью по двум или более степеням свободы, с другой, и дает объяснение тому, почему техники так всемерно избегают всего выходящего из рамок вынужденного движения. Две степени свободы подвижности вместо одной означают уже то, что подвижная точка или часть движущейся системы получает свободу выбора любой из бесчисленного множества доступных траекторий. Человек может в этих условиях выбирать между разными траекториями и сумеет обосновать свой выбор той или другой, наиболее подходящей к данному случаю среди всего их беспредельного множества. А как заставить выбирать машину? Очень важно для дальнейшего отметить уже сейчас, что существуют и день ото дня увеличиваются в количестве машины, способные автоматически совершать выбор (это, например, всевозможные виды сортировочных и браковочных машин). Чтобы далеко не ходить за примерами, напомним, что внутри каждого телефона-автомата заключена небольшая машина, делающая быстрый и очень чуткий отбор между годными и фальшивыми гривенниками.

Для нас важно сейчас, во-первых, то, что все машины этого рода имеют в себе своего рода орган чувств, показания которого и приводят их к выполнению выбора. Есть, например, машины, которые автоматически сортируют сигары по цвету; у таких автоматов органом чувств служит фотоэлемент, тонко различающий оттенки коричневых тонов. Во-вторых, за редчайшими исключениями, такие машины способны делать выбор только между несколькими четко раздельными разновидностями: монета легче или. тяжелее нормы, сигара темнее или светлее образца и т. п. Это, следовательно, все еще не случай хотя бы двух степеней свободы, дающих уже бесконечно большое разнообразие для выбора. Есть одна поистине удивительная машина, называемая жиропилотом или автоматом-рулевым. Эта машина монтируется на больших судах и представляет собой соединение мощного и точного компаса (волчкового, так называемого жирокомпаса) и передачи к сильным машинам, переводящим руль. В жиропилоте органом чувств является, конечно, его компас, и корабль, имеющий две степени свободы передвижений на поверхности моря, автоматически направляется по одному совершенно определенному пути — по заданному ему компасному курсу. Этот единственный, какой мне удалось найти, пример машины, производящей непрерывный выбор пути среди настоящих двух степеней свободы, очень интересен, так как он ясно показывает, что выбор пути в подобных условиях может происходить только на основе неусыпной слежки за ходом движения со стороны бдительного «органа чувств». Он же отчетливо вскрывает перед нами и вторую трудность управления двигательным аппаратом нашего тела, к которой мы теперь вплотную и переходим.

Как преодолеваются избыточные степени свободы?

Если уж передоверить машине-автомату всего какие-нибудь две скромные степени свободы оказалось возможным только в расцвете техники XX века, в эпоху овладения летанием, телевидением и внутриатомной энергией, да и то всего в одной-двух конструкциях, значит, это дело отнюдь не простое. Но ведь в теле человека и животных суставы о двух степенях свободы принадлежат к числу сравнительно бедных. Весь наш предыдущий краткий обзор показал, с какой безмерною щедростью организм рассыпает по всем своим членам десятки и чуть ли не сотни степеней свободы подвижности. Мы уже установили, что даже в случае всего двух степеней свободы выбор той или иной определенной траектории возможен только на основе бдительного управления движением через органы чувств. Очевидно, что те необозримо богатые средства подвижности, которыми располагает наше тело и необъятность которых мы лишь теперь начинаем расценивать как следует, только в том случае и смогут правильно обслуживать наши потребности и не приводить к полной двигательной анархии, если каждая из степеней свободы будет оседлана и обуздана определенным видом чувствительности, который будет вести за нею ответственную слежку. Трудность управления, которую мы обозначили номером первым и которая создается необходимостью распределять внимание между десятками подвижных шарниров, — эта трудность полностью стушевывается перед трудностью номер два: трудностью преодоления огромного, непомерного избытка степеней свободы, которыми насыщено наше тело.

И для этой трудности, как и для первой, мы находим очень выразительную иллюстрацию среди болезненных нарушений. Мы уже говорили, что многие, иногда сложнейшие, физиологические устройства здоровых организмов проходили для науки незамеченными, пока не попадались на глаза случаи, в которых это устройство выбывало из строя. Таково уж порочное устройство нашего мыслительного аппарата: тут только обнаруживалось, как данное устройство важно в норме и какие огромные нарушения вызываются его аварией.

Существует одна тяжелая форма заболевания спинного мозга на сифилитической почве. При ней перерождаются и перестают действовать те нервные проводящие пути спинного мозга, по которым передаются ощущения суставно-мышечного чувства. При этом заболевании, называемом спинной сухоткой или табесом, теряется присущая всем здоровым людям способность ощущать при закрытых глазах, в каком положении находится или куда движется та или иная часть тела. Сядьте с закрытыми глазами, и пусть другой приведет вашу руку в то или другое положение в пространстве или просто очень легонько двигает один из ваших пальцев кверху или книзу. Вы всегда безошибочно опишете, что было сделано с вашей рукой или пальцами, а, главное, взглянувши на руку, обнаружите, что приданная ей поза в точности соответствует тому, как вы представляли ее себе при закрытых глазах. А теперь изменим условия опыта. Улучите минуту, когда вы «отсидите» или «отлежите» себе руку или ногу, и попросите проделать с вами такую же пробу, пока еще к ним не вернулась чувствительность (до начала бегания мурашек).

Вы, к своему крайнему удивлению, убедитесь, что совершенно не можете понять, где сейчас находится ваша затекшая конечность, и, открыв глаза, увидите ее совсем не там, где вы ожидали ее обнаружить.

В таком именно состоянии, но в еще более сильной степени постоянно находятся больные спинной сухоткой или табесом. Завяжем такому пациенту глаза и поднимем его руку кверху, велев ему продолжать держать ее в приданном положении. Через минуту-другую его рука, утомясь, постепенно и непроизвольно опустится вниз, в то время как он будет убежден, что по-прежнему держит ее поднятой высоко кверху, будет уверять вас в этом и очень удивится, когда мы снимем с его глаз повязку.

Трудно представить себе, не повидав больных описываемой болезнью, до какой степени разрушаются все их произвольные движения. Больной-табетик либо вовсе не может ходить, либо с большим трудом передвигается с опорой на две палки, и то только при открытых глазах. Зрение в какой-то мере возмещает ему те суставно-мышечные ощущения, которых он лишился, берет на себя обязанности того «органа чувств», о котором мы говорили выше, но, имея совсем другие свойства, чем мышечно-суставная чувствительность, заменяет ее худо и бедно, кое-как. В корне разрушается письмо; руки трясутся непокорной дрожью при всякой попытке что-то сделать ими; при этом чем больше старается больной напрячь и унять их, тем хуже они расплясываются. Именно на примере спинной сухотки медики впервые увидели, до какой степени не «само собой разумеющаяся» вещь управление движениями и к чему приводит имеющийся в нашем теле избыток степеней свободы, когда их нечем преодолеть. Здесь стоит, кстати, отметить, что у больных описываемого рода нет и следа каких-либо параличей; мышечная сила у них вполне сохранена, и при открытых глазах они могут по команде сделать любое элементарное движение в любом суставе. У них не утрачена ни пассивная подвижность (работа суставов), ни активная подвижность (работа мышц), а резко нарушена только управляемость двигательного аппарата. Кучер ранен и упал с козел, и четверка лошадей, потеряв управление, мчит куда попало карету с перепуганными путниками.

Очевидно, в той оснащенности органами чувств, которой обладает наше тело в здоровом состоянии, есть налицо достаточные гарантии против обрисованной выше трудности номер два. Зато не требуют добавочных описаний преимущества, которые создаются благодаря огромному запасу степеней свободы.

На примере инструментов, сделанных руками человека, мы можем наблюдать немало случаев, когда более подвижный из двух сходных инструментов, будучи явно более трудным для работы, в то же время имеет очень яркие преимущества перед вторым по своей гибкости и по тонкости результатов, получаемых с его помощью. Опытный мастер всегда предпочтет инструмент с большим числом степеней свободы, т. е. с меньшим количеством направляющих перил и подпорок, которые делают работу более спокойной, но зато и сковывают.

В области спорта здесь напрашивается пример велосипеда. Двухколесный велосипед, конечно, несколько труднее для управления, чем трехколесный, но кто хоть раз попробовал езду на нем и одолел вступительную трудность, тот, наверное, уже никогда не захочет пересесть на трехколесный. Не только потому, что двухколесный легче весом, а главное, потому, что в руках опытного ездока он и поворотливее, и гибче, и, как это ни странно, устойчивее трехколесного. Другой сходный пример представляют коньки: «легкие» детские коньки с широким лезвием типа «снегурочки» и острые, более трудные для овладения ими норвежские беговые.

В области музыкальных инструментов интересно, что грубые струнные инструменты вроде балалайки имеют на своих грифах так называемые лады, помогающие новичку не фальшивить; тонкий инструмент сходного типа, скрипка, имеет совершенно гладкий гриф, но ни один уважающий себя мастер игры на скрипке не согласится играть на скрипке с ладами. Ему не нужны внешние «костыли», так как он с гораздо большей уверенностью опирается на , свой слух, на «орган чувств», всегда и везде являющийся основным верным средством к преодолению избыточных степеней свободы.

Природа, как мы видели, шла тем же путем, избегая всяких «ладов» и «подпорок» в органах движения и щедрою рукой рассыпая по ним степени свободы. Природа не ошибается, не ошиблась она и на этот раз.

Трудности, обусловленные упругостью мышц

Мы уже близки к достаточно полному ответу на вопрос, которым начали этот очерк: какая премудрость делает таким сложным управление этим с младенчества привычным нам двигательным аппаратом? Однако нельзя обойти молчанием еще одно осложнение (трудность номер три), создающее новые трудности для управления двигательным аппаратом нашего тела. Это — осложнение, зависящее от упругих свойств мышц.

В ближайшем очерке нам встретится случай рассказать в основных чертах о поперечнополосатой мышце как двигателе, там мы и рассмотрим более подробно ее свойства. Здесь же мы затронем их только вскользь, в той мере, в какой это необходимо для освещения стержневого вопроса всего настоящего очерка.

Мышцы нашего двигательного аппарата, может быть, в большей мере, чем какие бы то ни было другие образования тела, заслуживают названия ткани, присвоенного им на научном языке. Действительно, мышечная ткань, как и подобает ткани, вся состоит из тонких нитей (так называемых мышечных волокон); только эти нити в ней не переплетены между собой[12], а лежат параллельными пучками, как хорошо расчесанные волосы. Тончайшие ниточки скелетной поперечнополосатой мышцы, не превосходящие в толщину женского волоса, упруго-растяжимы, как резиновые. Каждая из этих нитей обладает способностью сокращаться при действии на нее со стороны нерва, т. е. становиться в течение этого действия короче (процентов на 20 — 30) и туже, неподатливее к растяжениям. Между отдельными мышечными волокнами есть некоторые различия, но во всяком случае они невелики, не больше, чем между разными резиновыми трубками: потолще или потоньше, потуже или послабее, и только. Из наборов сотен таких параллельно лежащих волокон и состоит все наши скелетные мышцы; каждое волокно в них — крохотный элементарный двигатель. Цельную крупную мышцу вроде, например, бицепса руки можно рассматривать поэтому как своего рода многоцилиндровый агрегат с параллельно включенными цилиндрами. Все вообще, чем располагает наш организм для своих активных телодвижений и для совершения работы, — это только эти своеобразно упругие сократимые нити, взятые с сомножителями во многие сотни и тысячи и оснащающие со всех сторон все подвижные пункты тела.

Казалось бы, не может играть особо существенной роли то, как именно устроен двигатель, приводящий в действие тот или иной механизм или станок. Если он дает ту мощность и ту быстроту, какая предписывается техническими условиями, то дальше для успешной работы механизма довольно безразлично, движет ли его нефтяной, паровой, бензиновый или электрический двигатель. Оказывается, это не так, и своеобразие мышечного волокна как универсального двигателя нашего тела настолько велико, что нельзя пройти мимо него, не приняв в расчет его важных последствий. Вся трудность использования поперечнополосатого мышечного волокна в качестве двигателя состоит в том, что он приводит кости в движение посредством тяги (мышечные волокна не способны толкать вследствие своей мягкости), но тяга эта не жесткая и точная, а упругая.

То, что мышечные волокна могут работать только в одну сторону, только тянуть, но не толкать, — это еще не беда. Если снова обратиться за примерами к технике, то, скажем, в автомобильных двигателях каждый из цилиндров тоже может работать только в одном из направлений: его шатун может толкать колено вала под действием взрывных газов и не может тянуть его. В машинах этот недочет покрывается тем, что в ряд ставится по меньшей мере два цилиндра: когда один толкает, в другом шатун возвращается обратно на холостом ходу. Так же организовано и обслуживание суставов нашего тела: каждое из направлений их подвижности (то, что мы уже усвоили называть «степенями свободы») обеспечено парой мышц взаимно-противоположного действия, так называемыми мышцами-антагонистами. Таковы, например, сгибатель и разгибатель локтевого сустава или сгибатели и разгибатели пальцев руки. Когда одна из этих мышц тянет кость в свою сторону, вторая пассивно растягивается, чтобы затем, в свою очередь, начать двигать сустав в обратном направлении. Осложнение состоит совсем в другом: в упругой податливости мышечной тяги.

Представим себе, например, что у автомобильного двигателя шатуны его цилиндров заменены упруго сжимаемыми телами, например спиральными пружинами. Тогда движения коленчатого вала, вместо того чтобы строго и точно следовать за движениями цилиндровых поршней, окажутся зависящими от множества разнообразных причин. Идет машина под гору — пружинный шатун легко и быстро проворачивает вал и почти не сжимается при этом; идет она, напротив, в гору — и поршень, нажимая сверху с прежней силой, совсем не может сдвинуть с места вал, так что вся его работа уходит на сплющивание упругого шатуна.

Вязкая грязь или асфальт, попутный или лобовой ветер и т. д. — все это будет передаваться через колеса коленчатому валу мотора, и этот последний будет выделывать с нижними концами шатунов все, что вздумается, в то время как их верхушки будут независимо ни от чего отбивать себе такт мотора, бегая вместе с поршнями вниз и вверх. Быть может, части наших читательниц будет ближе другой пример. Предположим, что в их швейной машине продольный вал, начинающийся от махового колеса и тянущийся в стволе машины влево до той коробки, в которой его вращение превращается в подъемы и опускания иголки, что этот ведущий вал заменен резиновой палкой. Пока сшиваемая ткань тонка и мягка, разница, быть может, и не почувствуется, но вот работница взялась сшивать два куска драпа или части плотного одеяла. Игла завязла в материи с первого же стежка и не идет ни вниз, ни вверх, в то время как рука продолжает крутить колесо, почти не ощутив этого. Но вот работающая заметила, что машина не шьет, и вынула из нее драп — и вдруг вал, закрутившийся перед этим на несколько оборотов, как заведенная пружина, начинается раскручиваться сам собою, и иголка движется вниз и вверх на пустом ходу, хотя рука и не вертит рукояти. Оставим хозяйку, проколовшую себе от неожиданности палец, смазывать его йодом и проклинать неразумное устройство своей машины, и рассмотрим один совсем уже простой опыт. Пристегнем к поясу стержень с грузом на конце, как показано на рисунке. Подвесим его свободный конец на два резиновых жгута, каждый из которых возьмем в одну руку, и попробуем таким способом проделать концом стержня те или другие точные движения: например изобразить в воздухе квадрат или написать свои инициалы. Мы тотчас же обнаружим, как это трудно, как неточны движения конца стержня и как непокорно он себя ведет. Закроем в придачу глаза, и пусть другой человек даст отзыв о том, как мы управляемся с движениями стержня без контроля зрения. Не приходится и подчеркивать, что двигательный результат получится самым плачевным, мало чем отличающимся от телодвижений больного-табетика, о котором была речь немного выше. Утешим себя тем, что зато научный результат нашего опыта оказался вполне удачным.

Как видно из сказанного и продемонстрированного на примерах, управление движениями посредством упругих тяг представляет очень большие трудности — именно потому, что при таком устройстве двигательный результат будет зависеть не только от того, как вели себя тяги, но и от множества побочных, неподвластных нам причин. Можно десять раз подряд совершенно одинаково дергать за эти тяги и при этом получить десять ни в чем не сходных между собой движений стержня. Управление подобной системой оказывается возможным только при посредстве непрерывного контроля какого-либо «органа чувств», да и то сначала требует порядочной ловкости. Мы снова возвращаемся к тому же самому принципу, который в свое время позволил природе преодолевать избыток степеней свободы подвижности и даже проявить по отношению к их количеству высокую щедрость. Это — принцип контроля над движением при помощи чувствительной сигнализации: спасительный принцип, который выручает и на этот раз.

Можно, пожалуй, сказать, что рассмотренное сейчас третье осложнение, зависящее от упругой податливости тяг, по своему существу очень близко к предыдущему. Если при одинаковых потягиваниях могут в разных случаях получаться различные движения, это значит, что двигаемый стержень не обладает вынужденным движением, т. е. имеет избыточные степени свободы. Только в данном случае придется для различения обозначить эти особые степени свободы как динамические, зависящие уже не от свойств подвижности органа, а от особенностей его силового обслуживания («динамика» — учение о силах). Разумеется, если выход из положения в принципе найден, то уже не составляет большой разницы, преодолевать ли сотню кинематических степеней свободы («кинематика» — учение о подвижности) или приплюсовать к ним еще полсотни динамических степеней свободы на придачу.

Что называется координацией движений?

Теперь пора подвести основные итоги этого очерка. Мы установили, что управление двигательным аппаратом нашего тела — действительно многосложная задача, даже в наиболее упрощенном подражании едва-едва решимая для самой мощной техники нашего времени. А поняв сущность заключающейся в ней трудности, мы можем дать и исчерпывающее определение того, что такое координация движения.

Координация и есть не что иное, как преодоление избыточных степеней свободы наших органов движения, т. е. превращение их в управляемые системы. Степени свободы, упоминаемые в этом определении, могут быть, как уже сказано, кинематические и динамические.

Нетрудно будет дать точное обозначение и тому основному принципу, который позволил природе обеспечить управляемость костно-мышечных двигательных аппаратов и которому уже в целом ряде устройств подражает по мере сил современная техника, — принципу, опирающемуся на контролирование движений посредством органов чувств. Однако нам будет удобнее сперва обратиться еще к одному примеру из техники, который подскажет нам и наилучшее название для рассматриваемого принципа. Мы имеем в виду прицельную артиллерийскую стрельбу.

Летящий пушечный снаряд принадлежит к числу тел с большим избытком степеней свободы, напоминая этим органы нашего тела. Его движение в воздухе далеко от вынужденного. На его полет влияют и колебания плотности воздуха, и ветер, и восходящие воздушные течения, и всегда возможная нестрогость в расположении его центра тяжести и т. д. Вследствие этого никакая точность предварительного расчета, никакая проработанность прицельных таблиц, основанных на опытах, не может обеспечить меткого попадания с первого же выстрела. Поэтому приходится поступать иначе.

Где-нибудь в отдалении от батареи и удобном для этого месте устраивается наблюдательный пункт, имеющий с батареей телефонную связь. Наблюдатель сообщает на батарею свои наблюдения над местом разрыва первого выпущенного снаряда, в какую сторону и насколько уклонился от намеченной цели. Командование батареи сейчас же переводит эти данные на язык того, насколько и в каком именно смысле требуется исправить наводку, и дает приказ произвести второй выстрел. За ним следует новое донесение наблюдателя (уже более благоприятное) и новое внесение поправок — то, что на языке артиллеристов называется корректировкой[13] стрельбы. После вторичной корректировки прицел обычно оказывается уточненным уже настолько, что можно переходить к огню на поражение.

Пользуясь удачным термином и применяя его для вполне сходного случая, мы называем в физиологии описанный выше принцип внесения непрерывных поправок в движение на основании донесений органов чувств принципом сенсорных коррекций. «Сенсорный» (с латинского) в точном переводе, значит «относящийся к чувствительности», «опирающийся на чувствительность». Роль артиллерийского наблюдателя-корректировщика при этом исполняется в нашем организме всевозможными органами чувств.

Из принципа сенсорных коррекций следует одна интересная вещь. Привычно и общепринято думать, что выполнение произвольного движения — полностью дело двигательных систем нашего организма: мышц — как непосредственных двигателей, двигательных нервов, передающих в мышцы приказы (импульсы) к движению от спинного и головного мозга; наконец, так называемых двигательных центров мозга, откуда исходят эти приказы-импульсы к мышцам. Оказывается, дело обстоит далеко не так, и чувствительные системы нашего тела загружаются при выполнении того или другого движения не в меньшей степени, нежели двигательные. По чувствительным нервам всевозможных специальностей: осязательным, зрительным, нервам мышечносуставной чувствительности, вестибулярным нервам уха, несущим сигналы, связанные с чувством равновесия и т. д.— текут непрерывные корректировочные потоки сигналов к мозгу, уведомляющие его, так ли течет начатое движение, как оно было спланировано, и в каком смысле требуются поправки. Каждая мышца, сокращаясь по ходу движения, раздражает этим какой-нибудь из чувствительных аппаратов, который немедленно сигнализирует об этом мозгу. Каждый залп двигательных импульсов, прибывающих из мозга в мышцу, оказывается прямой причиной нового залпа импульсов, текущих уже в обратную сторону — от чувствительного аппарата в мозг. Там этот поток чувствительных сигналов преобразуется в соответствующие коррекции к движению, т. е., в свою очередь, является причиной возникновения новых двигательных импульсов, исправленных и дополненных, снова мчащихся из мозга в нужные мышцы. Перед нами, таким образом, замкнутый кольцевой процесс — то, что в нервной физиологии называется рефлекторным кольцом. Разрыв такого кольца в любом месте приводит к полному распаду движения, как это подтверждает богатый материал заболеваний нервной системы.

Несколько кратких примеров с убедительностью покажут нам, как совершается эта сенсорная коррекция движения и к каким результатам она приводит. Возьмите перо и сделайте скорописью ряд движений по бумаге, выписывая безостановочно ряда букв шшшш — сперва с открытыми, затем с закрытыми глазами. Вы не обнаружите почти никакой разницы. Теперь сделайте такой же опыт, но с написаннием какого-нибудь слова, например «координация». Опыт снова удастся, но уже менее благополучно. Дальше напишите это же самое слово, но уже печатными буквами — опять первый раз при открытых, второй при закрытых глазах. Наконец, изобразите два кружка рядом, после чего в каждом поставьте по прямому кресту их диаметров; и это действие повторите затем при закрытых глазах. Я подобрал эту цепочку заданий так, что каждое последующее заведомо будет выходить все хуже и хуже после выключения зрительной коррекции, а последнее из заданий наверняка приведет к полному провалу, если только вы не обладаете исключительной двигательной одаренностью или не упражнялись тщательно в письме и черчении при закрытых глазах. Анализ этого простого примера в том, что первое задание исполняется нами почти полностью под контролем мышечно-суставной чувствительности, не нуждаясь в коррекции зрения, а чем дальше, тем больше оказывается необходимым зрительный контроль, выключение которого сразу разрушает всю правильность движения.

Озябшими пальцами очень трудно сделать какие-нибудь точные движения: вдеть нитку в иглу, развязать узел и т. п. Дело тут вовсе не в мышцах, так как большинство мышц, управляющих пальцами, расположено на предплечьи, ближе к локтю, т. е. спрятано глубоко в рукаве шубы. Это легко подтвердить и тем, что, например, на динамометре каждый озябшими пальцами выжмет ничуть не меньше, чем теплыми. Суть нарушения — целиком в ослаблении мышечно-суставной и осязательной чувствительности кисти и пальцев.

Каждый из нас, кто привык каждый день повязывать себе галстук, знает, как сбивает это движение смотрение в зеркало, если только мы не привыкли всегда делать это перед зеркалом. Причина заключается в том, что привычная корректировка этого движения — мышечно-суставная и вмешивание зрительного контроля, непривычного, но сильного, отвлекающего на себя внимание, расстраивает налаженный навык. Перед нами, таким образом, пример, прямо противоположный первому. Там мы имели движение, распадавшееся при выключении зрительных коррекций, здесь, наоборот, — при их включении. Есть большое количество привычных действий-навыков, которые, как мы увидим в дальнейших очерках, расстраиваются от вмешательства зрения.

Мышечно-суставное чувство и его помощники

Мышечно-суставная чувствительность является, конечно, ведущей и основной в преобладающем большинстве случаев управления движениями. Вся совокупность органов этого вида чувствительности называется в физиологии проприоцептивною системой[14]. Чувствительные окончания органов проприоцептивной системы рассеяны повсеместно в составе мышечных пучков, в сухожилиях и суставных сумках. Эти окончания (как их называют, рецепторы, т. е. «восприниматели», «приемники») сигнализируют мозгу о положениях звеньев тела, о суставных углах, о напряжениях в тех или других мышцах и т. д.

Вся эта система возглавляется органом, воспринимающим положения и движения головы в пространстве — верховным органом чувства равновесия, так называемым вестибулярным аппаратом или ушным лабиринтом, помещающимся в глубинах височной кости черепа (во «внутреннем ухе» каждой стороны). Вся сигнализация этой системы в совокупности дает мозгу исчерпывающие сведения как о положении всего тела в пространстве, так и о положениях и движениях каждой из его частей. Вполне понятно, что именно проприоцептивная система играет первую скрипку в деле сенсорных коррекций и что ее выключение (например, у описывавшихся выше больных-табетиков) ведет к наиболее тяжелы и трудно возместимым расстройствам координации движений.

Как можно убедиться из приводившихся примеров, описанная сейчас проприоцептивная чувствительная система отнюдь не единственная, несущая нагрузку управления сенсорными коррекциями. Наоборот, нет такого вида чувствительности (не исключая, может быть, даже и уединенного и безвыходного жителя рта — чувства вкуса), который не оказывался бы в тех или других случаях и типах движений нагруженным «проприоцептивной» службой. Центральная нервная система исходит только из целесообразности: если такие-то виды коррекций, наиболее подходящие по качеству для управления данным движением или его частью, имеются в числе средств и возможностей такого-то органа чувств, она немедленно мобилизует этот орган для сенсорных коррекций по этому движению. Таким образом, все виды чувствительности бывают (в различных случаях и в большей или меньшей мере) в роли проприоцепторов в широком или функциональном смысле этого слова.

Зрение — вообще главенствующий орган чувств у человека — участвует в сенсорном управлении огромным количеством движений, по преимуществу точных и метких ручных движений, рабочих операций и т. д., метательных движений, требующих прицела (метание в цель, стрельба, футбол, теннис и т. п.).

Слух мобилизуется у человека на проприоцептивную службу в меньшей мере, но вкупе с другими видами чувствительности им руководятся музыканты, забойщики, деревообделочники, механики-мотористы, сборщики-монтажники и т. п. (мы не говорим здесь, разумеется, об исполнении услышанных словесных команд). У многих животных, например у хищников — кошачьих, у зайцев, у ночных летунов (совы, летучие мыши), слух имеет первостепенное координационное значение. То же надо сказать и об обонянии многих диких животных, о чутье охотничьей собаки и т. п.

Осязание соучаствует со зрением и с проприоцептивной чувствительностью в тесном смысле в большинстве точных движений тела и его частей в пространстве в огромном большинстве трудовых операций и т. д. В неразрывном тройственном союзе, образуемом перечисленными тремя качествами чувствительности, трудно бывает отыскать начало и конец и расчленить роли их всех в коррекции сложных движений. Каждый знает, однако, как решающе важно тонкое осязание сортировщику, хирургу, скульптору, шлифовальщику, портному, наборщику и т. п. У слепых осязание с проприоцепторикой выдвигаются на самый первый план, господствуя в управлении всеми видами посильных им движений.

В следующих очерках мы покажем, как различны в зависимости от смысла двигательной задачи и от характера движения, решающего данную задачу, те сочетания видов чувствительности, которые обслуживают эти движения. В этих сочетаниях мы найдем и ключ к правильной физиологической классификации и систематизации движений. Но раньше нам нужно будет ознакомить читателя с тем, как произошли и как развивались движения в животном мире и у человека.

Этой истории движений и будет посвящен следующий очерк.

Великий конкурс жизни

Нет в природе такого явления, суть которого можно понять, не вникая в то, как оно возникло. Это происходит прежде всего потому, что все на свете представляет собою строжайшую цепь причин и следствий, а самое главное — потому, что все беспрестанно изменяется, развивается и гибнет. Каждое явление окружающего нас мира имеет свою биографию, не ознакомясь с которой мы не можем обсуждать это явление. Ведь и по отношению к людям — от наилучших до самых худших экземпляров человечества, — чтобы постигнуть творчество великого поэта, надо узнать историю его жизни; чтобы вынести справедливый приговор воришке, тоже нужно вникнуть в его жалкую биографию.

Все живет и изменяется. Сама звездная Вселенная, еще двести лет назад считавшаяся олицетворением вечности и неизменности, на самом деле насыщена жизнью и изменяется буквально на наших глазах. За короткое время существования астрономической науки мы успели быть свидетелями появления на свет новорожденных звезд-младенцев; мы знакомы с гигантскими красными звездами-юношами, растущими и наливающими ся блеском; на фотопластинках обсерваторий запечатлеваются звезды-старухи — рубиновые карлики, съеживающиеся и стынущие, как отливки в литейной, отжившие уже на свете положенные им двадцать миллиардов лет. Тем более полна изменений живая природа, и в ее изменениях нам легче уловить внутренний смысл, поскольку она ближе и родственнее нам: мы сами составляем ее часть.

Мы уже знаем благодаря трудам великих основателей современной биологии и одну из важнейших побудительных пружин этих непрестанных перемен в живой природе. Мы знаем, что ее изменения — это непрерывное развитие, движение вперед и что это развитие совершается в условиях жестокой и безжалостной борьбы за жизнь. Вся история живой природы своего рода непрекращающийся конкурс между особями, желающими жить. На этом конкурсе беспощадно отметается прочь все слабое, мало удачное, нежизнеспособное, но зато и все те, может быть чисто случайные поначалу, счастливые находки и «открытия» природы, которые укрепляют и усиливают их обладателя, побеждают на этом великом конкурсе мира и постепенно прививаются огромным количеством его обитателей. Мы увидим ниже, например, какой победоносный путь распространения проделали возникший в какой-то момент в природе принцип продолговатой формы тела, или поперечнополосатая мышца, или «пирамидная» двигательная система мозга и как обладатели этих биологических «нововведений» покоряли себе животных с устаревшими устройствами тела и становились на тот или иной срок господами животного мира. В непосредственно занимающей нас здесь области — области движений — мы сможем показать, какое значение имели некоторые из подобных «технических переворотов» для побеждающего развития того или другого класса животных и как каждое из таких усовершенствований подвигало мир животных в направлении большей двигательной приспособительности, большей слаженности, быстроты, находчивости, точности движений — короче говоря, в направлении возрастающей двигательной ловкости.

Для проникновения в историю животного мира мы имеем два основных источника. Первый из них — это те обветшалые обрывки подлинных документов о старинных формах жизни, которые мы находим при раскопках древних напластований Земли. Их так и называют — ископаемыми. Этот источник всего прямее и достовернее, но, к сожалению, многие органы давно вымерших организмов не могли пережить даже малой доли тех тысяч веков, которые отделяют их обладателей от нас. Как раз то, что наиболее интересно для нас — нежные органы мышечной и нервной системы, — относится к их числу. В том, что касается этих органов, мы были бы целиком обречены на догадки, если бы не помощь второго источника, к которому мы и обратимся.

Давно замечено, что чем выше развито животное, тем оно более изменчиво на протяжении веков. Высшие млекопитающие — один из самых молодых отрядов животных на Земле, но они успели чрезвычайно резко видоизменяться за немногие сотни тысяч лет своего существования — срок, как мы вскоре увидим, в масштабах истории земли очень небольшой. За этот срок из маленького копытного ростом с собаку, протогиппуса, сформировался наш друг и спутник — лошадь. Еще быстрее и резче изменилась собака. Сам человек всего несколько десятков тысячелетий назад — в ледниковые эпохи — очень сильно отличался от современного и объемом мозга, и формами лица и конечностей. А, с другой стороны, низшие организмы остаются почти неизменными на протяжении миллионов веков. Еще и сейчас существуют, например, некоторые виды моллюсков (каракатицы) или ракообразных, почти не отличимые от ископаемых остатков из времен ранней юности Земли. Вот эти-то факты и позволяют нам с успехом заменить историю в прямом смысле тем материалом, какой дают нам сравнительная анатомия и сравнительная физиология животных. Действительно, во всех тех случаях, когда мы можем сличить показания обоих источников, они безукоризненно сходятся между собой и подкрепляют друг друга. Итак, обратимся к тому, что обе эти сравнительные науки могут рассказать нам о происхождении и развитии движений на Земле. Этому очерку предпошлем две сводки, которые очень помогут нам приблизиться к пониманию изучаемого предмета.

Масштаб и действующие лица

Начнем с масштаба. По счету геологов, земля существует на свете около двух миллиардов лет; жизнь на Земле, начиная от самых простейших ее форм, — около половины этого времени. Обе эти цифры ничего не говорят нашему воображению. Попробуем представить дело иначе.

Чтобы получить практически выполнимое и обозримое изображение земли — географическую карту, ее чертят с уменьшением по отношению к подлинным размерам в 10, 50, 100 миллионов раз. Вычертим историю матери-Земли в масштабе 1 : 50 000 000. В этом масштабе столетие почти в точности равно одной минуте. Продолжительность человеческой жизни — 40 — 45 секунд.

Итак, прежде всего на нашем чертеже Земле 40 «лет». На ее лице немало морщин — великих горных цепей и седин белоснежной Арктики или Антарктиды. Их, может быть, больше, чем следовало бы иметь к 40 «годам», но надо признать, что жизнь выпала ей не из легких: вся история великих геологических переворотов, смены гор и морей, вулканической деятельности и т. д. хорошо подтверждает это. В пору же зачатия первых проблесков жизни мы рисуем себе Землю на нашей карте двадцатилетней женщиной — в лучшем возрасте для деторождения.

Если теперь сделать набросок последовательности развития наиболее близких к нам животных — позвоночных — в выбранном нами масштабе, то окажется, что древнейшие представители позвоночных — ископаемые рыбы — появились на Земле в середине общего срока жизни животного мира — около 10 «лет» назад.

Два-четыре «года» назад на земном шаре господствовали пресмыкающиеся — гигантские ящеры, о которых еще будет речь дальше.

Самые древние из млекопитающих возникли не более 2 — 3 «лет» назад; Земля родила их уже очень пожилой женщиной, проняньчив все самое цветущее десятилетие своей жизни одних только беспозвоночных, червей и моллюсков. Высшие млекопитающие — хищные, хоботные, высокоразвитые копытные и т. п. — существуют всего едва лишь несколько «месяцев». «Недели» две назад появились высшие обезьяны. Древнейшим представителем человека, достойным этого имени, не более «недели» от роду. Как ничтожны все эти последние сроки по сравнению с общим возрастом жизни на земле! «Вчера» или «позавчера» (150 000 — 300 000 лет назад) на Земле случилась плохая погода: похолодало, обширные равнины оковались льдом, прошла волна того, что наука называет «ледниковыми периодами». И тогда же — «день» или два назад — объявился и пещерный человек древнекаменного века, сражавшийся каменными топорами и бережно хранивший в своих пещерах случайно найденный где-либо огонь. Древнейшие из исторических документов в прямом смысле этого слова — египетские и ассирийские надписи, великие пирамиды, истоки истории китайцев — создались «час» с небольшим назад. Христианской эре — около 20 «минут», открытию Америки и возрождению наук после страшного средневекового застоя — 4 — 5 «минут». Наша мысль вникает в существо вещей и в историю 40 «лет» бытия Земли не долее этих 5 «минут». Можно ли требовать, чтобы за этот срок она могла успеть очень уж многое сделать?

Вторая сводка, на которую мы должны будем опереться, — это табличка крупных классов, на которые наука подразделяет животное царство, от древнейших и простейших до самых высших по своему развитию животных. Перечислим эти классы по порядку, с тем чтобы далее задержаться на них более обстоятельно.

1. Простейшие — одноклеточные, микроскопически малые животные.

2. Кишечнополостные (например, коралловые полипы, голотурии, губки, морские лилии).

3. Иглокожие (например, морская звезда).

Классы 2-й и 3-й — округло-симметричные, малоподвижные существа.

Из класса 2-го многие ведут полностью образ жизни растений, всю жизнь произрастая на одном месте. У класса 2-го пищеварительная полость имеет еще вид мешка, и они пользуются как для питания, так и для испражнения одним и тем же отверстием. Класс 3-й имеет уже сквозной пищеварительный канал.

4. Черви (например, дождевой червь, пиявка, ленточная глиста).

5. Мягкотелые, или моллюски (например, улитка, каракатица, устрица).

Классы 4-й и 5-й имеют продолговатую форму тела, с ротовым (головным) и хворостовым концом. Тела их обнаруживают члениковое (сегментарное) строение, особенно четко выраженное у червей. Как показывает само название мягкотелых, они лишены каких-либо скелетов, и все что есть жесткого в их теле — это только переносные домики-раковины. Медлительность их вошла в поговорку.

6. Членистоногие (насекомые, раки, пауки, сороконожки).

7. Позвоночные (рыбы, лягушки, ящерицы, птицы, звери). Два последних класса очень резко отличаются от всех предыдущих.

Они имеют суставчатые, подвижные скелеты, настоящие конечности; они способны к быстрым и сильным движениям; наконец, одни они (если не считать только еще некоторых моллюсков) могут считаться обладателями настоящей центральной нервной системы — головного мозга.

Возникновение жизни и возбудимости

Теперь, вооруженные основной классификацией и масштабом, обратимся к самой истории движений в животном царстве. Попытаемся восстановить перед глазами бесконечно удаленное прошлое, как говорят, сделать его реконструкцию, подобно тому, как археологи воссоздают в виде макетов и рисунков древние, давно сметенные с земли города или здания. Если даже в подобной реконструкции какого-нибудь старинного храма в Перу или усыпальницы в Вавилоне больше воображения, чем документальных фактов, мы готовы простить это ученому за убедительность и правдоподобие. За нашу реконструкцию мы гораздо более спокойны: она надежно покоится на фактическом материале.

Пройдем мимо тех беспредельно давних времен, когда земной шар медленно стыл, окутанный тучами и налитый до краев горячим соляным бульоном океанов. В их водах повсюду бродили всяческие молекулы и их обломки, сталкиваясь между собою, соединяясь во всевозможных комбинациях и разъединяясь вновь. Молодая земная химия как будто пробовала свои силы: раньше, пока Земля еще была раскалена, какие бы то ни были химические соединения были так же невозможны на ней, как в электрической печи.

И вот где-то, в каком-то пункте великого океана Земли, может быть, даже всего один-единственный раз за все время ее существования, столкновение обломков создало длинную цепочечную молекулу, коренным образом не похожую на все, что образовывалось до этих пор. Пусть образование подобной молекулы было так же маловероятно, как то, чтобы карты тасуемой колоды сто раз подряд расположились в правильном порядке, — времени и места для перепробования разных комбинаций было достаточно[15].

Эта удивительная молекула впервые на Земле оказалась более устойчивой, чем остальные молекулы. Она не только имела свойство ограждать себя от распада благодаря особым соотношениям и формам связи своих частей. Она обнаружила свойство содействовать образованию около себя новых молекул, во всем подобных ей самой. От одного ее присутствия другие химические обломки, содержавшие, как и она сама, углерод, кислород, водород и азот, временно соединяясь с нею, проходя сквозь ее химическое нутро, сами сцеплялись в такие же точно новые молекулы. Если бы мы жили в то время, мы, может быть, назвали бы ее «молекула-самоумножитель».

Так возникли на Земле понятия самосохранения и размножения и появилась первая живая частица. Раз случайно возникнув в водах юной Земли, она уже не могла исчезнуть.

Пройдем мимо бесчисленных веков, потраченных неопытной Землей на развитие одноклеточных или простейших животных (инфузорий, корненожек, парамеций), у которых единственная их клетка сама пробивала себе дорогу в жизнь, шевеля своими жгутиками или ложноножками и работая «за одну» в отношении и питания, и движения, и самосохранения, и размножения. Поворачиваем установочный винт нашей исторической подзорной трубы на пару миллионов столетий вперед, к многоклеточным организмам, сформировавшимся за эти 3 — 4 «года» нашего условного масштаба времени.

У организма, состоящего из многих тысяч клеток, эти клетки уже потому не могут остаться равными друг другу, что одни из них находятся в глубинах тела, а другие — на поверхности. Мы присутствуем при специализации клеток: одни, лежащие на покровах тела, приспосабливаются к несению службы раздражимости и чувствительности, другие, глубинные, — преимущественно к изменениям формы, к сократителъности, к обеспечению первобытных движений. Будем называть первые рецептивными, вторые контрактилъными элементами тела[16].

Перед нами во все еще теплых водах первобытного океана — одни только представители 2-го и 3-го классов нашей таблички (стр. 64): полурастения-полуживотные с медленными, неохотными движениями, как движения потягивающегося после сна. По-видимому, первые движения были самопроизвольными, исходившими из самых клеток-мышц: движения ни на что не нацеленные, развившиеся просто потому, что шевелившиеся особи имели лучшие шансы в борьбе за жизнь, чем совершенно неподвижные.

Каждый физиологический процесс связан с какими-нибудь химическими превращениями в клетке. Рецептивные клетки поверхности тела, приобретшие повышенную раздражимость и взявшие на себя обслуживание чувствительности, тоже выделяли из себя во время своей деятельности — во время воздействия на них внешних раздражений, толчков, тепла или холода и т. п. — какие-то химические продукты обмена веществ. Случалось так, что эти продукты, выделяясь из рецептивных клеток и блуждая вместе с общим потоком внутренностной жидкости по межтканевым щелям тела, попадали и в окрестности контрактильных, мышечных клеток. Понятно, что те особи, у которых, может быть чисто случайно, мышечные клетки оказались возбудимыми от действия проникавших в них рецептивных веществ (назовем их пока так), получили серьезное, почти решающее, биологическое преимущество перед другими. В то время, как эти последние были способны только на самопроизвольные шевеления, иногда бывшие просто ни к чему, а иногда бывшие и прямо невпопад, особи новой «марки» могли реагировать на внешние раздражения (например, поворачиваться лицом к добыче или спиной к опасности). Это новое явление на Земле — реактивность — по началу было огульным, неизбирательным, расплывчатым, как говорят в физиологии, диффузным. Мы и сейчас можем наблюдать у различных низших организмов подобную диффузную раздражимость и реактивность: пока не трогаешь его, он лежит смирно; прикоснешься — начинаются общие неупорядоченные движения тела, тем более значительные, чем сильнее было раздражение.

Так выявились первые в природе химические возбуждающие мышцу вещества — первобытные посредники между рецептивной поверхностью тела и мышцами. Эти вещества так и называются в физиологии посредниками — медиаторами по-латыни[17], и, как увидим позже, они и по сию пору у самых высших организмов, и у вас, читатель, и у меня, играют очень существенную роль в наших движениях. Каждый раз, как мы при ходьбе, выполнении гимнастических упражнений произвольно напрягаем ту или иную мышцу, у ее нервных окончаний выделяется микроскопически малая капелька вещества, которому 500 миллионов лет.

В последующих поколениях организмов начали мало-помалу обособляться каналы, специально приспособленные для доставки химических медиаторов. Однако не успели еще эти «водные пути сообщения» как следует оформиться и обеспечить хоть какую-то избирательную заадресовку медиаторов к тем или иным мышечным группам, произошло другое событие, биологическое значение которого оказалось неизмеримо большим.

Зарождение нервной системы

Каждое химическое явление имеет свой электрический «отблеск», сопровождается теми или иными колебаниями электрического потенциала. Ведь мы знаем, что само химическое сродство (например, стремление кислоты соединиться со щелочью или фосфора — с кислородом) имеет электрическую природу. В своей основе это есть общеизвестное из физики взаимное притяжение разноименных электрических зарядов. Не могли обойтись без такой электрической подкладки и явления медиаторного возбуждения. Туг и возбуждение рецептивных элементов, и действие медиатора на мышечные клетки, и само ответное сокращение этих клеток сопровождались изначала легкими, паутинными колебаниями электрического заряда, из всей нашей современной электротехники больше всего похожими по величине на колебания зарядов в антенне радиоприемника при приеме сигналов откуда-нибудь из Новой Зеландии.

И здесь, где нам впервые по ходу рассказа встречаются биоэлектрические явления, т. е. проявления электричества в жизненных процессах, введем сразу удобный масштаб для ясного представления о их действительных величинах. Только в данном случае, обратно с масштабом времени, нам придется применить сильные увеличения; недаром и в лабораториях для регистрации этих явлений пользуются мощными радиоусилителями.