Формулы о человеке

Вячеслав Демидов

Николай Александрович Бернштейн скончался 16 января 1966 года, не дожив нескольких месяцев до своего семидесятилетия.

Но смертью ничто не закончилось.

В 1984 г. в Голландии вышел на английском языке сборник научных трудов, посвященный его памяти. Каждый из пяти разделов открывался программной статьей Николая Александровича. А дальше – статьи на те же темы крупнейших ученых Соединенных Штатов, Германии, Великобритании, Франции.

В 1996 г., отмечая 100-летие дня его рождения, прошли международные научные сессии в России, США и Германии.

Ученые отдавали дань памяти человеку, который первым дал строгую формулу – дифференциальное уравнение работы мышцы.

И сделал это за десять лет до того, как аналогичное соображение о процессах управления в живом организме было высказано «отцом кибернетики», американским математиком Норбертом Винером*. В форме же нематематической Николай Александрович напечатал свою мысль за девятнадцать лет до Винера, в 1929 г. Но смог сделать это не в академическом журнале, а лишь в мало кому известном даже в СССР (что уж толковать о загранице!) и к тому же непериодическом «Сборнике трудов Государственного института для усовершенствования врачей им. В.И. Ленина в Казани»…

* Норберт Винер (1894…1964), работавший вместе с физиологом А. Розенблютом, стал всемирно знаменит после напечатанной в 1948 г. книги «Кибернетика, или Управление и связь в живом организме». В ней Винер ссылался, в частности, на работы российских академиков А.Н. Крылова, Н.Н. Боголюбова и А.Н. Колмогорова. Трудов Бернштейна он тогда еще не знал.

Уравнение Бернштейна – математическая основа важнейшей философской и практической идеи, а именно: поскольку живое существо действует целенаправленно, а не случайно, то в мозгу любого целенаправленного существа, от пчелы до человека, непременно должны находиться две модели окружающего мира.

Во-первых, модель реальности, в которой существо находится (стоит ли объяснять, что модели эти разные у каждой особи), и, во-вторых, модель потребного будущего, ради достижения которого существо и действует целенаправленно.

Как философ, эту мысль впервые высказал в 1918 г. Освальд Шпенглер в своей прогремевшей книге «Закат Европы»*. Хлесткий заголовок, придуманный издателем без согласования с автором, обеспечил ей необыкновенный успех: читали, не очень многое понимая, восторгались, ругали, и никто не оставался равнодушным.

* См.: О. Шпенглер. Закат Европы. Очерки морфологии мировой истории. М.: «Мысль». Т. 1 – 1992, Т. 2 – 1998; (Т. 1, с. 201…203, 252).

Однако вышедший в большевистской России философский сборник, посвященный разбору книги, вызвал неудержимый гнев Ленина*: авторов вместе со многими другими неугодными учеными посадили на пароход и отправили в изгнание в Европу! Надо ли удивляться тому, что в СССР цитировать Шпенглера если и можно было, то только чтобы обругать и «заклеймить»…

* Шпенглер предсказывал теоретическому социализму Маркса и Ленина весьма печальное будущее: «…практический социализм, основанный Фридрихом Вильгельмом I, <...> предшествовал Марксову и <...> победит его…» (Т. 1, с. 297). И далее: «…Социализм – вопреки иллюзиям своего переднего плана – не есть система сострадания, гуманности, мира и заботливости, а есть система воли к власти. Все прочее – самообман. Цель его исключительно империалистическая…» (с. 550).
И ведь как был прав!

Мысль Шпенглера о двух моделях мира в сознании человека была блистательна. Впрочем, для автора она выглядела самоочевидной, а для подавляющего большинства читателей – заслонена множеством новых, весьма парадоксальных политических, исторических, эстетических и других идей.

Бернштейн, вне всякого сомнения, с книгой Шпенглера был знаком (он прекрасно владел немецким и побывал в Германии как раз в то время, когда полемика вокруг «Заката Европы» была в разгаре). Ссылаться же на шпенглеровские идеи не стал, скорее всего, просто из чувства самосохранения – ибо в неуважении к предшественникам упрекнуть его никто не сможет.

И мысль германского философа, и уравнение российского физиолога значительно опередили свое время.

Модель мира – феномен информационный. Но термин «информация» был введен в научный оборот только годы спустя после выхода книги Шпенглера, да и то не учеными, а журналистами: они определили информацию как особый жанр сообщений, в которых личное мнение автора не участвует (предел абсолютно бесстрастной информации – расписание поездов или самолетов).

Дифференциальные же уравнения Бернштейна в академическом «Архиве биологических наук», журнале для физиологов, где читателей и алгебраическими-то выкладками не часто баловали, выглядели очень странно, если не сказать – дико. И заставляли только пожимать плечами, вспоминая слова одной из чеховских дам: «они хотят ученость свою показать и говорят о непонятном!..»

Дуга или кольцо?

Как появляются в мозгу модели окружающего мира?

Оказывается, они в значительной степени зрительны, ибо зрение доставляет нам примерно 90 процентов воспринимаемой мозгом информации.

Зрительные модели у нас прямо связаны с речью и мышлением. А у существ более низкого уровня, которые речью не обладают, зрительные модели мира – важнейший компонент целенаправленных действий, таких, как поиск пищи, спасение от врага, воспроизведение себе подобных и так далее. Что позволяет нам, людям, говорить о своеобразном зрительном мышлении* животных.

* См., напр.: В.Д. Глезер. Зрение и мышление. Л.: «Наука», 1985.

Впрочем, тут уже начинаются материи довольно сложные, так что подходить к ним придется издалека, отойдя минимум лет этак на триста…

…Рене, младший сын Иоахима Декарта, владельца родовых и благоприобретенных поместий в Турени и Пуату, высказывал о Боге мысли, весьма отличавшиеся от воззрений людей его круга.

Рене утверждал, что, сотворив земное бытие, Бог предоставил созданной Им природе действовать сообразно ее собственным законам. А это значит, провозглашал Декарт в своем «Рассуждении о методе», что «…зная силу и действие огня, воды, воздуха, звезд, небес и всех прочих окружающих нас тел так же отчетливо, как мы знаем различные ремесла наших мастеров, мы могли бы наравне с последними использовать и эти силы во всех свойственных им применениях и стать, таким образом, как бы господами и владетелями природы».

Господами и владетелями – никак не меньше.

Бог, утверждал Декарт, не вмешивается ни в частную жизнь людей, ни в бытие животных. Однако в миг творения Он дал людям бестелесную и бессмертную душу, – чтобы отличить этой наградой человека от «живых машин» – зверей и птиц. Бессмертная душа дана для размышлений и поисков истины. Ибо здравомыслие «есть единственная вещь, делающая нас людьми и отличающая нас от животных».

Получалось из этих рассуждений, что судьба всякой твари вовсе не предопределена Провидением, а есть результат лишь влияния внешних предметов. Потому что, учил Декарт, все движения животных и множество движений человека (но далеко не все, не все!) совершаются без какого-либо участия души. Совершаются только силою «жизненного духа», к душе не имеющего никакого отношения.

Этот дух, «как тончайший ветер, или, лучше сказать, как в высшей степени чистое и подвижное пламя, постоянно в большом количестве восходит от сердца к мозгу, а оттуда через нервы к мускулам и приводит члены в движение». И взгляните: повсюду заметны движения, вызванные чем-то внешним. Жар пламени заставляет отдернуть руку. Вид травы побуждает корову наклонить голову. Фигура охотника гонит зайца наутек*.

* Тут, правда, полезно было бы рассмотреть следующее: как корова отличает съедобную траву от несъедобной и почему она иной раз ошибается и погибает? Философ этого не сделал, однако предъявлять ему за это претензии вряд ли тактично: легко быть умным триста лет спустя…

Такие движения все до единого машинообразны, писал Декарт, они совершаются с той же неизбежностью, с какой падает на землю выпущенный из руки камень. А машинообразны они потому, что совершаются без участия воли – этого важнейшего свойства души после способности размышлять и желания найти истину.

Подобные машинообразные движения сто лет спустя, в XVIII веке, получили название рефлекторных, то есть отражающих.

Отражающих мир вокруг живого существа.

Еще через сто лет ученые попытались нарисовать физиологическую схему формирования машинообразных движений и назвали ее рефлекторной дугой.

Почему дугой? Да потому, что так выглядел на картинке путь действия «жизненного духа». Дугообразно: от глаза или иного органа чувств, через головной мозг и спинной мозг – к мышцам.

Душа человеческая представлялась Картезию (так латинизированно, по моде времени, писал Декарт свое имя) чем-то вроде зрителя. Сидит такой зритель в голове и наблюдает картины, которые рисуют органы чувств на поверхности мозга: «…когда глаз или голова поворачиваются в какую-нибудь сторону, наша душа предупреждается об этом изменении». Как? И тут нашел – весьма прозорливо, отметим! – ответ Декарт: нервы, находящиеся в мускулах, сообщают об этом в головной мозг. По-нынешнему – сигнализируют.

И еще: не пассивен этот зритель. У души есть желания – вещь, недоступная телу. И вовсе не связанная с рефлекторной дугой. Декарт так и назвал свое сочинение по этому предмету: «Страсти души» (понимая под страстями желания).

Одни желания вызывают действия – и человек, например, отправляется погулять. А другие никак не проявляются в виде действий мышц. Эти желания начинаются и оканчиваются только в душе. Они выглядят картинами – воображениями, мечтами, снами.

И вот уже почти четыре века спорят богословы, философы, физиологи, физики да и самые обыкновенные люди: «по Декарту» ли выглядит душа? и так ли, как он сказал, соотносится она с телом, мышцами, мыслями?..

В самом деле: глядит ли у нас в голове какой-то человечек (гомункулус, как именовали его в средние века) на экран «мозгового телевизора»? Вопрос может показаться глупым, но вот как по этому поводу высказался Нобелевский лауреат Френсис Крик*: «…мы несомненно питаем иллюзию существования гомункулуса <...> Вероятно, сила и прочность этой иллюзии имеют свои основания. Возможно, она отражает некоторые аспекты общего управления мозгом, но какова природа этого управления, мы еще не узнали».

* Френсис Харри Комптон Крик (1916…2004) – выдающийся специалист по молекулярной биологии, член Лондонского королевского общества (с 1959), работал в Кембриджском университете (с 1937). Вместе с Дж. Уотсоном установил в 1953 г. структуру дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) и объяснил, как происходит копирование ее молекул при делении клеток, чем заложил основы молекулярной генетики. Лауреат Нобелевской премии 1962 г.

В предпоследней главе мы чуть-чуть затронем этот вопрос, а пока вернемся к XIX веку, когда профессор хирургии Эдинбургского и Лондонского университетов Чарлз Белл* изложил схему связей между мозгом и мышцами совершенно по-новому.

* Чарлз Белл (1774…1842) родился и получил образование в Эдинбурге. Приобрел в родном городе славу отличного хирурга и переселился в 1806 г. в Лондон, где читал лекции по анатомии и хирургии. Известен многочисленными книгами по этим предметам. В 1811 г. издал сочинение «Новые представления об анатомии мозга» («Idea of a New Anatomy of the Brain»), а в 1824 – принесшее ему европейскую известность «Описание нормальной нервной системы человеческого тела» («An Exposition of the Natural System of the Nerves of the Human Body»). Его наблюдения, опубликованные в 1811 г., позволили французскому физиологу Франсуа Мажанди (1783…1855) установить «закон Белла-Мажанди: управляющие движением волокна нервов выходят из спинного мозга в составе его передних корешков, а несущие ощущения волокна находятся в задних корешках.

Он писал: «Между мозгом и мышцей существует нервный круг (выделено мной – В.Д.): один нерв передает воздействие мозга на мышцу, а другой нерв передает мозгу сведения об условиях, существующих в мышце. Если этот круг будет нарушен разрывом первого – двигательного – нерва, то исчезнет движение; если он будет нарушен разрывом другого нерва, то прекратится передача сведений об условиях в мышце и, следовательно, исчезнет регулирование их работы».

Знания, полученные анатомическим и экспериментальным путем, говорили: для работы мышц живого тела мало жесткой рефлекторной дуги, мало схемы «стимул – реакция».

Кроме рефлекторных движений, есть иные. Есть движения, которые суть тонкий ответ работы мышц на обстоятельства внешнего мира и внутреннее состояние организма. Если угодно, ответ на состояние души. На ее страсти.

Дуга или кольцо? Мир физиологов раскололся, и приверженцы той и другой гипотезы искали подтверждения своих взглядов, своей парадигмы.

Крупнейшим «рефлексологом» начала ХХ века считался Нобелевский лауреат, академик Иван Петрович Павлов, которого в Кембридже, присуждая степень почетного доктора, назвали в 1912 году «выдающимся учителем физиологии» и «основателем самой блестящей школы людей, из ныне работающих по физиологиии».

По его убеждению, условный рефлекс – это элементарное психическое явление, необходимое организму, чтобы приспосабливаться к внешнему миру (Павлов говорил: уравновешивать себя с внешней средой).

Первый этап такого уравновешивания – безусловные рефлексы. Те самые, о которых писал еще Декарт: кашель, когда в горле першит, мигание, когда в глаз попала соринка, агрессивная поза в ответ на опасность (оборонительный рефлекс) и множество других.

Но с помощью таких рефлексов, говорил Павлов, нельзя достичь равновесия с внешним миром. Нужны еще движения более высокого уровня – условные рефлексы, зависящие от условий, в которые попало существо.

Животное ведет поиск пищи, утверждал Павлов, отвечая на «условные (сигнальные) раздражители, возбуждающие движения животного по направлению к пище» (со времен Декарта ничто не изменилось…). И дальше: «Не нужно большого воображения, чтобы сразу увидеть, какое прямо неисчислимое множество условных рефлексов постоянно практикуется сложнейшей системой человека <...>.Сделаем скачок и сразу остановимся на так называемом жизненном такте как специально социальном явлении. Это – уменье создать себе благоприятное положение в обществе. Что же это, как не очень частое свойство держаться со всяким и со всеми и при всяких обстоятельствах так, чтобы отношение к нам со стороны других оставалось постоянно благоприятным; а это значит изменять свое отношение к другим лицам соответственно их характеру, настроению и обстоятельствам, т.е. реагировать на других на основании положительного или отрицательного результата прежних встреч с ними».

Итак, только условные рефлексы.

А где же мышление, воля? Павлов запрещал своим сотрудникам говорить о мышлении животных, – пусть так. Но человек? Если у него только одни рефлексы, то где же разум?

И пусть Павлов был всемирно знаменит, в начале ХХ века находились физиологи, с его позицией активно не согласные, что тогда (в отличие от коммунистических времен) никаким грехом не считалось.

Например, И.С. Бериташвили* (некоторые его работы подписаны «Беритов») первым в России стал изучать поведение животных, которым разрешал свободно разгуливать по лаборатории.

* Бериташвили Иван Соломонович (1884…1975) – основатель и руководитель грузинской физиологической школы. Окончил Петербургский университет (1910), в 1915…1919 гг. был приват-доцентом Новороссийского университета в Одессе, с 1919 г. – профессор Тбилисского университета. В 1935 г. Бериташвили назначен директором Института физиологии при Тбилисском университете, с 1951 г. – научным руководителем Института физиологии Грузинской ССР. Академик АН СССР, АМН СССР и АН Грузинской ССР, лауреат Сталинской премии 1941 г. Нападки на него устроителей Объединенной сессии 1950 г. привели к тому, что он на несколько лет был лишен возможности заниматься научной деятельностью. Основные работы Бериташвили относятся к физиологии мышечной и нервной систем, вопросам пространственной ориентации человека и животных, механизмам образной и эмоциональной памяти.

Этим Бериташвили совершенно отошел от принципов Павлова, в лаборатории которого условные рефлексы изучались в особых, весьма искусственных условиях: собака стояла привязанной к специальной раме – станку, а сама лабораторная комната строго изолировалась от внешнего шума. Павлов считал, что шум срывает опыт. Для полной изоляции, для абсолютной чистоты результатов он даже построил знаменитую «Башню молчания» с толстенными стенами и очень ею гордился.

Но когда видишь ее, невольно думаешь, что, пожалуй, действительно величие ученого измеряется тем, насколько он затормозил научный прогресс… Она хотя и выглядит парадоксальной, эта мысль, но имеет под собой серьезное основание. Идеи крупного исследователя настолько блистательны, что захватывают воображение буквально всех (кроме нескольких диссидентов), и все забывают, что любая научная работа – это не более чем модель природы, а значит, далеко не полная истина, порой лишь ее малая часть… Лишь через много десятилетий после кончины Павлова, когда наступила космическя эра и были созданы сурдокамеры – «комнаты молчания» для кандидатов в космонавты, физиологи узнали убийственную истину: изоляция от звуков внешнего мира – не помощь, а помеха!

Изоляция – необычайно мощный фактор, сам по себе способный вызвать расстройства нервной системы. Так, один опытный летчик в такой камере почувствовал головокружение, хотя камера никуда не двигалась. Другой видел среди приборов на пульте управления странные неведомые лица. Третьего охватил панический ужас, когда приборная доска – он это видел своими собственными глазами! – вдруг стала таять и капать на пол. Еще один жаловался на боль в глазах из-за расплывчатости изображния на экране, хотя на экране не было совершенно ничего…

Так вот, Бериташвили еще в начале ХХ века отказался от станков (на «башню молчания» у него, к счастью, просто денег не было) и пустил своих собак в свободный поиск пищи. В одесском Новороссийском университете были длинные коридоры со множеством аудиторных дверей. Экспериментатор открывал их все и в одну из комнат клал мясо. Собаке было достаточно один раз его найти, забегая то в ту, то в другую дверь, чтобы потом мчатся к «мясной» со всех ног, не занимаясь никчемным обследованием прочих.

Изучал, стало быть, Бериташвили не столько сами условные рефлексы, сколько поведение в связи с ними. И тут же увидел, что рефлексы угасают по-другому, чем когда их вырабатывают «по Павлову» – в неподвижности животного.

Что такое угасание? А вот что. По классической методике Павлова условный рефлекс на звонок создаается так: в момент, когда лапу собаки слегка ударяют электротоком, звонит звонок. Очень быстро собака начинает отдергивать лапу на один только звонок, не дожидаясь удара тока. Но если продолжать ее обманывать и электроток (подкрепляющий раздражитель) не применять, она перестает отдергивать лапу на звук звонка: рефлекс угас. Добавим, что выработанные «по Павлову» рефлексы не только угасают. Они нарушаются, нередко совсем пропадают после перехода животного из лабораторной в другую, непривычную обстановку.

Зато с рефлексами, созданными «по Бериташвили», ничего не происходит, пусть обстановка изменяется сколь угодно существенно. «Я в течение десяти дней пытался угасить один такой рефлекс, и мне не удалось», – писал Иван Соломонович.

И предлагал употреблять понятие условного рефлекса только к частным случаям – скажем, к отдергиванию лапы собаки.

А целостную реакцию животного называть поведением. Эта реакция, писал он, направлена, конечно, на приспособление организма к внешней среде. Но, кроме того, она направляется и на изменение внешней среды, на приспособление ее к потребностям организма, – взять хотя бы рытье норы…

Академик Павлов был специалистом по пищеварительной системе и, естественно, по слюнным железам, с которых она начинается. Именно за работы по пищеварительным железам он получил Нобелевскую премию. Он изучал условно-рефлекторное действие слюнных и прочих желез. Он исследовал условно-рефлекторное отдергивание лап собаки, стоявшей в станке, до предела ограниченной в возможности двигаться.

И затем заявил, что «…принципы нервной деятельности всюду одни, на скелетной ли мускулатуре, или на слюнной железе»* (выделено мной – В.Д.).

* Павлов И.П. Лекции по физиологии, 1912…1913. М.: Изд-во АМН СССР, 1949. с. 289.

Это было очень смелое и очень странное заявление. Но источник его понятен.

Источником был тот самый станок, в котором стояла собака. А если сказать еще точнее – источником была её, собаки, абсолютная невозможность выбора. То есть отсутствие у нее цели мышечного движения.

Слюнная железа – орган внутренней секреции. У нее нет и не может быть «свободы воли». Для ее работы не нужны никакие представления о внешнем мире. Достаточно, чтобы был получен сигнал, – и слюна потечет.

И с отдергиванием лапы в ответ на электроудар та же картина: куда деться, как еще поступить привязанной собаке? Ясно, что принципы нервной деятельности слюнной железы и скелетной мускулатуры будут при таком условии, действительно, на первый взгляд одинаковыми.

А вот принципы нервной деятельности той же слюнной железы и свободно бегающей собаки – совершенно разные. Свобода открывает широкий выбор ответов на электроудар: можно не только отдернуть лапу, но и укусить того, кто пристает, убежать от него прочь, наконец.

Животное, стоящее в станке, нисколько не нуждается в изучении внешнего мира, в создании внутреннего («мозгового») образа этого мира.

Свободная же собака для своего целенаправленного мышечного действия (каковым, заметьте, отдергивание лапы вовсе не является!), – например, для бегства, – нуждается в образе внешнего мира, иначе она уподобится бегущему неведомо куда слепцу.

Иными словами, рефлекс и поведение соотносятся как часть и целое. Это хорошо.

Плохо другое: самое полное знание о работе части не может дать понимания принципов действия целого, если только эти принципы не изучать специально, по иной методике. Учитывая психику животного.

То есть занимаясь тем, чем решительно отказывался заниматься академик Павлов, полагавший, что никакой психики у животных нет. Изучать поведение он решительно не хотел.

Ушли поэтому из его лаборатории физиологи А.А. Ющенко и Л.А. Чернавкин, первыми в мире применившие радиотелеметрию (!) для наблюдения за свободно ходящими по лаборатории животными*.

* Разработанная ими радиотелеметрическая система на лампах «микро» весила вместе с антенной и батареями всего 400 г. Она размещалась в карманах попоны, надеваемой на собаку. Созданный авторами вместе с П.П. Пахомовым датчик измерял количество вытекающей слюны с точностью до капли.

Они писали: «Чем более сложные процессы изучались лабораторией Павлова, тем все более и более трудным становилось толкование поведения животных с точки зрения изучаемых условных рефлексов. Объект менялся, усложнялся, а установки оставались старыми. Пытались искать решение вопроса в том, что мы недостаточно изолируем животное от внешних агентов, отсюда – упор на изоляцию животного от различных раздражений, прежде всего звуковых. Изоляция была доведена до совершенства, и, несмотря на это, многое продолжало не укладываться в изученные простые механизмы: замыкания, различных видов торможения, иррадиации и концентрации, раздражительного и тормозного процессов».

В 1926 г. Ющенко обнаружил существенное различие двигательных (поведенческих) и секреторных (слюнных) рефлексов: «Наша методика даст возможность сочетать точность физиологического эксперимента <...> с естественностью обстановки и возможностью целостного изучения животного в опытах биологов, зоопсихологов, бихевиористов».

Чрезвычайно прозорливо Ющенко и Чернавский отмечали, что их прибор может быть применен к изучению дыхания и иных функций не только животных, но и человека, – это продемонстрировала эра космических полетов. И такие исследователи были вынуждены порвать с Павловым!..

Поведение животного, отмечал Бериташвили, интересно тем, что оно непременно содержит в себе элемент предсказания* положительных или отрицательных возможных событий: «На основе опыта животное пойдет туда, где оно уже ело пищу. Точно так же благодаря индивидуальному опыту животное не наталкивается каждый раз на одного и того же врага. Если раз уже оно столкнулось с врагом в одном каком-нибудь месте, то на основе опыта животное будет избегать этого места».

* Сопоставление дат позволяет думать, что Бернштейн если и ознакомился со статьей Бериташвили, в которой проводилась эта идея, то лишь после отправки в редакцию «Архива биологических наук» своей статьи, где мысль об отражении действительности в мозгу и о формировании в нем модели «потребного будущего» была выражена вполне развернуто.

Впрочем, в конце жизни и сам Иван Петрович Павлов стал отходить от былой жесткой позиции, которую изложил в статье «Условный рефлекс».

В ноябре 1935 г., обсуждая поведение обезьяны, которая ставила ящики друг на друга – строила пирамиду, чтобы достать высоко подвешенный банан, он сказал: «А когда обезьяна строит свою вышку, чтобы достать плод, то это «условным рефлексом» назвать нельзя. Это есть случай образования знаний, уловления нормальной связи вещей».

Его ученикам, привыкшим со слов учителя, что животные не думают, не отреагировали на столь еретические мысли. Воцарилось неприятное молчание, хотя Павлов призывал поговорить, обсудить новые идеи.

А потом он умер, и руководящие «павловцы» старались о его странных высказываниях вспоминать поменьше…

Если же говорить об отношении Павлова к Бериташвили, то вот характерный факт. Иван Петрович как председатель Оргкомитета XV Международного физиологического конгресса в Ленинграде ничего не имел против (а не исключено, что и сам предложил) Ивана Соломоновича как одного из своих заместителей.

В наши дни стало ясно, что эти исследователи (или, если говорить шире, приверженцы рефлекторной и сторонники поведенческой модели) изучали, судя по всему, разные проводящие пути в подкорковых структурах мозга*.

* См.: Мишкин М., Эппенцеллер Т. Анатомия памяти // В мире науки, 1987, №8, с. 30…41.

Один из этих путей проходит через древнейшее подкорковое образование – стриатум, который появился задолго до коры головного мозга и отвечает за выработку простейших автоматических реакций.

Другой путь идет через миндалину и (параллельно) гиппокамп, эти более поздние подкорковые центры, связанные с памятью. Путь через миндалину – является главным при опознавании форм предметов, путь через гиппокамп – при определении их взаимного положения в пространстве.

Кроме того, миндалина связана со всеми иными областями коры, к которым приходят сигналы от внешних органов чувств. Миндалина объединяет эти сигналы, а от нее идут проводящие пути к гипоталамусу – центру эмоциональных ответов организма на воздействия внешнего мира. Связями миндалины с корой головного мозга объясняется очень прочное запоминание тех впечатлений, которые сопровождаются сильными эмоциями.

По пути предков

Николай Александрович Бернштейн родился в Москве 5 октября 1896 года и получил сначала домашнее образование, как водилось в состоятельных семьях, потом учился в знаменитой Тенишевской гимназии, где преподавателями некоторых наук были профессора Московского университета.

Закончил ее с серебряной медалью, вынес из гимназических стен латынь, английский, немецкий и французский языки. Любимым внегимназическим занятием была фотография, однако интересовался он также техническими науками и, конечно же, «изящной словесностью». Под влиянием матери успешно занимался музыкой.

А когда грянула Первая мировая война, пошел санитаром в психоневрологическое отделение одного из московских лазаретов. И поступил на медицинский факультет Московского университета.

В этом выборе несомненна роль династии.

Дед Натан Осипович (1836…1891), доктор медицины и доцент кафедры анатомии и физиологии Императорского Новороссийского университета в Одессе, был еще и практикующим врачом, с 1864 года сотрудником Одесской городской больницы. В этом городе быть евреем ровным счетом ничего не значило, и он неоднократно избирался секретарем, товарищем (т.е. заместителем) председателя и председателем Общества русских (уж так звучало официальное название) врачей. Натан Осипович был крупной фигурой в мире российских медиков: биографическую справку о нем напечатал знаменитый 92-томный Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона, только-только начавший издаваться по-русски в Петербурге.

Сын Натана Осиповича, Александр Натанович (Николаевич после отказа от иудейской веры и перехода в православие), стал в Москве известным, можно даже сказать, модным доктором-психиатром. Ученик и последователь главы московской психиатрической школы, знаменитого психиатра Сергея Сергеевича Корсакова (1854…1900), он получил место главного врача «Центрального полицейского приемного покоя для душевно-больных» и сумел избавить это учреждение от тюремного духа. Такая работа, несомненно, приучила его к осторожности и умению держать язык за зубами. (Достаточно сказать, что в 1910 году он стал одним из организаторов «Общества экспериментальной психологии» вместе с проправительственно настроенным психиатром Ф.Е. Рыбаковым – тем самым, который год спустя принял кафедру психологии и должность директора клиники Московского университета после демонстративного ухода с этих постов профессора В.П. Сербского, создателя школы русской судебной психиатрии, известного своими левыми взглядами.)

И все-таки, несмотря на косвенное отношение к полиции (а не исключено, именно поэтому), Александр Натанович был в душе настроен критически к царскому режиму. И после Октябрьского переворота, как немало других интеллигентов, принял сторону большевиков. Когда их правительство переехало из Петрограда в Москву, получил должность заместителя председателя «Главнауки» – занимался организацией деятельности научных коллективов и пропитанием ученых. В 1920 г. стал директором Московского психоневрологического института, созданного на базе Психоневрологического музея. Спустя два года Александр Натанович скоропостижно скончался, успев опубликовать важную итоговую статью «Очередные проблемы научной психиатрии» и не дожив до того времени, когда институт стал клиникой, получив к своему названию печально знаменитое дополнение «имени Сербского».

Герой же нашего рассказа, Николай Александрович Бернштейн, сын Александра Натановича-Николаевича, ни в Октябрьском перевороте, ни в связанных с ним военных действиях не участвовал. Он учился и, как мы знаем, оказывал посильную медицинскую помощь тем, кто в ней нуждался. А вскоре после переворота началась гражданская война. Студентам-медикам Московского университета 15 декабря 1919 г. досрочно вручили дипломы врачей и отправили в действующую армию. Бернштейн попал на восточный фронт, под Казань.

Когда в 1921 г. война на востоке окончилась, Александр Николаевич вернулся в Москву и устроился по специальности – врачом-психиатром. А для души зачислился вольнослушателем на математический факультет Московского университета.

Математика в его жизни сыграла очень важную, может быть, даже более существенную роль, нежели медицина. А в увлечении математикой, не исключено, тоже сказалась семейственность: его дядя Сергей Натанович (1880…1968) пошел не по врачебной стезе, а по математической. Он окончил Парижский университет, два года проработал у великого математика Давида Гильберта в Геттингене. Гильберт поставил в 1900 г. на Парижском конгрессе математиков двадцать три проблемы этой науки. Девятнадцатую проблему Сергей Натанович решил три года спустя. Она стала темой его докторской диссертации, которую он успешно защитил перед комиссией, состоящей из знаменитейших математиков того времени – Адамара, Пикара, Пуанкаре.

Он вернулся в Россию и узнал, что на его родине зарубежные дипломы не принимаются во внимание, – так что пришлось, словно студенту, в 1906 году сдавать в Петербурге магистерские экзамены. Потом защитил в Харькове две диссертации: магистерскую (1908) и докторскую (1913). Там, в Харьковском университете, и начала формироваться Бернштейновская школа теории вероятностей.

Именем С.Н. Бернштейна названо несколько теорем и понятий математики. Он был членом Парижской академии наук, а в советское время стал академиком АН СССР (1929) и АН УССР. На Первом всесоюзном съезде математиков в Харькове (1930) был избран его председателем. Академик В.И. Смирнов в 1954 г. говорил своим ученикам, что Бернштейн – самый сильный и авторитетный специалист в отделении математических наук АН СССР, что ни одно решение в этом отделении не принимается без одобрения Сергея Натановича.

Многие ученые считали и считают книгу С.Н. Бернштейна «Курс теории вероятностей» выдающимся вкладом в науку. В 1946 г. она была выпущена четвертым изданием, и случилась история, хорошо показывающая тогдашние нравы советского общества. В книге было написано, что результаты, полученные Менделем*, – яркий пример иллюстрации формул теории вероятностей. Когда в 1948 г. менделизм был в СССР объявлен «лженаукой», Сергею Натановичу предложили выпустить пятое издание курса, чтобы убрать оттуда Менделя и вообще упоминания о наследственности. Он отказался. И наверняка подумал о странностях судьбы, которая нет-нет, да и столкнет его математику с биологией, столь близкой племяннику…

* Грегор Иоганн Мендель (1822…1884) – австрийский монах, естествоиспытатель, основатель теории наследственности. Сформулировал принципы наследования признаков (законы Менделя: единообразия гибридов первого поколения, расщепления гибридов второго поколения, независимого комбинирования признаков). Все открытия Менделя подтвердились и получили объяснение в рамках хромосомно-генетической теории наследственности. Философы-коммунисты в СССР просто ненавидели Менделя, как, впрочем, и генетику, и хромосомную теорию.

Биомеханика – но не рефлексы

В Москве, на пересечении улицы Петровки и Рахмановского переулка, стоял пятиэтажный дом с полукруглым угловым фасадом, над которым высилась двухэтажная башенка с куполом. В 1921 году в него въехал ЦИТ – Центральный институт труда, организованный Алексеем Капитоновичем Гастевым*, поэтом и профессиональным революционером из партии Ленина. Человеком, который провозгласил: «Мы проводим на работе лучшую часть своей жизни».

* А.К. Гастев (1882…1941) родился в Суздале в семье учителя. После смерти отца семья крайне бедствовала. Окончил городское училище и технические курсы. Поступил в Московский учительский институт, но вскоре был исключен за организацию студенческой демонстрации. С 1901 г. большевик. В 1905…1907 гг. – руководитель боевой дружины Костромской большевистской организации, председатель Костромского совета рабочих депутатов. Потом эмигрировал во Францию, работал на заводах Парижа. В 1917…1918 гг. генеральный секретарь ЦК Всероссийского союза металлистов. В 1920 г. организовал ЦИТ. В 1924…1926 гг. заместитель председателя, затем председатель Совета по Научной организации труда (НОТ). В 1932…1936 гг. председатель Всесоюзного комитета стандартизации. Как поэт печатался с 1904 г. (сборники: «Поэзия рабочего удара» и «Пачка ордеров»). Публицистика Гастева пользовалась в 20-е годы большой известностью: «Как надо работать» (1921), «Снаряжение современной культуры» (1923) и др. Книги по научной организации труда – «Трудовые установки» (1924), «Установка производства методом ЦИТ» (1927) – интересны и сегодня.
И хотя плакат ЦИТ «Как надо работать» висел в приемной кабинета Ленина в Кремле, Гастев во время «большого террора» был арестован и погиб. Посмертно реабилитирован.

Две страсти владели его душой – борьба с царизмом как с системой и борьба против неуменья работать. ЦИТ он называл своим «последним художественным произведением».

Задачи института Гастев выражал темпераментно и поэтически: «Наша физическая жизнь внешне проявляется в движениях. Мы должны биться за создание особой пластики движений. Эта наука до сих пор была рассыпана на всем историческом протяжении человечества; у разных народов она принимала самые разнообразные формы. Теперь мы можем использовать весь богатый исторический материал, который дали нам армия, спорт, ремесло, и создать экономные нормали движений <...> Надо научиться владеть своим телом, надо ликвидировать стихийную, физическую распущенность, когда все тело не работает, а беспомощно гуляет».

Вот к этому-то человеку и пришел летом 1922 года врач-психиатр Бернштейн*. Заведующий институтом принял его в кабинете, где отсутствовал привычный для директорских кабинетов внушительный Т-образный стол, но зато находились верстаки – столярный и слесарный. Невысокий, крутолобый, с узкими, плотно сжатыми губами, Гастев глядел слегка исподлобья через стекла пенсне и производил впечатление человека решительного и отлично знающего, чего хочет.

* Кто-то может спросить, почему он не попытался получить работу, скажем, в Психологическом институте, где его отец до своей внезапной кончины был одним из руководителей секции экспериментальной и физиологической психологии? Дело в том, что начавшийся в 1921 г. коммунистический разгром Московского университета коснулся и психологической науки (а философы, заклейменные «буржуазными», так те были попросту высланы из страны). В институте началась «постановка на марксистские рельсы», и, полагаю, Николай Александрович инстинктивно почувствовал, что там ему не поздоровится…

Уже никто не скажет, о чем говорили Бернштейн и Гастев в тот день, но известны статьи Алексея Капитоновича, а в них он высказывал следующие мысли: «… первая наша задача состоит в том, чтобы заняться той великолепной машиной, которая нам так близка, – человеческим организмом. Эта машина обладает роскошью механики – автоматизмом и быстротой включения. Ее ли не изучать? В человеческом организме есть мотор, есть передачи, есть амортизаторы, есть усовершенствованные тормоза, есть тончайшие регуляторы, есть даже манометры. Все это требует изучения и использования. Должна быть особая наука биомеханика».

Очень возможно, что именно в их беседе впервые прозвучало это слово – «биомеханика»*, которого Бернштейн никогда прежде не слышал. Масштабность будущих работ увлекла его. Он согласился работать в ЦИТе. А Гастеву пришлось по душе, что новый сотрудник умеет слесарить, знает токарное дело, владеет фотоаппаратом, даже делает цветные стереоскопические снимки, неплохо разбирается в таких сложных машинах, как паровозы, и вообще, несмотря на свое образование естественника, любит и чувствует технику.

* В печати понятие «биомеханика» Гастев впервые использовал в статье «Народная выправка» в том же 1922 г. Слово привилось, его подхватили. И не только специалисты по научной организации труда, но и деятели искусств.
Великий режиссер В.Э. Мейерхольд, создатель «Театра революции», много раз говорил о биомеханике движений актера, вводил биомеханику как элемент актерского мастерства, использовал это слово в своих статьях и выступлениях. Гастев очень протестовал против подобного использования своего термина.

Н.А. Бернштейну было поручено разработать нормали движений. Попросту говоря, создать рекомендации наиболее рациональных поз и движений рабочих – рубщика зубилом, опиловщика, клепальщика. Для этого следовало прежде всего изучить сами движения в обычной рабочей обстановке.

Такими исследованиями в ЦИТе уже пытались заниматься, но без особого успеха. Применяли хронофотографию Марея*, но не умели по снимкам вычислять скорости и другие характеристики движения рук, ног и тела человека. Без знания же этих величин нет возможности вести анализ и давать рекомендации.

* Этьен-Жюль Марей (правильнее Маре) (1830…1904) – французский физиолог, член Парижской академии наук (1878), профессор Коллеж де Франс (1869). Исследовал кровообращение и физиологию движений животных и человека. Изобрел приборы для графической записи физиологических величин, для скоростного фотографирования, усовершенствовал кардиограф и регистратор пульса (сфигмограф). В хронофотографировании добился исключительных результатов: в 1895 г. снял летящую пчелу с выдержкой в 1/25 000 долю секунды!

Хронофотография была особым способом фотосъемки: на фоне черного бархатного занавеса. Перед объективом аппарата стоял вращающийся со скоростью 600 оборотов в минуту диск с прорезью – обтюратор. На снимке поэтому выходило лишь то, что «видел» фотоаппарат, когда прорезь двигалась мимо объектива и пропускала свет: позы, скажем, бегущего человека запечатлялись десять раз в секунду.

С бегущим все было хорошо, позы не слишком накладывались одна на другую. А вот трудовые движения стоящего человека снять хотя и удавалось, но на снимке царила полная неразбериха…

Как найти выход? Бернштейну удалось разыскать основательно к тому времени забытый шеститомный труд немецких исследователей Вильгельма Брауне и Отто Фишера «Ходьба человека»*.

* Braune W., Fischer O. Der Gang des Menschen. I. Teil – 1895; II. Teil – 1899; III. Teil – 1900; IV. Teil – 1901; V. Teil – 1903; VI. Teil – 1904. Abhandlungen der Königlichen Sächsischen Gesellschaft der Wissenschaften. Mathematisch-physikalische Klasse.

Они придумали интересную методику хронофотографирования: надевали на испытуемого своего рода сбрую, к которой на изоляторах были прикреплены светящиеся высоковольтные трубки Гейслера – предшественницы современных ламп дневного света. С частотой 25 герц они вспыхивали на одну миллионную (!) долю секунды, и на снимке получалось, что не человек шел, а составленная из светлых черточек схема его тела. Дальше не составляло особого труда рассчитать скорости, усилия и прочее.

Был, однако, у метода Брауне и Фишера крупный недостаток, который они сами отмечали: высоковольтные трубки. Те самые, которые только и сделали съемку возможной.

Высокое напряжение – не шутка. Изолирующую сбрую надевали на испытуемого почти четыре часа. Несмотря на все принятые меры безопасности, чувствовал он себя скованно, двигался с опаской, с оглядкой.

Но получили в таких неблагоприятнх условиях немецкие ученые ценнейшие сведения.

Повторить методику? Для тех работ, которыми Бернштейн занимался, высоковольтные трубки совсем не годились. Не говоря уж о том, что и сама возможность достать столь сложное оборудование отсутствовала. По бедности. Денег у ЦИТа хронически не хватало.

Голь, однако, на выдумки хитра. В ЦИТе работал друг и однокашник Бернштейна, Крико Христофорович Кекчеев*. Бернштейн рассказал ему о немецких работах, посетовал на высокое напряжение. Кекчеев удивился: «А зачем оно? Засвети лампочки от карманного фонарика по одной на каждом суставе – ничуть не хуже будет!»

* К.Х. Кекчеев, который и привел Бернштейна в ЦИТ, впоследствии работал в Институте психологии, а в 1947 г. стал членом-корреспондентом Академии педагогических наук СССР.

Сказано – сделано. Совет оказался не просто хорошим – гениальным. Крутился диск хронофотографической камеры, и на фотопластинке получался ряд точек. Циклограмма движения.

А как вести расчеты, и Брауне с Фишером не скрывали, да и Бернштейн своей математической головой тоже кое-что придумал.

За полтора года он получил 300 циклограмм и провел их полный математический анализ. В то время таким результатом не могла похвалиться ни одна лаборатория научной организации труда, а лабораторий НОТ в мире насчитывалось немало.

С этими циклограммами, со всей своей съемочной аппаратурой, с плакатами и диаграммами Гастев, Бернштейн и еще пять человек выехали в мае 1924 г. на Международную конференцию по НОТ, созванную в Праге.

Работы оказались настолько новыми, что вся конференция превратилась в слушание выступлений специалистов из Москвы! Гастев докладывал по-французски, Бернштейн на прекрасном немецком языке. В их докладах новостью было все: и методика циклографирования, и способы расчетов, и результаты.

Бернштейн говорил о том, что отснятые циклограммы позволяют со всей определенностью утверждать: любое движение протекает крайне закономерно. Так что, хотя тело человеческое с его руками, ногами, головой, пальцами есть многозвенная, многошарнирная система с более чем тремя сотнями степеней свободы, – движение этой системы можно описать математически, с помощью дифференциальных уравнений.

Кому-то может показаться: не ахти какая новость. Ведь логически рассуждая, придешь к выводу, что обязаны быть такие уравнения. Но логика – логикой, а уравнения надо написать, потом решать, получать ответы, полезные для практики. Ответов же не получишь, если не знаешь «граничных условий». А их без хронофотографирования никак не выяснить. Так что новость, и новость серьезная, была.

Рассмотрим руку – сложный, многозвенный комплекс. Кости связаны суставами, движение каждой кости определяется мышцами, силой и скоростью сокращений. Ясно, что у живого тела не может быть строго однообразных, подлинно машинных движений. Каждый, кто работал напильником или молотком, знает это вполне ощутимо. Знает и то, что мастерство, точность движений приходят после долгой практики.

Но что приходит? Одинаковость, близкая к работе машины?

Когда в лаборатории только начинались работы по циклограмметрии, Бернштейну казалось, что коль скоро мастер своего дела рубит зубилом, то каждый удар молотка – точная копия предыдущего. Как же иначе попасть молотком по пятке зубила?

Но циклограммы продемонстрировали иное: все части руки – плечо, предплечье, кисть – раз от разу описывают траектории, довольно сильно отличающиеся одна от другой. Человек бьет каждый раз несколько особо, а боек ложится в одно и то же место, точно по зубилу.

Отсюда вывод: если какое-то звено провоцирует искажение движения инструмента, другие звенья тут же вступают в действие и компенсируют, нейтрализуют ошибку. Неточность движения любого звена руки поэтому не сказывается роковым образом на результате.

Все эти мысли не потеряли своего значения и сегодня, спустя восемьдесят лет. По-просту говоря, стали классикой.

И все-таки, несмотря на все успехи, несмотря не полученную после поездки в Прагу международную известность, не исчезала у Бернштейна размолвка с Гастевым, приведшая к тому, что пути их совершенно разошлись.

Причиной оказались условные рефлексы.

Дело в том, что попытался Алексей Капитонович применить к трудовым движениям идеи академика Павлова, которые тот изложил в книге «Двадцатилетний опыт объективного изучения высшей нервной деятельности животных». Решил Гастев, что для трудовых движений особенно полезен «рефлекс цели», как его понимал Павлов: подсознательное стремление обладать предметом (обладание и предмет рассматривались в самом широком смысле слова). И написал директор ЦИТа, что для научной организации труда «особенно интересна самая элементарная форма этого рефлекса, которая будет выражаться как в схватывании рабочего инструмента, так и в особой любви к этому инструменту».

Бернштейн все это воспринял как несерьезность, ненаучность. Перед самой поездкой в Прагу он выступил с докладом «Трудовые тренировки и условные рефлексы» – и решительно высказался против аналогий между условным рефлексом и трудовой деятельностью, трудовой тренировкой*.

* Бернштейн однажды попытался изложить Павлову свое понимание механизма управления трудовыми движениями и, как мне рассказывали близкие к Николаю Александровичу люди, ездил с этой целью в Ленинград, откуда вернулся крайне разочарованный, ибо столкнулся с полным непониманием целей приложения математики к физиологии.

Бернштейн говорил, что сходство тут чисто поверхностное. Стороннему наблюдателю, не слишком вникающему в суть дела, кажется, будто формирование рефлекторного движения и движения трудового сходны. Он думает, будто в нервно-мышечной системе прокладывается некий путь для трудового движения, которое нужно усвоить и которое якобы базируется на условном рефлексе. Но такое мнение неверно. Всё кончается на внешнем сходстве.

У собаки можно выработать условный рефлекс только потому, что в ее нервной системе заложена природой наследственная основа – безусловный рефлекс. То есть примитивная готовность к немедленному простому действию, к отдергиванию лапы в ответ на удар током. Для запуска этого ответа, для выработки условного рефлекса требуется непременно запускающее внешнее воздействие, какой-нибудь внешний сигнал. «Жест» собачьей конечности не претерпевает изменений во время выработки рефлекса – просто животное начинает реагировать на звонок раньше, чем на боль от электрического удара. Налицо картина прокладывания «стандартного» пути в нервной системе, формирования простых нервных связей, их прочной фиксации. Поэтому экспериментатор отмечает у собаки машинообразность, застылость, отсутствие усложнения условно-рефлекторных движений, – словом, повторение пройденного.

А у человека ни прокладывания «стандартного» пути, ни его запоминания не видно. Когда рабочий или спортсмен начинает осваивать движение, он еще так неловок, что запоминать попытки было бы, по выражению Бернштейна, «мозговой бессмыслицей». У человека в наличии иное: развитие движения, его усложнение, шлифовка, уточнение. А где развитие, там каждое следующее исполнение движения отличаются в лучшую сторону от предыдущего, но не копирует его. Человек все время корректирует свои движения на основе полученных результатов.

Развитие человеческого движения – это повторение без повторений, это построение движения, а не его задалбливание. Даже если теория условных рефлексов и применима к трудовым движениям человека, то совсем не так, как в случае собаки, покорно стоящей в станке и отвечающей на условный сигнал, – подвел итог Бернштейн.

И в январе 1925 г. расстался с ЦИТом.

Он организовал лабораторию изучения движений в Государственном институте экспериментальной медицины, перевез туда всю свою аппаратуру и взялся за исследования ходьбы и бега.

Результаты этих заказанных Наркоматом путей сообщения экспериментов были необходимы инженерам, чтобы точнее рассчитывать легкие пешеходные мосты над железнодорожными путями. Испытуемые ходили, бегали, меняли темп движений. Выяснилось, что при быстрой ходьбе по ровному полу нагрузка на него не превышает удвоенного веса человека, во время бега – в 2,76 раза выше, а бег по лестнице увеличивает ее до 3,32 раза. Скорый шаг толпы – это нагрузка в 1,7…1,85 ее веса, бегущая толпа дает нагрузку двух-трехкратную…

И еще отрылись такие неожиданные вещи, что для их основательной проверки Бернштейн зимой 1926/27 г. поставил новую, значительно расширенную серию исследований. Люди ходили, неся груз в руках или в заплечным мешке, ковыляли, имитируя хромоту, семенили на цыпочках, а то брали в руки полное водой блюдце и шли, стараясь воду не расплескать. В нескольких опытах участвовали больные, страдающие расстройствами ходьбы и координации движений.

Итог был, как всегда у Бернштейна, нетривиальным: любая походка может быть описана тригонометрическим рядом Фурье.

И что еще важнее, полученный ряд этот, как говорят математики, быстро сходится. Трех его членов вполне достаточно, чтобы описать движение с ошибкой меньше 2 процентов. Значит, соответственно точно задать его траекторию.

Движения пальцев пианиста, изученные Бернштейном в ГИМНе – Государственном институте музыкальной науки в 1926 и последующих годах, показали ту же закономерность. Чем виртуознее (точнее!) играл музыкант, тем быстрее сходился ряд Фурье, описывающий полет пальцев.

Работы Бернштейна вызвали серьезный интерес за границей. Французский исследователь трудовых движений Тулуз, директор парижского Института психиатрии и психологической профилактики, пригласил Николая Александровича прочитать лекции о новом методе изучения движений. О том же попросили немецкие ученые из Дортмундского центра физиологии труда.

Осенью 1929 г. Бернштейн прибыл во Францию. Он сообщал в Москву коллегам:

1 октября 1929 г.:

«…Я боялся, что будет скучно, но публика утверждает обратное. А результаты такие: Тулуз очень доволен. Зовет приезжать еще, очень занят приложением нашего метода к психопрофилактике и хочет устроить цикло-кабинет («цикло» – здесь и дальше – циклограмметрия – В.Д.). Пьерон* вообще впервые удостоил прийти на заседание в «Институт Руссель»** – на мой доклад. Ложье*** решил обязательно делать биомеханический кабинет, и не так, чтобы только снимать, а чтобы обязательно анализировать, и уверен, что получит для этого дела штатную единицу. Ляи очень доволен шикарными словами вроде «дифференциальные уравнения» или «моменты», которых он не понимает, и эффектностью кривых. Ложье и Ляи – два завлаба в одном институте, и каждый хочет, чтобы цикло было у него и не было у другого. Фессар – молодой, но очень даровитый сотрудник Пьерона и Ляи, вечно невозмутимый, – очень оживлен и разговаривал со мной очень долго, как бы приладить одновременно с цикло регистрацию токов действия. И этот наладит, я уверен. Молодежь, т.е. Ноэль, Швайцер, Неусыпкина, стараются вовсю, чтобы из ничего соорудить первую цикло-установку и сделать хоть один снимок. Завтра утром еще пойду им помогать <...> Значит, цикло наше пробивает себе путь в Европу, и реклама для науки Советского Союза получается неплохая».

* Н. Пьерон (1881…1964) – крупный французский психолог и исследователь физиологии труда. Основал во Франции Институт психологии (1921) и Институт труда и профориентации (1928). В 1935 г. представлял свою страну на XV Международном физиологическом конгрессе в Ленинграде.
Там он и Бернштейн были сопредседателями Секции физиологии труда. Третьим сопредседателем был знаменитый английский физиолог Арчибалд Вивьен Хилл, член Лондонского королевского общества (с 1918) и его секретарь (1935…1945), лауреат Нобелевской премии по медицине и физиологии 1922 г.
Заседание секции открыл Н.А. Бернштейн докладом «Исследования по физиологии и патологии движений». Следующий доклад «Проприорецепция и ее участие в двигательном акте» сделал К.Х. Кекчеев, третий доклад «Анализ влияния центральной нервной системы на физиологические процессы при работе» – Д.И. Шатенштейн; все – сотрудники московского Всесоюзного института экспериментальной медицины, где Николай Александрович заведовал отделением физиологии движений.

** «Институт Руссель» – Психиатрическая лечебница им. Анри Русселя, где 31 октября 1929 г. в 10:30 утра состоялась лекция Н.А. Бернштейна о циклограмметрии.

*** Анри Ложье – ученик Луи Ляпика, известного французского физиолога, занимавшегося исследованиями проведения возбуждения в нервах и мышцах. Будучи специалистом по электрофизиологии, Ложъе заведовал лабораторией труда в Институте психиатрии и психологической профилактики.

Спустя две недели из Дортмунда

«Итак, Мейер у меня всю траекторию промерил. Потом я заставил его прочесть координаты. Потом пришли еще: зав[едующий] психотехнической лабораторией д-р Граф, толстенький психиатр, ученик Крепелина*, и гостящий здесь копенгагенский профессор Хансен. Вот я всю братию и засадил: скопировать прочитанные ряды координат и подсчитывать первые и вторые разности. И так весело было видеть, как все эти немецкие и датские дяди – профессора и просто сотрудники – сидели и пыхтели кругом стола <... > Старались вовсю и так были заинтересованы, что не отпускали меня до 8 ч. вечера. Мейер был изумлен, когда увидел, сколько добра содержится даже в его примитивной циклограмме. Когда получилось, что ударная скорость (молота, бьющего по наковальне – В.Д.) 13,5 м/с, что активные усилия больше, чем тяжесть, в 8…10 раз, что кинетическая энергия молота меняется за промеренную 1/5 секунды от 30 до 58 кг-метров, что это соответствует мощности в 145 кг/с, т.е. двум лошадиным силам, и т.д. – он только рот разевал. Одним словом – «эффект…»

* Эмиль Крепелин (1856…1920) – выдающийся немецкий психиатр, глава большой научной школы, разработал классификацию психических заболеваний.
О Хансене каких-либо сведений собрать не удалось.

За 90 дней командировки Бернштейн написал домой триста шестьдесят пять (все пронумерованы!) писем и открыток, отправил десятки бандеролей с книгами и каталогами лабораторного оборудования, снял множество сюжетов любительской кинокамерой «Бебе», сделал массу зарисовок с натуры, в том числе и таких сугубо инженерных подробностей (о них просил брат С.А. Бернштейн, инженер-железнодорожник), как конструкция железнодорожного путепровода или способ укладки рельсов:

«№243. Дортмунд, 3.12. <...> Статью Н.К. Верещагина* изучил и уже передал Атцлеру**. Сообщи Н. К., что взята для напечатания, ибо Атцлер проглядел и принял <...> Пусть Володя*** мне окончательно и продуманно сообщит в Берлин, скоренько, что нужно по фоточасти (не ему одному, а всей Лаборатории, для цикло и т.д.)».

* Николай Константинович Верещагин – сотрудник лаборатории Бернштейна в Институте охраны труда.

** Е. Атцлер – профессор, глава Дортмундского центра физиологии труда, в журнале которого «Arbeitsphysiologie» неоднократно публиковались статьи Бернштейна и его сотрудников.

*** Володя – Владимир (?) Лаврентьев, фотограф в лаборатории Бернштейна; впоследствии стал работать в научно-популярном кино.

«№245 Дортмунд, 3.12. <...> Утром делал съемку: выходит все гладко. Потом подработал Нютину очень интересную статью».

«№247. Дортмунд, 4.12. Сегодня утром опять делали съемку, т.е. делал ее уже сам Леманн* под моим контролем <...> После съемки пошли с фройляйн Штерн, сотрудницей Леманна, переводить мою статью по зеркальной методике, кот[орая] будет печататься в «Арбайтспсихологи». Я диктовал ей по русскому тексту, а она писала; потом она подправит стиль, и все будет хорошо. Мы успевали меньше чем за два часа 7 1/2 стр[аницы] машинки, т.е. целую треть статьи! <...>»

* Леманн – физиолог, один из старших ассистентов Атцлера, заведующий лабораторией в Дортмундском центре физиологии труда; в 30-е годы посетил Москву как гость Государственного института охраны труда, где тогда работал Бернштейн.

«№250. Дортмунд, 5.12. Днем после обеда делал чертеж к Зеркальной статье*, потом сделал с Горкиным съемку, сейчас вернулся, и вот, надо идти переодеваться, идти бриться и отправляться с визитом к Графу <...>»

* Зеркальная методика, зеркальная статья – статья Бернштейна «Новый метод зеркальной цикло-съемки и его применение к изучению рабочих движений на станках» (журн. «Гигиена, безопасность и патология труда». 1930. №5; №6).

«№279. Берлин, 14.12. <... > Закупаю для лаборатории: а) обещанные шестерни, b) для панорамной головки два больших червяка 1:100, c) для Зальцбергеровской вертушки еще червяк 1:40, d) для вечерних съемок два вечных фонарика с динамо, e) для ходьбы – панхроматических пластинок. Заказываю и камеру, кот[орая] будет иметь: пружинный ход у пленки, сматывание между двумя валиками, установочную 3-кратную лупу, приспособление для замены задней стенки «хрюшкой», счетчик метража, переменные скорости пленки от 0,5 до 6…8 см/сек, заводной или электрический мотор».

«№308. Берлин, 23.12. <... > Я готов вас исколотить, противные биофизики, это ж не дисциплина, черт знает что! Я требовал, уже бог знает когда, сообщить мне, какой у нас диаметр конденсатора в фонаре. На это никакого ответа, а Володька-паршивец заказывает мне диам[етр] 180 мм. Я понимаю, что ему хочется большой, и мне хочется, может быть, но только денег у меня нет.

Извольте моментально (с вокзала, в почтовый вагон!!!!!) сообщить, какой сейчас диаметр, – может, что и выйдет. По-моему, у нас 130…135 мм, не-пре-мен-но, а то будете сидеть без конденсатора, как старуха в «Золотой рыбке»».

…Берлин, предновогодье, – а там уже и Москва.

Больше за границу Николай Александрович не выезжал…

На каждого умного по ярлыку

В истории физиологической науки Советского Союза есть трагическая и позорная страница – Объединенная сессия Академии наук СССР и Академии медицинских наук СССР, состоявшаяся летом 1950 года. История ее подготовки, движущие пружины организаторов и исполнителей стали несколько лет спустя вполне ясны: используя имя давно уже лежавшего в гробу академика Павлова, объявить себя единственными наследниками. И захватить все руководящие должности, – а тем самым оклады, звания, персональные автомобили (крайне престижный тогда атрибут!), заграничные поездки…

Полностью в духе коммунистической доктрины, для которой нет и быть не может разнообразия мнений, экспериментальная школа Павлова объявлялась на сессии единственно верной и достойной развития. Хотя именно в эти годы исследования многих отечественных и зарубежных ученых стали с несомненностью показывать: полученные академиком и его сотрудниками результаты, представлявшиеся полвека назад передовым словом науки, уже не продвигают, а, скорее, тормозят углубленное изучение нервной системы и живого организма в целом.

Об уровне «научной дискуссии» на Объединенной сессии можно судить хотя бы по такому факту. Мало кому известный физиолог Н.И. Гращенков и философ-академик Г.Ф. Александров, большевик с 1928 г., упрекали беспартийного академика Леона Абгаровича Орбели (наиболее талантливого сотрудника Павлова*) в том, что тот в своей докторской диссертации 1908 года не отразил идей книги Ленина «Материализм и эмпириокритицизм», хотя книга вышла в свет год спустя после защиты!

* Когда в Ленинграде в 1935 г. организовывался XV Международный физиологический конгресс, Павлов сказал Орбели: «Я, конечно, заниматься организацией конгресса не смогу. Если вы согласитесь быть моим заместителем, фактически организовать конгресс и провести его, то я оставлю свое приглашение в силе. Если вы на это не согласитесь, то я напишу отказ, скажу, что передумал, что не имею возможности заняться организацией конгресса. Следующим кандидатом является какая-то другая страна, пусть там и собираются».
Орбели, понятно, согласился, не раздумывая.

А за ними по-солдатски, без затей, рубил Э.А. Асратян, входивший в круг самых правоверных «павловцев»: «Что же следует предпринять для коренного улучшения положения дел с развитием наследия Павлова? В частности, следует освободить Л.А. Орбели от всех занимаемых им должностей (шум в зале),<...>, а также продолжать дальше разгружать его по линии всякого рода комиссий, комитетов, редакций…» – читаем в стенографическом отчете.

Орбели сказал, обращаясь к председателю сессии, академику К.М. Быкову, с которым ехал в Москву из Ленинграда в одном поезде и чуть ли не в одном купе: «Даже когда речь идет о преступниках, то им дают прочесть обвинительный акт для того, чтобы они могли защищаться <... > Мы – несколько подсудимых – оказались в трудном положении, потому что нам зачитывают здесь заранее написанные выступления <...> без того, чтобы мы имели возможность проверить – до конца ли читаются те или иные выдержки, в каком контексте они сказаны…»

Раздались аплодисменты. Быков поднялся и зловеще произнес: «Эти жалкие хлопки свидетельствуют, что не все в этом зале еще отдают себе отчет в том, что здесь происходит!..»

Сразу после сессии началась чистка. Увольняли всех, объявленных «антипавловцами». По известному, хорошо отработанному советскому сценарию дальше следовало ожидать ареста, допросов, сибирских лагерей… Но публично униженных ученых почему-то оставили в покое. Скорее всего, на время. Мстительность и злопамятность коммунистов, имеющих власть, общеизвестна. Сомнительно думать, что в машине сталинских репрессий заклинило какую-то шестеренку. А вот то, что Сталину нравилось растягивать мучения своих жертв, играть с ними, словно кот с мышью, – другое дело…

«Мышью», скорее всего, суждено было стать и Николаю Александровичу.

И что с того, что в 1948 г. за книгу «О построении движений» он был награжден Государственной (тогда Сталинской) премией СССР. Это не было спасательным кругом. Уж если академику Орбели не поздоровилось, то на что мог надеяться обыкновенный член-корреспондент, да не «большой» Академии, а всего лишь Академии медицинских наук?..

Правда, имя Бернштейна на сессии почти не упоминалось. Он работал в Москве, главная же атака была направлена против Орбели и его коллег – большой группы ученых из Ленинграда. Но вместе с ними на Николая Александровича был повешен ярлык «антипавловца».

Одна из статей о его творчестве кончалась так:

«Выводы.

Исходные положения учения Н.А. Бернштейна о построении движений – механистичны и идеалистичны.

Н. А. Бернштейн проявил низкопоклонство перед зарубежными учеными.

Н. А. Бернштейн нарушил принцип партийности и историзма и обошел в своей монографии молчанием труды многих отечественных физиологов.

Н. А. Бернштейн вульгаризировал и извратил учение акад[емика] И.П. Павлова о высшей нервной деятельности.

Н. А. Бернштейн умалил значение И.П. Павлова, приписав открытие условных рефлекторных связей Мейнерту.

Замалчивание заслуг отечественных исследователей <...>, извращение учения И.П. Павлова о высшей нервной деятельности <...> характеризует антипатриотическую сущность взглядов Н.А. Бернштейна».*

* Крестовников А.Н. На порочных позициях: (По поводу книги профессора Н.А. Бернштейна «О построении движений») // Теория и практика физической культуры, 1949. Т. XII, №5, с. 343).

«Низкопоклонство» и «антипатриотичность» были синонимами понятия «антисоветская деятельность». Имя Бернштейна надолго исчезло со страниц научных журналов. Ни одна редакция не решилась бы публиковать что-либо подписанное этим автором, к тому же тезкой германского социал-демократа, которого в советской печати иначе как «антимарксистом» и «предателем дела рабочего класса» не поминали.

Бывшего заведующего лабораториями (а он занимал эти должности в ЦНИИ физической культуры, в НИИ протезирования, в Институте гигиены труда) понизили до старшего научного сотрудника и отправили в Институт нейрохирургии…

Политическая обстановка в стране стала меняться лишь после смерти Сталина в 1953 г. – очень медленно, но все-таки ощутимо. В августе 1955 года в Киеве состоялся VII Всесоюзный съезд физиологов. Его делегаты стоя, громом аплодисментов встретили Леона Абгаровича Орбели. Они забаллотировали К.М. Быкова, прежнего председателя Общества физиологов, восемьюстами бюллетенями из розданной тысячи.

Съезд принял решение, в котором о случившейся Объединенной сессии было сказано так: лучше бы ее не было вовсе.

Читать тексты, написанные учеными, нелегко. Даже полемизируя, они предпочитают выражения спокойные, скорее, пожалуй, обтекаемые, не любят резких слов и категоричности, слишком хорошо зная, к каким грустным последствиям такие выражения приводят. Резолюция съезда физиологов – не исключение. Но, право же, стоит затратить немного усилий, не особенно вникая в специальную терминологию, чтобы почувствовать масштабы урона, нанесенного науке страны за годы господства проповедников «павловского учения»:

«Общая физиология нервной системы, в частности подкорковых образований, физиология спинного мозга, вегетативной нервной системы, физиология кровообращения и дыхания, выделения, эндокринология, витаминология и другие разделы физиологии разрабатывались явно недостаточно. Столь же недостаточно разрабатывались и имеющие огромное значение вопросы физиологии человека, в частности физиология высшей нервной деятельности, вопросы эволюционной физиологии, физиология сельскохозяйственных животных, физиология труда, физического воспитания и спорта, физиологических основ физиотерапии и бальнеологии, синтеза и изучения лекарственных веществ, гормональных препаратов и витаминов, изучение химии и биохимии антибиотиков, биохимии белков, рентгенографического анализа структуры белков, биохимии микробов и др.».

Потери, понесенные наукой после нескольких лет абсолютного господства временщиков, превыше всего ставивших себя, были колоссальны. Крупнейшие исследовательские школы – Леона Абгаровича Орбели, Ивана Соломоновича Бериташвили, Лины Соломоновны Штерн, Николая Аполлинарьевича Рожанского, Николая Александровича Бернштейна и других – были лишены возможности работать, выдвигать новые идеи, воспитывать смену…

Поэтому одной из первых мер была символическая смена вывески. Вместо «Научного совета по развитию физиологического учения академика И.П. Павлова» сформировали «Координационный совет по проблемам физиологии высшей нервной деятельности».

Медленно стало выходить из-под цензурного запрета имя Николая Александровича, с 1955 года пенсионера. Сперва разрешили только инициалы – так подписывались обзоры статей иностранных авторов, которые Бернштейн делал для «Реферативного журнала». Это ли работа для исследователя? Но чувство юмора его не покидало: «Удивительно! – говаривал он. – Целый день читаешь интересные книги, и за это еще платят деньги!»

Перемены ускорились после 1956 г., после знаменитого секретного доклада Н.С. Хрущева о преступлениях Сталина.

С конца 50-х годов одна за другой появляются статьи Бернштейна по проблемным вопросам физиологии движений, высшей нервной деятельности, биокибернетики. Философские обобщения достижений этих дисциплин и анализ неудач.

Но чем же все-таки он десяток лет назад так насолил «павловцам», что они его, как говорится, на дух не переносили?

Формулы говорят: Белл прав

Статья Н.А. Бернштейна «Проблема взаимоотношений координации и локализации», опубликованная в первом номере «Архива биологических наук» за 1935 г., была на фоне печатавшихся там статей явлением исключительным: она начиналась с формулы высшей математики и вся была насыщена формулами.

Сейчас это кажется невероятным, но она не вызвала никакой реакции в научных кругах. Откликов не появилось ни в СССР, ни за границей, хотя Бернштейн пользовался, как мы знаем, достаточной известностью, а уж про журнал и говорить нечего (его главным редактором был Павлов).

Для наглядности Николай Александрович резко упростил задачу – рассмотрел одно-единственное звено: плечевую кость с плечевым суставом и бицепсом, причем не абстрактно, а в существующем на Земле поле тяготения. И принял, что движется такой рычаг в вертикальной плоскости, т.е. с одной степенью свободы (каждая дополнительная плоскость движения есть новая степень свободы и увеличивает степень уравнения на 2 единицы, – а тело наше имеет, как мы знаем, более 300 степеней свободы…)

Дифференциальное уравнение второй степени, написанное Бернштейном, отображало движение плечевой кости под влиянием усилия мышцы:

I (d2a/dt2) = F (E, a, da/dt) + mG(a),

(1)

где I – момент инерции кости, G – момент, вызываемой силой тяготения, E – возбуждение мышцы, F – момент, вызываемый усилием мышцы, a – угол отклонения кости от начального положения, m – масса кости.

Решение этого уравнения может быть самым различным. Соответственно таким начальным условиям, как угол отклонения и угловая скорость движения плечевой кости, а также степень мышечного возбуждения (которое, кстати, есть величина переменная).

Каковы же возможные варианты?

Первый случай – возбуждение E зависит только от угла α и скорости da/dt. В этой ситуации решения (частные интегралы) определяются лишь начальными условиями.

Это значит, что полностью снимается влияние нервной системы, – и исследователь видит картину нервного паралича:

I (d2a/dt2) = F [(E, a, da/dt), a, da/dt] + mG(a),

(2)

Второй случай – возбуждение E зависит только от импульсов, поступающих из центральной нервной системы, однако ни угловое положение звена, ни его скорость не учитываются. При таком положении вещей отсутствует конкретное решение уравнения: один и тот же сигнал, посланный центральной нервной системой, способен вызвать совершенно различные результаты, зависящие от игры внешних сил. Снова патологический вариант:

I (d2a/dt2) = F [(E(t), a, da/dt] + mG(a),

(3)

Налицо, таким образом, классическая картина прекращения передачи сигналов от проприорецепторов* – синдром проприоцептивной атаксии.

* Проприорецепторы – чувствительные окончания нервов, несущие информацию о положении суставов и мышц, а также напряжении мышц, их тонусе (который зависит от приходящих по нервам управляющих сигналов и воздействия внешних сил).

Наконец, третий случай – нормальное физиологическое состояние, когда степень возбуждения E мышцы является функцией угла и угловой скорости da/dt. Это, пишет Бернштейн, «очень хорошо знакомый физиологу проприоцептивный рефлекс»:

I (d2a/dt2) = F [(E(t, a, da/dt), a, da/dt] + mG(a),

(4)

Из анализа уравнений Бернштейн сделал фундаментальный вывод: «в тот момент, когда движение началось, в центральной нервной системе имеется в наличности уже вся совокупность энграмм (записей – В.Д.), необходимых для доведения этого движения до конца».

То есть в центральной нервной системе заранее присутствует, заранее создан проект движения.

А второй, не менее важный вывод был следующим. Чтобы выполнить этот проект, чтобы он стал реальностью, команды управления всеми элементами конечностей обязаны передаваться одновременно, то есть параллельно. Иначе не удастся обеспечить плавность, целостность, неразрывность движения многозвенной системы «рука» или «нога», тем более – всего организма в целом.

Нужна, стало быть, цель!

Классическая рефлекторная теория оставляла для исследователя только вопросы «Как?» и «Почему?».

Бернштейн восстановил на новом уровне древний вопрос «Для чего?». Вопрос, открывший необходимость исследования целенаправленности поведения.

Наконец, Николай Александрович ввел понятие моторного поля – по аналогии с полем зрительным.

В зрительном поле имеется верх и низ, правое и левое, далекое и близкое. Оценкой положений предметов и расстояний до них занимается зрительный аппарат без всякого участия мышц.

А в моторном поле человек и с закрытыми глазами ощущает положение суставов своего скелета, напряженность мышц, чувствует свои движения, планирует их и выполняет. При этом, подчеркивал Бернштейн, человек опирается на топологию*, а не на метрику. Вот разгадка того, почему одно и то же ритмическое движение, повторенное множество раз, никогда не совпадает точно по своим траекториям, – но демонстрирует удивительное постоянство конечной, целевой точки: для топологического построения движения важны лишь начальный и конечный пункты, промежуточные же, определяющие траекторию, значат гораздо меньше.

* Топология (от греч. топос – место) – раздел математики, изучающий такие фигуры, которые не изменяются, если их деформировать без разрывов и склеиваний. Анализируются размерность, число линий, ограничивающих фигуру или ее область, и т.д. Для топологии одинаковы эллипс, круг и квадрат, потому что эти линии можно преобразовать одну в другую без разрывов и склеиваний. Безразличны и размеры фигур, т.е. их метрика.

Для топологии безразличны масштаб движения и то положение тела, в котором движение необходимо выполнить,- скажем, нарисовать круг заданного размера на столе, на классной доске, носком ботинка или тростью на песке и т.д. Важна конечная цель, она-то определит конкретную «мышечную формулу», которая будет использована для рисунка.

А отсюда поистине замечательный финал, так и не оцененный тогда по достоинству современниками:

«Иными словами, есть немалые основания полагать, что в верховном моторном (т.е. управляющем движениями) центре мозга (очень возможно, что это есть кора полушарий) <...> отображено не что иное, как какая-то проекция самого внешнего пространства в том виде, в каком оно моторно* дано субъекту».

* Соответственно движениям конечностей и всего тела.

Чтобы избежать кривотолков и роковых в те времена обвинений в «механицизме», Бернштейн специально оговаривает: «…не следует надеяться увидеть в головном мозгу что-либо вроде фотографического снимка пространства, хотя бы и очень деформированного».

Представление о внешнем пространстве, его нейрофизиологическая модель в мозгу присуще живому существу, коль скоро оно осуществляет целенаправленные движения. Причем модель эта в общем не осознаваема: это может проверить каждый, закрыв глаза и стараясь пальцем руки коснуться своего носа или уха. Благодаря мозговому отображению внешнего пространства работает «вслепую» машинистка, а пилот самолета переключает, не глядя, всевозможные тумблеры, разбросанные по всей кабине.

Повторим: для целенаправленности поведения (которую, кстати, не следует путать с разумностью) организм опирается на существующую в мозгу нейрофизиологическую модель внешнего мира. Модель эта возникает не «сама по себе», а как результат информации от органов чувств, включая проприорецепторы, и деятельности организма.

Ну а что же такое координация движений? Принцип координации Николай Александрович раскрывал в статье следующим образом.

Физиологи до сей поры (в этих словах каждый, умеющий читать между строк, видел: камень летит в огород условно-рефлекторной павловской школы) представляют себе сущность управления движениями так, как если бы любая конечность всегда точно и однозначно выполняла приказы мозга. Если встать на эту точку зрения и поверить в то, что мозг посылает правильный управляющий сигнал, а сигнал этот заставляет конечность выполнять правильные движения, – нет смысла ставить вопрос, откуда берется сама эта правильность.

Он и не ставился.

Однако дифференциальное уравнение движения конечности (тем более, крайне сложное уравнение движения всего тела) показывает: один и тот же результат можно получить с помощью совершенно разных команд управления. Каждому понятно, что многозвенная система вообще, а тем более находящаяся в поле тяготения, должна перемещаться строго скоординировано, поскольку «двигательная периферия (конечности и все мышцы тела – В.Д.) не имеет <...> жесткой, механистической связи с центром».

Николай Александрович парадоксально заостряет мысль: «…двигательный эффект центрального импульса не может быть предрешен в центре, а решается целиком на периферии», – это следует из самой структуры проводящих путей от мозга к мышцам и от мышц к мозгу. Иными словами, даже при наличии нейрофизиологической модели движения, мозг обязан учитывать проприорецепцию – поток нервных импульсов, который «держит мозговой центр в курсе текущего механического и физиологического состояния двигательного аппарата». А «учитывать» означает, что нужно корректировать движение – эта функция организма начисто отсутствует у «рефлексионистов».

Точное управление движением состоится лишь тогда, когда мозг будет гибко реагировать на приходящие от проприорецепторов сигналы, «приспособляя посылаемые импульсы к тому, что в реальной ситуации имеет место на периферии».

Это кардинально расходилось с главными положениями «учения академика Павлова».

Восемью годами позже Бернштейн дает классически четкую формулировку принципа и задач координации: «Координация есть преодоление избыточных степеней свободы движущегося органа, иными словами, превращение последнего в управляемую систему».

Математическое описание движения конечности ясно указало, что Чарлз Белл был прав, что рефлекторной дуги нет, а есть кольцо. В кольце же все части, грубо говоря, равны.

Отсюда следовало, что не только внешние обстоятельства способны привести организм в движение, но и внутренние – сигналы мозга, выработанные «сами по себе» (хотя, понятно, в любом случае так или иначе связанные с внешней действительностью).

Так на уровне формул нашла подтверждение и идея И.М. Сеченова относительно мысли как «рефлексе с усеченным концом»: живое существо не только приспосабливается к внешнему миру (без такого приспособления невозможна жизнедеятельность, это ясно), но и активно, в меру своей нервной организации, подчиняет мир себе.

Вот почему Бернштейн приходит к выводу (по-видимому, в середине 40-х годов), что на место физиологии рефлексов, физиологии уравновешивания с окружающей действительностью необходимо выдвинуть физиологию активности, деятельного освоения мира.

В статье «Назревшие проблемы регуляции двигательных актов» он писал: «В каждом двигательном акте, связанном с преодолеванием внешних неподвластных и изменчивых сил, организм беспрестанно сталкивается с такими нерегулярными и чаще всего непредвиденными осложнениями, сбивающими движение с намеченной программой дороги, которые невозможно или крайне нецелесообразно осиливать коррекционными импульсами, направленными на восстановление во что бы то ни стало прежнего плана движения. В этих случаях рецепторная информация действует как побудитель к приспособительной перестройке самой программы «на ходу», начиная от небольших, чисто технического значения переводов стрелок движения на иную, рядом пролегающую трассу, и кончая качественными реорганизациями программы…»

В переводе с научного языка на общежитейский это значит, что «управляющий центр» мозга непрерывно подстраивает программу движения к реальности. Отвечает все новыми и новыми сигналами коррекции на то, что непредсказуемо происходит снаружи. И, более того, забегает чуть-чуть вперед, предусматривает вероятные изменения ситуации.

С этажа на этаж

Активность – а не вялое приспособление.

Это существеннейшее отличие концепции Н.А. Бернштейна от, например, взглядов известного советского физиолога П.К. Анохина, который мыслил свою «функциональную систему» как исключительно приспособительную и неоднократно указывал:

«…сложилась функциональная система, обеспечивающая ту или иную форму приспособления животного к внешнему миру»; функциональная система «представляет собой совокупность структур и процессов, обьединенных какой-либо четко очерченной приспособительной деятельностью организма».

Сейчас предельно ясно: Бернштейн и Анохин говорили о разных системах живого организма, и было бы неверным отождествлять их взгляды, как это порою пытались делать, да иногда пытаются и сейчас.

Как же идет активное освоение внешнего мира? Основываясь на концепции внутренней модели потребного будущего (отнюдь не «фотографической»!) и топологическом отражении мира (также не напоминающего в мозгу фотоснимок), Николай Александрович утверждает: «Упражнение и тренировка отнюдь не сводятся к задалбливанию чего-то на основе бесчисленных повторений <...> Упражнение есть не повторение движения, а его построение. Разница между тем и другим в том, что правильно проводимое упражнение повторяет раз за разом не средство, используемое для решения двигательной задачи, а повторяет процесс решения этой задачи, раз от разу улучшая и меняя средства».

Некоторые критики взглядов Н.А. Бернштейна пытались приписать ему мысль, будто «движения человека формируются из представления, первично строятся в сознании независимо от внешней среды», – то есть, если отбросить словесную шелуху, Бернштейн, мол, вместо «материализма» ставит во главу угла «идеализм». Подобные обвинения были в те времена крайне опасными, но у него не было возможности возразить публично, сказать, что движениями управляет вовсе не бесплотное «будущее», а его, будущего, модельное, математическое отображение, то есть будущее, «переработанное через оператор» (некую математическую функцию – В.Д.). Что целесообразность движения означает направленность на преобразование математической модели мира, существующей в нейронном пространстве.

Примечательно, что уже в конце 1960 г. в записных книжках Николая Александровича появляется запись, из которой явствует, что он трактует активность как деятельность, направленную на «перераспределение вероятностей». Это значит, что организм старается вести себя так, чтобы вероятность событий случайных и не зависящих от живого существа (событий малополезных и вредных), снижалась, а вероятность событий полезных увеличивалась. Само же снижение «неприятностей» Бернштейн назвал негэнтропией активности.

Что же касается моделирования, в том числе и моделирования внешнего мира в мозгу живого существа, то Николай Александрович заносит в записную книжку «для памяти» такую мысль: любая модель строится не на поэлементном соответствии, пусть даже оно будет и чрезвычайно многомерным, а на отображении существенных закономерностей, отношений, связей. Так что в итоге внутренний образ – модель – мира, имеющийся в сознании, видоизменяется и дополняется.

Овладевая навыками мышечных движений, центральная нервная система все более и более освобождает свой ведущий уровень, т.е. кору больших полушарий, от рутинной деятельности, – эта замечательная мысль также принадлежит Н.А. Бернштейну.

В работе «К вопросу о природе и динамике координационной функции» (1945) он впервые описал схему многоуровневого управления движением. А год спустя кристально ясно изложил ее в главе XVII («Координация движений») книги «Физиология человека». Он показал, что именно подкорковым структурам поручено природою обеспечение слаженной работы мышц, целесообразного расположения звеньев конечностей, тела и головы. Поэтому все эти управляющие (и, естественно, проприорецептивные, информационные) сигналы постепенно уходят из сферы сознания и никогда уже больше не возвращаются туда до тех пор, пока мы специально не обратим внимания на характер и результат своих движений.

Это очень хорошо видно на примере ходьбы. По привычной асфальтовой дорожке мы идем, совершенно отключившись от процесса передвигания ног, но стоит только попытаться зашагать по шпалам железнодорожного полотна, расстояние между которыми существенно меньше обычного шага, как мы тут же ощутим, сколь трудна стала задача. Потому что теперь управление движениями и их координация ведется не на уровне подкорки, не по сигналам проприорецепторов и аппарата равновесия, – а с помощью коры больших полушарий: по сигналам зрительного аппарата.

Вот как по мысли Н.А. Бернштейна (и некоторым современным данным, уточняющим первоначальные его представления) протекает координация движений у человека.

Низший уровень подкорковых структур (он называется руброспинальным, или мезэнцефалоспинальным) включает часть спинного мозга, а также нижние отделы мозжечка и все расположенные там нейронные комплексы – ядра. Это система самых древних, палеокинетических регуляций движений. Она есть у всех сколько-нибудь высокоорганизованных животных. Она обеспечивает телу нужную в данной ситуации позу, определяет тонус мышц, их готовность принять команду – и точно ее выполнить. Поза благодаря палеокинетической системе сохраняется совершенно автоматически, а если чуть-чуть и отклоняется от нормы, то тут же совершенно автоматически восстанавливается. Без всякого участия сознания.

Система эта, кроме того, управляет бессознательными непроизвольными движениями. Когда мы вздрагиваем от резкого звука или внезапного света, дрожим от холода, страха, волнения, – это результат действия системы палеокинетических регуляций.

Второй уровень управления (таламо-паллиодарный) занят синергиями, то есть движениями-штампами. Эта задача отдана подкорковой структуре «зрительные бугры».

Здесь объединяются сигналы различных проприорецепторов, а также восприятия тактильной (кожно-ощущающей) и болевой информации. Сформированные на основе этих сигналов двигательные команды (их вырабатывает нейронная область «бледные тела») идут через «красные ядра» известного нам низшего, руброспинального уровня и поступают в спинной мозг.

Вот теперь уже складно (синергически) вовлекаются в потребное движение многие десятки мышц, координируются их сокращения и расслабления с точностью до тысячных долей секунды. Вот посмотрите: дама в партере обмахивает себя веером; в оркестровой яме скрипач и виолончелист создают колеблющейся левой рукой музыкальный эффект вибрато; и ах, как удивительно дрожат плечи цыганки, танцующей на сцене! Ученый скажет, что это ритмичные произвольные движения. Они – следствие активности синергической регулирующей системы. Кроме того, она управляет ходьбой, бегом, плавательными движениями и множеством подобных «автоматизмов». И гримасы радости, неудовольствия и прочих эмоций – тоже ее дело.

Третий уровень управления называется «уровень координации предметного действия». Здесь создаются последовательности движений, необходимых для выполнения сложных, целостных двигательных задач: столяра, шаркающего рубанком; электросварщика, прокладывающего шов в потоке искр; дирижера симфонического оркестра, подающего палочкой команды музыкантам, и так далее.

Достичь профессионализма таких движений, добиться, чтобы мозг вырабатывал нужные команды, весьма непросто. На это уходят недели, месяцы и годы упражнений, во время которых объединяется информация от всех органов чувств. Очень сложной этой работой заведует в подкорке «полосатое тело». Кроме того, в выработке трудовых и спортивных движений участвует гигантопирамидная зона коры больших полушарий: она тоже ответственна за произвольные действия.

Движения, проектируемые на более высоких уровнях управления, теменно-премоторном и смысловом, связаны как с моторным полем человека, так и со внешним миром – с его, мира, моделью в нашем сознании.

Проект движения исходит из того, что окружающее пространство неподвижно, а человек находится в нем (и вовсе не мир крутится вокруг «я», как думают совсем маленькие дети и не очень умные взрослые). Но такое отношение между личностью и окружением вырабатывается не сразу. На это тоже требуются годы, когда, как заметил Николай Александрович, «…человек <...> преодолевает для себя эгоцентрическую, птолемеевскую систему мировосприятия, заменяя ее коперниковской».

Ну вот мы и поднялись на такой уровень управления и восприятия, в котором человек оперирует не только в моторном поле своего тела, но и в геометрическом зрительном поле внешнего пространства.

Человек осознаёт, что внешний мир обладает определенной метрикой, и постепенно овладевает способностью оценивать расстояния, формы, размеры: этим заняты зрительные области коры. А система управления, оценивая зрительные сигналы, позволяет телу метко швырять мячи и камни, точно дозировать движения, видоизменять их, приспосабливать к конкретным условиям, обучаться и создавать новые навыки.

Поэтому, согласно Бернштейну, «тренировку двигательного навыка нельзя свести к затверживанию какой-то готовой двигательной формулы». Этот вывод перекликается некоторым образом со словами А.К. Гастева: «…рубка зубилом только по недоразумению может называться физическим трудом, так же как по недоразумению в науке еще может держаться это жалкое разделение на физический и умственный труд».

Действительно, образование навыка заключается в существенной перестройке мозговых нейронных структур. Необходимость такой перестройки Николай Александрович объяснял следующим образом.

Глубоко ошибся бы тот, кто посчитал, что нервная система напоминает слабочувствительную фотографическую пластинку, для которой требуются громадные выдержки, чтобы, наконец, возникло ясное изображение. То, что ученик слесаря или начинающий спортсмен тратят много времени на пробные, часто ошибочные действия и позы, – эта трата времени не есть «пробивание верного условно-рефлекторного пути» сквозь хаос неверных рефлексов.

Нет, дело совсем не в этом.

А в том, что ученик мало-помалу формирует (так и хочется сказать «в сознании», – но тут, как мы знаем, огромную роль играют именно подкорковые структуры, к сознанию-то как раз и не имеющие почти отношения!) в своем мозгу образ результата: формирует внутреннюю, нейрофизиологическую модель потребного будущего.

Мастера-наставники и тренеры часто упускают из вида «мелочь»: необходимость возбудить у ученика такой образ – образ ясный и точный. Между тем «…ведущей и постоянной стороной вырабатываемого навыка является решаемая им (учащимся – В.Д.) задача, а не способы ее решения, представляющие собой, в сущности, тоже не более как вспомогательные технические фоны», – писал Бернштейн.

Поэтому, заключал он, при работе над движением все внимание должно быть обращено на результат двигательной задачи, а не на движения, с помощью которых этот результат достигается. Движения сформируются и закрепятся сами собой.

Несколько позже Н.А. Бернштейн обратил внимание на интересную особенность формирования условных рефлексов. Общеизвестно, что врожденный безусловный рефлекс очень легко активизировать и сделать условным с помощью любого запускающего сигнала: звука, света, картинки, укола и так далее. Но вот добиться, чтобы вместо одного безусловного рефлекса активизировался другой, – это оказалось невозможным. Все попытки добиться этого были прекращены Павловым и его сотрудниками примерно в 1900 г., и больше не возобновлялись.

Из всего этого Бернштейн делал фундаментальный вывод: трудовой или спортивный навык нельзя сформировать с помощью данных от природы безусловных рефлексов – нельзя превратить безусловное в условное.

Навык формируется в две стадии.

Сначала ищется оптимальная двигательная программа (отсюда – длительность этого периода!). Учащийся бессознательно корректирует свои попытки с помощью зрения и чувства равновесия – управляет своим телом в реальном зрительном пространстве. Ясно, что для этого он использует нейронные сети коры больших полушарий. Кора берет на себя несвойственные ей, вообще говоря, функции. Из-за этого управление положением тела, учет механических взаимодействий его частей (скорости, моменты, реакции) протекает крайне нерационально.

Движения робки, неуклюжи, смешны, мы быстро утомляемся, злимся, приходим в отчаянье от своей неспособности…

Но вот постепенно включаются подкорковые структуры с их синергическими коррекциями, которым, отмечал Бернштейн, «в коре нет никаких адекватных механизмов, даже суррогатов». Говоря по-другому, человек начинает «привыкать».

И когда все ощущения и корректирующие сигналы уйдут с уровня коры в подкорку, станут бессознательными, внезапно случается нечто волшебное: возникает радостное ощущение необыкновенной легкости, освобождения, почти невесомости, – и непослушный секунду назад велосипед вдруг отвечает любому твоему желанию! Это чувство освобождения невозможно осознать на рациональном уровне в виде какого-то самоотчета о внутренних мозговых сигналах (Бернштейн приводил пример некого пианиста, вздумавшего «проникнуть вглубь себя» и мысленно рассмотреть, как он исполняет музыку: итог был печален, он полностью потерял способность играть).

Забыть же полученный навык невозможно: пять лет не садился на велосипед, – но вот ощутил под ногами педали, взялся за руль, и уже через минуту-другую катишь, будто не было тех пяти лет…

С этим видом памяти связано еще и такое обстоятельство: нельзя научиться ездить на велосипеде, плавать или играть на фортепьяно «вприглядку». Мозгу, помимо всего прочего, требуется бессознательно принять сигналы проприорецепторов, сформировать подкорковую, неосознаваемую логикой, модель мира и ощутить ее отношения с моторным полем тела. Оттого-то любые тренировки «понарошку», такие, как игра начинающего музыканта на нарисованной клавиатуре или изучение конькобежных движений на полу, а не на льду, бессмысленны. Выработанный таким способом навык тут же расстраивается, едва человек перейдет в реальную обстановку, столкнется с истинным миром, к деятельности в которым готовился, – эта мысль Николая Александровича была понята только много десятилетий спустя, когда стали конструировать человеко-машинные ракетные и космические комплексы…

Идеи, касавшиеся построения движений человека, Бернштейну удалось реализовать, когда он работал в Московском научно-исследовательском институте протезирования сначала консультантом, потом (с ноября 1943 г.) заведующим лабораторией физиологии и патологии движений. Он пришел туда сразу, как только вернулся в Москву из эвакуации. Шла война, в госпиталях лежали десятки тысяч безруких и безногих…

Николай Александрович придумал такую конструкцию протеза правой руки, что взятая ложка двигалась, как будто ее держала живая рука (а это весьма сложная траектория). Он предложил новый механизм коленного шарнира, и инвалиду стало значительно легче ходить на таком протезе.

Циклографирование позволяло точно оценивать достоинства и слабые места разработок: восстанавливается ли ритмичность и симметрия походки? легче ли ходить – то есть уменьшились ли затраты энергии? Эти и другие критерии были объективны, потому что их определяли циклосъемка и цифровое выражение результатов.

Но, пожалуй, более существенным, чем эти конкретные разработки, было общее влияние Николая Александровича. Он содействовал росту научного уровня экспериментов и конструкторских разработок буквально на всех этапах создания протезов. Его лаборатория стала тем центром, в котором выверялись новые предложения.

«Биомеханические идеи Бернштейна давали ясные направления поисков: что именно от протеза конечности следует требовать, – говорил мне Виктор Семенович Гурфинкель*, после изгнания учителя из института продолживший его дело. – И не в плане «похожести» на утраченный орган, а в плане функционального соответствия самому главному параметру – распределению масс сегментов как по всей системе «стопа – голень – бедро» (для протезов рук это гораздо менее критично), так и в пределах одного сегмента. До прихода Николая Александровича конструкторы руководствовались всевозможными эмпирическими правилами – он же поставил дело на строго научную основу. Его оригинальная, управляемая электроникой конструкция протезов для людей, лишившихся обеих ног, только сейчас приобрела черты реальности, – а предложил Николай Александрович ее в 1948 году, когда это была поистине необыкновенно передовая идея. И вот что еще надо подчеркнуть: хотя Николай Александрович прекрасно ориентировался в нейрофизиологии, физиологии нервно-мышечной системы, биомеханике и имел богатую практику клинических наблюдений, он всегда в своей работе опирался на коллектив профессионалов по каждой дисциплине».

* Виктор Семенович Гурфинкель (род. 1922 г.) – профессор, доктор медицинских наук, заведующий лабораторией Института проблем передачи информации АН СССР. Кандидатскую и докторскую диссертации подготовил под руководством Н.А. Бернштейна. Был сотрудником лаборатории физиологии и патологии движений Московского научно-исследовательского института протезирования, которой фактически с января 1943 по март 1949 г. руководил Н.А. Бернштейн. Участвовал в разработке протеза с биоэлектрическим управлением (предплечье-кисть), за создание которого коллектив авторов был удостоен Государственной премии СССР.

Среди них Гурфинкель особо отметил Ольгу Альфредовну Зальцгебер. Она много занималась протезированием верхних и нижних конечностей, и они с Бернштейном обогащали друг друга своими знаниями.

«О нем можно смело говорить, что это был человек, обогнавший свое время, – подвел итог Гурфинкель. – Но, к сожалению, мало кто из окружающих понимал это. Даже мы, его ученики, только с годами в полной мере осознали масштабность его работ. А он – он всячески выдвигал на передний план работы своих сотрудников, был в этом отношении чрезвычайно щепетилен, не проходил мимо даже маленького успеха. Иные таланты встают в позу мэтров, начинают всех поучать, – эта малоприятная черта была глубоко чужда Николаю Александровичу. И еще: он не получал удовольствия от разговора о чужих неудачах. Бывало, разносят при нем какой-нибудь слабый рассказ, – а он вдруг говорит: «Знаете, там есть одно неплохое место…» Ну а если случалось выражать отношение к чьим-то промахам, он коротко сообщал о своем несогласии – и конец…»

В этой игре нет писаных правил…

В конце 40-х годов ХХ века, когда появились чрезвычайно сложные человеко-машинные комплексы в промышленности, на транспорте, в военном деле, был сторонниками тогдашней технической психофизиологии провозглашен тезис: «…человек может наилучшим образом выполнять свои функции в системе оператор-машина, если он действует подобно простому усилителю, выполняя лишь строго установленную последовательность операций». Да, именно так: психофизиологи думали, что человек действует и управляет рефлекторно: стрелка прибора отклонилась – оператор нажал на кнопку.

Однако очень скоро выяснилось, что такой принцип несостоятелен. То и дело люди допускали ошибки, нередко трагические.

В противовес этим взглядам Бернштейн выдвинул совсем иную идею, приведенную в эпиграфе к этой главе. Он призывал понять, что для правильного управления оператор не имеет права тупо реагировать на показание стрелок – он прежде всего обязан ясно представлять, почему стрелка отклонилась от нормального положения, и еще яснее – последствия нажатия кнопки.

Побуждающий сигнал (световой, звуковой и т.д.) отображает лишь ситуацию, в которой он очутился. Задача деятельности в этом сигнале не содержится. Задачу еще нужно сформировать.

Она и формируется как результат столкновения двух информаций: одна – сигнал, вторая – личный опыт того, кто на сигнал реагирует. Налицо столкновение между внешней ситуацией и «внутренним содержанием» данного человека. Поэтому одна и та же ситуация, один и тот же сигнал вызовут у двадцати индивидуумов в общем случае двадцать различных двигательных реакций.

Раздражение, побуждение – всего лишь нажим на спусковой крючок, а «выстрел» – все дальнейшее! – есть активное оформление двигательной задачи, активное решение ее.

Это указывает путь конструирования любого робота с заданной степенью человекоподобия. Если поставлена задача абсолютной не-отличимости поведения робота и человека, то робот должен быть полностью похож на человека, вплоть до смертности, незащищенности, способа воспроизведения себе подобных и так далее. Иными словами, быть человеком и жить в обществе людей – таков ответ на мечты фантастов.

В статье «Новые линии развития в физиологии и их соотношение с кибернетикой», откуда взяты вышеприведенные идеи, Николай Александрович подробно разобрал принцип физиологии активности и вытекающие из него последствия.

Что бы мы с вами ни делали, любое наше движение, даже самое ничтожное, есть по сути своей процесс активного воздействия на окружающий мир. Потому что любое живое существо самим бытием своим непрерывно решает задачу, всегда стоящую перед ним: жить.

Организм испытывает жажду – надо идти на водопой, испытывает голод – надо добывать пищу. Это значит, что он стремится достичь того состояния, которого в данный момент еще нет, но которое необходимо или хочется обрести. Всё живое постоянно играет с окружающим миром в особую игру на выживание и, если получается, на достижение некоторых благ. Этим живые существа кардинально отличаются от любой машины, сколь бы сверхсложной она ни была.

В игре «Жизнь» нет писаных правил, а ходы противника точно неизвестны: «то ли дождик, то ли снег, то ли будет, то ли нет». Поэтому у людей, как высших живых существ, выработалось вероятностное отношение к будущему. Мы представляем потребное нам будущее и определяем пути его достижения, продумывая варианты, и всем этим полностью отличаемся даже от человекообразных обезьян.

В первой половине ХХ века полагали, и Иван Петрович Павлов был самым ярким ученым этого направления, что живой организм занимается уравновешиванием себя с окружающим миром*. Сегодня такой организм описывают уже совсем по-иному.

* Сразу после публикации своей статьи в «Архиве биологических наук» Бернштейн написал книгу «История учения о нервном импульсе». В ней он резко спорил с Павловым по всем основные пунктам теории рефлекторного управления, противопоставлял гипотезам Павлова и его учеников очень много опровергающих данных, полученных в других лабораториях, особенно зарубежных. Книга была готова, подписан сигнальный экземпляр (и даже назначена публичная дискуссия), оставалось запустить типографские машины.
И тут пришло известие, что Павлов скончался. Николай Александрович сказал: «Я с мертвецами не воюю» – и велел рассыпать набор. Много ли найдется авторов, способных на поступок подобной рыцарственности?
У одного из друзей Бернштейна сохранился тот «сигнал» (или фотокопия? – не помню, прошло уже столько лет, забылась и фамилия…) с редакторскими пометками Николая Александровича. Этот раритет мне довелось держать в руках в 1984 году, когда в Москве я писал очерк «Споры по существу». К сожалению, времена были еще такие, когда не то что цитировать – упоминать об этом труде Бернштейна было делом рискованным, и владелец драгоценности предостерег меня от столь опрометчивого поступка.
Сам же Николай Александрович никогда в своих статьях и даже в предсмертной своей монографии на эту книгу не ссылался. В сталинские времена страх пронизывал все людское существование, и, наверное, Бернштейн благодарил провидение, что оно подсказало рассыпать набор и отбило память у «павловцев» на той знаменитой сессии двух академий: никто об «Истории учения о нервном импульсе» не вспомнил…
Хотя если отвлечься от возможных печальных последствий для автора, публикация книги, не исключено, совершенно по-иному направила бы ход «павловского учения» – уж очень сильным был ее доказательный заряд.

Во-первых, его описывают как систему, умеющую сохранять тождественность себе самой, несмотря на прохождение через нее потоков энергии и вещества, несмотря на изменение своего состава – замену одних атомов другими, пусть того же самого элемента.

Во-вторых, как систему, которая направленно изменяется, становясь в процессе такого изменения особью, идентичной другим подобным особям по всем существенным признакам, – несмотря на указанные изменения своего состава и внешней среды.

Для такой системы генетический код есть модель будущего: модель развития от рождения до смерти.

А в ней, модели, запрограммирована, по выражению Бернштейна, «антиэнтропийная направленность» – стремление, несмотря ни на что, упорядочивать свою структуру, противодействовать разрушающим внешним факторам.

Мы уже много раз говорили, что любое условно-рефлекторное действие организма может быть вызвано любым сигналом, не имевшим до эксперимента никакой связи с этим действием. Однако связь возникает, и порой необыкновенно прочная. Почему же?

Да потому, что эксперимент по методике Павлова формирует у животного (а если постараться, то и у человека) стандартный ответ на стандартную ситуацию. Ответ, являющийся решением некоторой более или менее простой задачи.

Да, собака при вспышке лампочки отдергивает лапу, чтобы не получить удар электротока. Но действительная причина такого движения вовсе не вспышка, а психофизиологический образ боли – образ того, что может произойти в недалеком будущем, если лапу не отдернуть.

Двигательный ответ на ситуацию, тем более изменяющуюся, несравненно сложнее. Вот мы видим, как, скажем, Штеффи Граф* на бегу принимает мяч и возвращает на другую сторону теннисной площадки. Штеффи бегает так, чтобы ее ракетка встречалась с мячом в заранее намеченной точке.

* Великая теннисистка мира 1988…1996 годов, уроженка ФРГ, многократно выигрывала чемпионаты мира, была трижды призером Олимпийских игр, 8 сезонов была названа лучшей ракеткой мира и была обладательницей множества других призов и почетных званий.

Это может быть описано в терминах теории автоматического управления как встреча самолета и зенитной ракеты (простите за невольный каламбур): чтобы встреча состоялась, нужно привести к нулю «дельту» – разницу координат, разницу положений этих объектов. Дельту называют еще сигналом рассогласования. Чтобы получить величину дельты, радиолокатор непрерывно измеряет координаты ракеты и цели, вычисляет разницу и вырабатывает сигналы управления рулями ракеты. Все происходит в реальном, физическом пространстве – в атмосфере, в поле тяготения Земли.

Не-физиологи и даже некоторые физиологи нередко описывают движение живого существа «по-кибернетически» – так, как был только что описан полет зенитной ракеты. Утверждают, что сигнал рассогласования, нужный для управления рукой, формируется с помощью зрения. Глаз (аналог радиолокатора) видит разницу расстояний между мячом и ракеткой – мозг подает команды мышцам. То есть сигналом считают зрительную оценку того, что именно разворачивается в реальном пространстве – вне человека и его мозга. И выработка команд, направленных мышцам, по такой схеме происходит после зрительной оценки. Но если посчитать ее время, да прибавить время выработки команд управления мышцами, – получится, что ракетка Штеффи Граф с мячом никогда не встретится. Между тем, все видят, что это не так. Где же ошибка в рассуждениях?

Дело в том (но это узнали только во второй половине ХХ века и даже позже), что хотя живой организм использует зрение для всяческих надобностей, он редко употребляет этот аппарат для управления движениями, особенно быстрыми.

Управляет движениями, как установил Бернштейн, иной мозговой механизм: сравнивающий в мозговых нейронных сетях две нейрофизиологические модели. Первая – это модель реальности, вторая – модель потребного будущего. Вот разность между моделями и служит сигналом рассогласования.

А если еще точнее, сигналом является различие между программой действия, уже содержащейся в мозгу (ибо она сформирована во время многомесячных тренировок), и выполнением этой программы в координатах внутреннего, субъективного пространства.

То, что разворачивается в мозговом пространстве спортсмена, для победы гораздо важнее того, что реально видит сторонний наблюдатель. Мяч еще только начал лететь с той стороны площадки, а мозговой компьютер Штеффи Граф благодаря зрению уже вычислил траекторию полета и включил соответствующую программу движения ее тела. А о том, как выполняется программа, скажут «мозговому компьютеру» сигналы проприорецепторов. Вот если предсказание окажется неверным, потерпит неудачу даже такая феноменальная теннисистка.

О великом спортсмене уважительно говорят: «думающий». И оценка полностью соответствует реальности. А то, что думает его мозг не о предмете интереса, скажем, философа, вовсе не дает основания относиться к людям спорта свысока, тем более, что и среди философов встречаются всякие.

Возвращаясь же к управлению мышцами, надо сказать, что нервная система высокоорганизованных существ имеет две подсистемы: древнюю, палеокинетическую, и более новую (сравнительно, конечно) – неокинетическую.

Древняя обслуживает все (кроме сердца) внутренние органы – те, которые в общем не нуждаются в быстроте и мощности. По этому признаку она сходна с управляющей нервной системой низших животных. Однако у высших существ палеокинетическая подсистема имеет еще одну важную функцию – программную.

Она преднастраивает мышечный комплекс тела и задает рукам и ногам, этим многозвенным маятникам, требуемую жесткость и нужную частоту собственных качаний. За этими словами кроется вот что. Конечности обладают, вообще говоря, множеством степеней свободы (что демонстрируют, в частности, пьяные), – а для осмысленных движений все эти степени должны быть сведены к определенному минимуму. Что и выполняет палеокинетика. Она действует на ничтожные доли секунды перед неокинетикой и обеспечивает ей, так сказать, удобство работы.

А результат действия неокинетики каждому виден воочию.

Тут надо отметить, что успех в решении простой двигательной задачи обычно достигается сразу, уже при первой попытке. Конечно, такое движение очень часто неуклюже. Потом, в процессе тренировок, будет создан более удобный, «ловкий» путь решения, – но важно это «сразу». Оно свидетельствует, что в мозгу, в выработанной им программе движения обязан находиться «предвосхищенный образ» результата, – эту мысль Бернштейн неустанно пропагандировал с 1935 года.

В конце 50-х годов к концепции формирования в мозгу человека модели внешнего мира пришел независимо от Бернштейна германский кибернетик Карл Штейнбух (правильнее Штайнбух), специалист по читающим автоматам. Однако в его гипотезе отсутствовал самый существенный элемент: модель потребного будущего. А без нее нет возможности сформировать целеустремленную систему. И дать математическое описание такой системы.

Слов нет, о возможном математическом подходе к физиологии высказывался еще И.П. Павлов: «Пределом физиологического знания, целью его является выразить это бесконечно сложное взаимоотношение организма с окружающим миром в виде точной научной формулы. Вот окончательная цель физиологии, вот ее предел». Для людей его поколения подобная «формула» представлялась, скорее всего, словесной, легко переводимой на математический язык наподобие законов физики Галилея и Ньютона. Развитие физиологии показало всю недостаточность такого подхода, – замечал Бернштейн.

И не в том дело, что организм «бесконечно сложен». Поведение бесконечно большого числа молекул газа или жидкости вполне поддается описанию с помощью формул, обладающих большой предсказательной силой. Но с живым организмом формулы не справляются. Почему терпят неудачу многочисленные попытки перенести в биологию принципы математической физики?

По мнению Бернштейна, потому, что физика оперирует объектами, которые можно считать совершенно однородными или рассматривать как смесь нескольких «однородных внутри себя» компонентов. Это их свойство позволяет применить к атомам и молекулам математический аппарат теории вероятностей, в которой идея «равноправности» однородных (в указанном смысле) участников событий является краеугольным камнем.

А живой организм устроен совершенно иначе. В нем несравненно меньше клеток, чем атомов в грамм-моле вещества, и уж совсем мало сложных образований, причем каждое такое образование существенно отличается от других. Организм – принципиально неоднородная структура, в нем отсутствует равноправие составляющих частей, и именно по этой причине будет некорректным применить к нему теорию вероятностей.

Чтобы дальнейший ход рассуждений был понятен неспециалисту, Бернштейн очень популярно раскрывает основные принципы математики.

В ней только два класса объектов: номинаторы (числа или обозначения), над которыми совершаются действия, и операторы – действия, которые разрешается производить. С операторами связаны алгоритмы – правила решений и вычислений, словом, «технические» средства. Очень важно, что операторы можно изобретать. Так изобретены, например, дифференцирование и интегрирование, тригонометрические ряды Фурье и множество иных операторов. Новые операторы позволяют вводить (изобретать!) новые номинаторы, так что математика по сути своей – изобретательство.

Поэтому Николай Александрович с большим интересом отнесся к идее «хорошо организованных функций», выдвинутой И.М. Гельфандом* и М.Л. Цетлиным** в 1962 году. Для этих функций характерно то, что все их аргументы разделяются на несущественные и существенные.

* Израиль Моисеевич Гельфанд (род. 1913 г.) – математик, академик АН России, член Национальной академии США, Лондонского Королевского общества, Французской академии, Академии деи Линчеи (Италия), Академии Японии (второй по счету гражданин России: первым был Петр Великий), Ирландской Академии (тоже второй: первым был Д.И. Менделеев) и еще трех других иностранных Академий; доктор биологических наук, крупный специалист по нейрофизиологии мозжечка. В его биокибернетическом семинаре участвовали Бернштейн и Гурфинкель.

** Михаил Львович Цетлин (1924…1966) – доктор наук, математик, специалист по теории автоматов и моделированию биологических систем, инициатор научного направления «теория коллективного поведения технических систем», создатель моделей автоматических устройств, способных активно адаптироваться (приспосабливаться) к окружающей среде; один из создателей протеза кисти руки, управляемого биотоками мышц, то есть «мысленно».

Несущественные способны вызывать резкие изменения и скачки значений функции на небольших отрезках времени, однако не оказывают влияния на отрезках длительных – не изменяют экстремумов и иных характеристик функции. Это немного напоминает состояние, когда заболеваешь гриппом: температура, головная боль, чихание и кашель, – но проходит две недели, и организм возвращается в норму.

Существенные же аргументы сравнительно слабо (по сравнению с несущественными) влияют на небольших интервалах, но в итоге вызывают мощные изменения, как в протекании функциональной зависимости, так и в конечном результате. Вот, никому и нигде не было дела до простого факта, что в Австрии у добропорядочной четы Шикльгруберов родился маленький Адольф, – а что получилось?

Если попытаться интерпретировать поведение организма с помощью таких функций, выясняется следующее: по отношению к несущественным аргументам он ведет себя приспособительно, а к воздействию существенных оказывается «жестким», дабы сохранить свое бытие, продолжение рода и вида.

Иными словами, в первом случае имеет место рефлекторная деятельность, а во втором – активное, целенаправленное воздействие организма на среду обитания.

Те же две тактики организм использует и при управлении движениями: в одних случаях это рефлекторно-приспособительный акт, в других – программно-активный, вплоть до перестройки (кстати, приспособительной!) соответствующих алгоритмов деятельности.

Ни одно сколько-нибудь серьезное исследование по проблемам операторской деятельности не мыслится сегодня без обращения к научному наследию Бернштейна. Его идеи оказали и продолжают оказывать большое влияние на конструирование рабочих мест и методику подготовки летчиков, космонавтов, моряков, шоферов, железнодорожных диспетчеров, дежурных инженеров энергосистем и т.д.

В частности, открытые Николаем Александровичем принципы работы скелетно-мышечного аппарата человека очень пригодились во время подготовки к космическим полетам.

С наступлением «космической эры» у многих ученых возник вопрос: не потеряет ли человек в невесомости тех навыков, которые он приобрел во время тренировок на земле, в поле тяготения?

Искать ответ довелось в числе других исследователей Левану Владимировичу Чхаидзе*, одному из ближайших учеников Николая Александровича, защитившему под его руководством кандидатскую, а потом докторскую диссертацию. Бернштейн высоко оценил методику и результаты исследования.

* Леван Владимирович Чхаидзе (род. 1911 г.) – доктор биологических наук, заслуженный деятель физкультуры и спорта Грузинской ССР. Основные его исследования посвящены биомеханике различных видов спортивных движений. Член Международной ассоциации биомехаников (1979), профессор кафедры биомеханики Грузинского института физической культуры (Тбилиси).

Книга Чхаидзе была переведена на английский и издана в 1966 г. в качестве материала НАСА – Национального агентства по исследованию космического пространства США.

Чхаидзе предложил простой и надежный способ численной проверки точности координации мышечных движений во время тренировок на центрифуге и при кратковременной невесомости, возникающей в кабине самолета при полете по параболической кривой Кеплера. Стало ясно, что хотя после изменения силы тяжести координация движений ухудшается, но ненадолго, а потом все мышечные усилия регулируются с прежней, высокой точностью. Поэтому нет серьезных оснований опасаться за надежность работы космонавтов в невесомости.

Хотя вывод корабля-спутника на орбиту все-таки целесообразно производить в автоматическом режиме.

* * *

В результате работы органов чувств, т.е. сенсорного анализа внешнего мира, – писал Бернштейн, – мозг (см. схему на рис. 1) получает некоторые данные о фактических координатах I_w исполнительного органа 7 (например, руки), а «задающий элемент» 11 в мозгу определяет требуемое действие (то есть весь процесс движения) S_w. Тогда разница между этими величинами есть Δ_w.

Рис. 1. Схема возможного устройства нейронного механизма управления движением (по Н.А. Бернштейну):
1 – программатор-перекодировщик; 2 – команда; 3 – регулятор-усилитель; 4 – мышцы; 5 – энергия; 6 – сигналы проприорецепторов; 7 – рабочая точка и объект; 8 – рецепторы; 9 – сенсорный анализатор; 10 – прибор сличения; 11 – задающий элемент

Ясно, что для хорошего выполнения любого потребного движения рука обязана как можно меньше отклоняться от нужной траектории, то есть, как можно ближе к нулю должно быть значение Δ_w. Чтобы этого достичь, его нужно непрерывно корректировать в процессе движения. Ведь никакой тренировкой не удастся заранее предусмотреть всяческие случайности, нестандартности житейских ситуаций. Следовательно, невозможно предусмотреть и точные ответы на возникающую нестандартность.

Какой же формулой определяется Δ_w? Таких формул предложено немало, но все они «не срабатывают».

Задающий элемент 11 определяет как постоянное, фиксированное значение S_w (и тем самым обеспечивает стабильность положения органа), так и задает переменное значение S_w, выполняет роль следящей системы. Работу такого задающего элемента называют программой. В живом организме такая программа есть: это образ потребного будущего.

А вот что представляет собою «прибор сличения» 10, не было известно ни Бернштейну полвека назад, ни нынешним нашим современникам. Во всяком случае, этот или близкий к нему прибор в каждое мгновение T занимается сопоставлением данного положения I_wT органа и свежего следа (термин Бернштейна) I_wT–t – положения на долю секунды раньше.

Феномен свежих следов, по мнению Николая Александровича, есть явление «чрезвычайно универсальное и обладающее фундаментальной значимостью». Закройте глаза, и пусть вам по руке проведут палочкой: вы ощутите не только сам факт нажатия, но и направление, и скорость движения! В мелодии мы четко различаем последовательность тонов, в речи – неодинаковость звуков ВА и АВ… Все это существенно не похоже на память как фиксацию с целью дальнейшего воспроизведения, порой много лет спустя.

Тонкая регулировка движения Δ_w определяется соотношением (но не примитивной разницей) Х между свежим следом, который соответствует доле времени –t:

I_w1 = I_wT – I_wT–t

и предвосхищением некоторого будущего на долю времени +t:

I_w1 = I_wT – I_wT–t

Вид соотношения – иначе говоря, оператора Х – предлагался неоднократно и в разных видах, однако безуспешно.

Не значит ли эта множественность и эти неудачи, ставил вопрос Николай Александрович, что в формуле

Δ_w = (I_w1) X (I_w2)

необходимо попросту отыскать – изобрести! – оператор Х как нечто совершенно новое, коль скоро силами существующего математического аппарата эта функция неизобразима?

В следующей главе мы увидим, что попытки такого изобретения дело вовсе не безнадежное.

И хотя речь пойдет не столько о движениях, сколько о том, как мысленно видит человек сам себя, важен факт. Удалось создать математическую модель души!

В берлинской газете «Европа-Экспресс» (№19, 2002 г.) появилась крошечная заметка, которую привожу полностью и без искажений:

Вашингтон. Американским ученым впервые в мире удалось осуществить эксперимент по дистанционному управлению живым существом. Они использовали принимающие радиосигнал электроды, вживленные в мозг подопытной крысы. Превращенные в «живых роботов» крысы полностью подчинялись командам по радио.

М-даа…

Математика души

В шестидесятые годы в СССР в одном из «почтовых ящиков», то есть секретных НИИ, недолго работал Владимир Александрович Лефевр*. Он занимался там военной кибернетикой: участвовал в создании первого советского военного компьютера «Бета-1». От машины требовалось решать тактические и стратегические задачи боевого столкновения. Военные консультанты, отставные генералы и полковники, говорили, что в машину невозможно вложить самое главное: мысль человеческую.

* Лефевр Владимир Александрович (род. 1936 г., Москва), выпускник МГУ, в 1964…1974 работал в Центральном экономико-математическом институте. В 1974 вместе с семьей эмигрировал в США. Будучи сотрудником Калифорнийского университета, неоднократно выступал на различных научных форумах в Москве, в том числе на симпозиуме «Рефлексивное управление» в октябре 2000 г.

И тогда, пишет Лефевр, стало ясно, что надо «построить модель человека, принимающего решения»*. Ему это удалось. Удалось настолько, что он первым ввел в мировую практику термины «Рефлексивная система» и «Рефлексивное управление» – открыл новую главу в исследованиях, имеющих прямое отношение к психологии, физиологии и другим дисциплинам. Мало кому в науке сопутствует такая удача. В этом смысле он равен Бернштейну, создавшему главу «Физиология активности».

* См. «Непостижимая» эффективность математики в исследованиях человеческой рефлексии (интервью с В.А. Лефевром). // Вопросы философии, №7, 1990, с. 51.

Мы уже много раз говорили, что слово «рефлекс» означает отражение.

А вот как описывает свое понимание рефлексии Лефевр.

Вы входите в «комнату смеха», где расставлены кривые зеркала. Подбрасываете карандаш. Его полет причудливо отражается в зеркалах. А так как сами они уже отражаются друг в друге, да к тому же криво, эти (уже искаженные) траектории полета многократно отражаются с какими-то новыми, совершенно различными искажениями. В комнате сверкает лавина искаженных изображений!

Рефлексивная система – это система зеркал, многократно отражающих друг друга. Поток взаимных отражений зеркал и есть аналог рефлексивного процесса.

Можно встать на такую точку зрения: кривое зеркало – это человек со своей особой позицией по отношению к окружающему миру (почему эта позиция, это отражение кривое, понятно: модель внешнего мира в сознании человека определяется его прошлым опытом, его воспитанием, его привычками и мифами, а потому отражает реальность порою весьма причудливо). И теперь, если изучать не полет карандаша, а весь поток траекторий, отраженный зеркалами-людьми, окажется, что мы рассматриваем социально-психологическое явление под названием «социальная рефлексия».

Ну а ваша позиция исследователя? Поскольку вы представляете собою особое зеркало, каждое ваше движение (движение исследователя-зеркала) вызывает изменение всех многократных отражений. Что подтверждает известный факт: исследователь социальных явлений влияет – пусть даже в незначительной степени – на конечный результат, как бы ни старался сохранить «объективность», независимость, незаинтересованность.

Рефлексия, по Лефевру, есть направленность человеческой души на самое себя. Она может быть выражена и по-другому: «Я думаю, что они думают, что я думаю…»

Впрочем, человек может думать не только о других, но и о себе самом и, что уж совсем интересно, о своих мыслях. И ставить поступкам и мыслям оценки «хорошо» и «плохо».

Тут, конечно, относительно сути оценок начинаются немалые трудности, но их мы не станем принимать во внимание, а просто условимся, что эти критерии человеку известны и однозначны.

Итак, человек совершает поступок и мысленно оценивает его как хороший или плохой, то есть совершает рефлексию первого порядка. А затем он может подумать об этой своей оценке – это «подумать» тоже рефлексия, но уже второго порядка, – двояко: «Я правильно (хорошо) оценил свой поступок» или «Я неправильно (плохо) оценил его».

Открытие Лефевра началось с того, что он присмотрелся повнимательнее к этому вееру оценок и создал их математическое описание. Рассказать популярно об этом не так-то легко прежде всего потому, что надо сначала описать булеву алгебру*, или алгебру логики. Не вдаваясь в долгие рассуждения, отметим только, что она позволяет с помощью символов 1, 0 и других знаков, выглядящих весьма экзотически для стороннего человека (G, P, S, М, W и др.), а также обычных арифметических и алгебраических действий (которые в ней имеют не совсем алгебраическое значение) описывать логические операции «да», «нет», «если, то…» и так далее.

* Английский математик Джордж Буль (1815…64) разработал ее в книге «Исследование законов мышления» (1854). Не правда ли, как интересно: опять мышление! Эта алгебра служит основой работы любых современных компьютеров.

В булевой алгебре при возведении в степень возможны всего четыре варианта: 1¹ = 1, 0¹ = 0, 1⁰ = 1, 0⁰ = ?., но последний вариант до Лефевра не рассматривался, потому что никому не был нужен.

А создателю теории рефлексии он понадобился: Лефевр – это было началом цепочки его открытий – предложил считать, что 0⁰ = 1.

Он принял также постулат, что 1 – «хорошо», а 0 – «плохо».

Хорошо – это всегда хорошо.

Но вот если человек говорит себе «плохо», это значит, что он считает себя виноватым и испытывает угрызения совести. Если же словом «плохо» он оценивает другого, это показывает, что он осуждает этого другого.

Когда человек А предполагает совершить поступок а₀, он должен оценить, хороший или плохой это поступок, то есть заранее поставить себе оценку а₁.

В математической форме это будет записано так: а₀^а₁ (к булевой алгебре эти подстрочные коэффициенты не имеют никакого отношения).

Однако после совершения поступка (вне зависимости от того, хорошим или плохим он представлялся) наступают последствия, и человек А мысленно ставит себе оценку а₂, то есть глядит на себя со стороны: а₀^а₂.

Вот эти три этажа:

действие а₀^{переживание а₁знание о переживаниях а₂}

Какие же возможны комбинации?

При 1¹¹ человек совершает хороший поступок и при этом оценивает себя хорошо, то есть не имеет чувства вины.

При 0¹¹ человек совершает плохой поступок, однако оценивает себя хорошо и совершенно не мучается угрызениями совести, – хотя нам видно, что все это плохо.

При 1¹⁰ человек хотя и совершает хороший поступок, но оценивает себя почему-то плохо и терзается, – хотя сторонний человек уверен, что причин для этого нет.

А при 0⁰¹ человек совершает плохой поступок и при этом оценивает себя как плохого, чувствует себя виноватым (кающийся грешник раскаивается в своем поступке, и с этой точки зрения окружающие оценивают его положительно).

Не нужно долго считать, чтобы увидеть, что интересных для исследователя результатов может быть всего восемь, из них пять «хорошо», а три – «плохо». Дробь же 5/8 – это не что иное, как знаменитое «золотое сечение», названное так великим Леонардо да Винчи: 0,625!

Когда подобные результаты получаются «сами собой», это уже открытие. Еще интереснее, что Лефевр придумал, как объективно проверить, существует ли в мозгу некий «нейронный компьютер» для этих вычислений.

Он предложил студентам сортировать объекты. Каждому дали стакан фасолин, чтобы разложить в две коробочки: «хорошие» и «плохие» (и как бы между прочим сообщал, что от правильности отбора будет зависеть дальнейшая карьера). На вопрос: «А по каким признакам разделять?» следовал ответ: «Да разве вы не знаете? Тогда вообще нечего браться за это задание!»

Словом, студентам пришлось решать задачу такого рода: «Я думаю, что вот эти фасолины хорошие, а те, другие – плохие, но профессор, должно быть, считает хорошими вот этакие фасолины, а вот этакие – плохими», хотя никаких правил отбора изначально не существовало. Правила выдумывались испытуемыми на ходу, однако результат у всех был одинаков: число хороших составляло 0,62…

Что же касается психологии, то из формул рефлексии второго порядка следует, например, такая зависимость: человек, представляющий себя самого внутренне правильно («хороший» или «плохой» – не имеет значения, важна объективная истинность), – такой человек обладает тем самым более высоким статусом, нежели тот, кто представляет себя неверно.

А вот формула, описывающая рефлексию вида «Я думаю, что он думает, что я думаю…»:

а₀^{а₁
а₂·b₂
·b₁
а₃·b₃}

Впрочем, мы не будем ее рассматривать, а вернемся к кающемуся грешнику. На первом уровне рефлексии он действительно каялся и в этом смысле был симпатичен. Но вот как только он начал смотреть на себя, раскаявшегося, со стороны (рефлексия второго порядка), – он тут же оценил себя положительно и тем самым разрешил себе снова грешить! До открытий Лефевра такое парадоксальное поведение «голубого воришки Альхена» казалось необъяснимым. Теперь мы знаем, что оно имеет хотя бы математическое обоснование.

Лефевр предположил, что процесс оценки самого себя и возникающее одновременно с такой оценкой ощущение «хорошо» или «плохо» (рефлексия первого порядка) происходит у человека бессознательно, без участия воли. А вот рефлексия второго и более высоких порядков житейски описывается как «свобода воли» (знаю, что со мной, наверно, случится то-то и то-то, а вот все равно буду!).

Оценка поступков и мыслей в философии называется этикой, от греческого этикос – обычай, нрав, характер. Проблема добра и зла в этике центральна, чрезвычайно сложна и неточна. Чехословацкий писатель Карел Чапек издевательски пародировал официозные сообщения: «Враг подло обстреливал наши самолеты, мирно бомбившие его города» и «Воробей: Кто сказал, что может быть голубиная правда? Правда одна, и она – воробьиная!» Более серьезно подходил к проблеме Блез Паскаль: «То, что правда на той стороне Пиринеев, то обман на другой стороне». Но почему же?

Математика, которую мы обсуждаем, отвечает на подобный вопрос если не во всех случаях, то, по крайней мере, в некоторых. И опирается она в своих ответах на одну из зависимостей, также открытых Лефевром, а именно на соединение-разъединение. Вот перед вами четыре вопроса:

• Должен ли врач скрыть, что диагноз – рак, чтобы больной меньше страдал?
• Следует ли наказывать преступников строже, чем предусматривает закон, дабы другим неповадно было?
• Можно ли лжесвидетельствовать, чтобы спасти на суде невиновного?
• Надо ли подсказывать другу на экзамене?

Вопросы в замаскированном виде ставят чрезвычайно важную этическую проблему: следует ли добиваться доброго результата, используя заведомо неблаговидные средства?

Лефевр задавал эти вопросы коренным американцам и приехавшим в США россиянам, прожившим в Америке несколько лет и совершенно не считавшим себя «совками».

Американцы в массе своей отвечали на все четыре вопроса «Нет». Они не принимали союз добра и зла, негативно оценивали подобную практику (и, следовательно, считали позитивным четкое разъединение добра и зла).

Большинство же бывших россиян ответили «Да» на все четыре вопроса, показав, что для них союз добра и зла выглядит позитивно, а разъединение – наоборот, негативно. Вторая группа вопросов была такой:

• Следует ли в конфликте с наглецом пытаться найти компромисс?
• Правильно ли поступил руководитель группы захвата, решивший без всяких разговоров уничтожить террористов в самолете на аэродроме (что можно было сделать, не причинив вреда пассажирам) и даже не попытавшийся предложить им сдаться?

Американцы в большинстве полагали, что надо пытаться идти на компромисс, а бывшие россияне – что ни в коем случае. Тут, по мысли Лефевра, проявляется диаметральное различие двух этических систем, наиболее яркими представителями которых являются протестантская и коммунистическая (как символ тоталитаризма).

Обе системы кажутся симметричными по математическим формулам, но между ними есть фундаментальное различие: неодинаковый подход к разрешению противоречий, непременно возникающих в любом обществе.

Математика Лефевра показывает, что, хотя в протестантской этической системе компромисс ухудшает образ ситуации (не забудем, речь идет о внутреннем представлении, о модели мира в сознании человека) и, не исключено, заставляет страдать человека, принимающего решение о компромиссе, но решение это повышает статус человека в его собственных глазах. Так что если обе конфликтующие стороны принадлежат к первой этической системе, конфликт может быть снят без ущерба для них.

Человек же коммунистической этики (второй системы оценок) не способен пойти на компромисс: это для него означает понизить статус самооценки. Зато отбросить любые компромиссы и быть непримиримым означает подъем внутреннего образа своего статуса – пусть в результате этого как угодно ухудшится другой образ – образ ситуации. Вспомним: «…у советских собственная гордость – на буржуев смотрим свысока!». И не задумывался ни поэт, ни те, кто его тысячи раз цитировали, что смотреть свысока на кого-либо означает провоцировать на конфликт, то есть ухудшать ситуацию. Хотя, впрочем, именно конфликт, именно разрушение всего и вся было целью такой морали…

Коммунисты считают, согласно Ленину, что их «учение правильно, потому что оно верно», то есть абсолютно. Но может ли обладатель абсолюта хоть немного поступиться им? Нет, конечно. Любые переговоры начинаются с мыслью об обмане противоположной стороны: «Капиталисты продадут нам ту веревку, на которой мы их повесим». Вообще в коммунистической этике нет процедуры разрешения конфликта, сохраняющего достоинство обеих сторон. Сначала они уничтожают принципиально несогласных с их доктриной (классовых врагов), потом всех сомневающихся в непогрешимости коммунистических вождей и книг, а потом всех подряд. Общество, построенное на основе второй этической системы (достижение блага путем применения зла), непременно приходит к катастрофическим результатам и гибнет.

«Американская продавщица перестанет себя уважать, если накричит на покупателя, даже если он агрессивен, если он очевидно неправ. И не потому, что ей грозят неприятности, что она лишится работы… Американская продавщица не позволит себе быть агрессивной, потому что это ведет к падению статуса ее образа. Та же самая – в функциональном смысле слова – продавщица в Советском Союзе будет вести себя совершенно иначе. Она будет ритуально агрессивна, потому что <...> будет чувствовать себя глубоко уязвленной, если отступит без боя», – говорил Лефевр в одном из своих интервью 1990 г.

Весьма интересен и многообещающ рефлексивный анализ процессов международной политики, в особенности, когда речь идет не столько об экономике, сколько о престиже сторон конфликта. Очень интересны соображения относительно формирования лидерства в коллективе и рефлексии лидера. Неординарна гипотеза о механизме образования речи как системы информирования собеседника о собственном восприятии мира.

Все это позволило философу Ю.А. Шрейдеру, написать о математике Лефевра: «…Речь идет не о частной модели того или иного аспекта человеческой психики, но о характеризующей ее фундаментальной математической структуре».

Цель творчества – самоотдача

Николая Александрович Бернштейн умер так же мужественно, по-бойцовски, как жил.

Хороший диагност, он определил у себя рак печени и решил никому об этом не говорить, а сосредоточиться на подведении итогов – собрал все написанное в книгу «Очерки по физиологии движений и физиологии активности».

Он работал без устали, успел подписать последнюю корректуру русского издания и гранки английского перевода.

На похоронах Израиль Моисеевич Гельфанд прочел Пастернака:

Быть знаменитым некрасиво.
Не это подымает ввысь.
Не надо заводить архива,
Над рукописями трястись.

Цель творчества – самоотдача,
А не шумиха, не успех.
Позорно, ничего не знача,
Быть притчей на устах у всех.

Но надо жить без самозванства,
Так жить, чтобы в конце концов
Привлечь к себе любовь пространства,
Услышать будущего зов…

Это был единственный случай, когда он публично читал стихи – в память о друге, с которым его связывала и математика, и физиология…

Три года спустя, в 1969 г., в Ереване состоялся международный симпозиум по вопросам управления, в том числе управления в живых организмах.

Л.Б. Чхаидзе:

Наша делегация поставила на семинаре вопрос о теории управления движениями: какие есть в мире теории, кто и как ими пользуется? В зале американцы, французы, немцы, швейцарцы, даже перс один был. Поднимается американский физиолог и говорит: «Ну что за вопрос поставлен? Бернштейн ведь ваш соотечественник? Так вот, мы его теорией и пользуемся: наличие многоуровневых колец, которые управляют движением. Нет другой теории и быть не может». Так и не получилась дискуссия…

И.М. Фейгенберг:

Множеству людей было важно прийти к Николаю Александровичу, чтобы поделиться с ним своими мыслями, сомнениями. Вокруг него в конце 50-х годов собралась довольно большая группа молодежи – медики, геологи, математики, и всем было с ним интересно. Он умел жестко критиковать, но критика никогда не была такой, после которой уходишь с чувством «Ну и дурак же я!» Его критика наталкивала на новые мысли, и он не то чтобы давал тебе эту мысль (которая пришла ему в голову!), а заставлял чувствовать себя так, как будто ты сам до нее додумался. Это, мне кажется, самая сложная задача педагога, и Николай Александрович таким мастерством владел в совершенстве…

Б.С. Кулаев:

Мне довелось присутствовать на выступлении Норберта Винера, которое, помнится, состоялось в Коммунистической аудитории МГУ на Моховой, где сейчас факультет журналистики. Сложилось впечатление, что для него одной из важнейших причин поездки в нашу страну была возможность встречи с Николаем Александровичем. Он все время отмечал (а Николай Александрович в тот день переводил, – не явилась переводчица почему-то…), что «в то время, когда я занимался такими-то вопросами, мистер Бернштейн делал то-то», что познакомился с «замечательными работами мистера Бернштейна» слишком поздно. Винер вполне ясно дал понять, что считает Николая Александровича первооткрывателем…

Л.Л. Шик:

Вот Сеченов описывает Гельмгольца так, что в разговоре с ним каждый не то чтобы робел, а просто было всем ясно, что разговаривают с гением. Думаю, что у каждого, кто разговаривал с Николаем Александровичем, было подобное чувство: что он существо из какого-то иного измерения. У меня, во всяком случае, оно возникало всегда. Что это человек иного класса мышления. Что если существуют какие-то общепринятые представления о той комбинации врожденных свойств и тонкости интеллекта, образованности и целеустремленности и прочих свойств, отмечающих гения, – все это есть у него…

В 1933 г. академик А.А. Ухтомский в своем обзоре «К пятнадцатилетию советской физиологии», так высказался о результатах, полученных Бернштейном и его сотрудниками:

«Это микроскопия уже не анатомическая, а физиологическая: микроскопия не неподвижных архитектур, но микроскопия движения в текуче-изменяющейся архитектуре при ее деятельности. И здесь будет новый переворот в естествознании, последствий которого предоценить мы пока и не можем, подобно тому как современники Левенгука и Мальпиги не могли предвидеть, что принесет их потомкам микроскоп».

Мы потомки.
Мы видим.
Мы понимаем.
И пусть это будет нам уроком.

 

Иосиф Моисеевич Фейгенберг (род. 1922 г.) – доктор медицинских наук, профессор кафедры психологии и педагогики московского Центрального института усовершенствования врачей. Научные контакты с Н.А. Бернштейном начались у И.М. Фейгенберга в Институте неврологии АМН СССР, где Николай Александрович в 1943…1947 гг. был заведующим отделом физиологии и патологии движений. В дальнейшем входил в творческий кружок, сформировавшийся вокруг Н.А. Бернштейна, и, занимаясь под его влиянием прогностической деятельностью мозга, ввел термин «вероятностное прогнозирование».

Борис Степанович Кулаев (род. 1924 г.) – доктор биологических наук, профессор-консультант Научно-исследовательского вычислительного центра АН СССР (Пущино). Основные научные интересы относятся к физиологии человека и животных. Был связан с Н.А. Бернштейном не столько научными, сколько личными отношениями через людей, близких к дому Николая Александровича.

Лев Лазаревич Шик (род. 1915 г.) – доктор биологических наук, консультант Института хирургии им. А.В. Вишневского АМН СССР, профессор кафедры физики живых систем Московского физико-технического института, заслуженный деятель науки РСФСР. Первая его встреча с Н.А. Бернштейном относится к 1927 г., когда Николай Александрович начал работать в Государственном институте охраны труда (1927…1933). Лев Лазаревич являлся одним из тех немногих людей, с которыми Николай Александрович находился в приятельских отношениях (по свидетельству Т.С. Поповой, с людьми Николай Александрович обычно «держался в границах», так что близких друзей у него было мало).

Антони ван Левенгук (1632…1723) – нидерландский изобретатель однолинзового микроскопа, дававшего 300-кратное увеличение. Впервые наблюдал бактерии, движение крови в капиллярах, эритроциты, строение гладких и полосатых мышц, костей, дентина зубов, клетки растений.

Марчелло Мальпиги (1628…1694) – итальянский биолог и врач, один из основоположников микроскопической анатомии: описал слои кожи, детали тонкого строения селезенки и почек, выделительные органы насекомых. Все открытые им образования названы его именем. Обнаружил (1661) капиллярное кровообращение, чем дополнил теорию кровообращения У. Гарвея.

Творческая деятельность Н.А. Бернштейна

Основные вехи и даты

12.1919 – 03.1921	Военврач Рабоче-Крестьянской Красной армии
03.1921 – 01.1925	Ассистент Медико-педологического института (Москва)
03.1921 – 07.1922	Заведующий лабораторией психоневрологического института (Москва)
07.1922 – 01.1925	Старший научный сотрудник, затем заведующий лабораторией Центрального института труда ВЦСЦС (Москва)
07.1922 – 01.1923	Ординатор психиатрической клиники II Московского медицинского института
01.1925 – 03.1927	Заведующий лабораторией по изучению движений Государственного института экспериментальной психологии (Москва)
03.1926 – 01.1940	Заведующий, затем научный руководитель лаборатории по изучению движений Государственного института музыкальной науки (Москва)
03.1927 – 11.1933	Заведующий лабораторией физиологии (биофизики) труда Государственвого института охраны труда (Москва)
04.1932 – 01.1941	Заведующий лабораторией Центрального института труда инвалидов (Москва)
11.1933 – 07.1937	Заведующий лабораторией, затем отделением физиологии движений Всесоюзного института экспериментальной медицины (Москва)
04.1936 – 07.1941	Заведующий лабораторией по изучению движений Центрального научно-исследовательского института физической культуры (Москва)
10.1941 – 08.1942	Заведующий кафедрой биологии Педагогического института (Улан-Уде)
10.1942 – 01.1943	Заведующий отделением трудовой терапии эвакогоспиталя (Ташкент)
10.1942 – 06.1943	Заведующий лабораторией Экспериментальной санитарной станции (Ташкент)
07.1943 – 04.1949	Профессор кафедры физиологии, заведующий лабораторией физиологии движений Центрального научно-исследовательского института физической культуры (Москва)
09.1943 – 07.1947	Заведующий отделом физиологии и патологии движений Института неврологии АМН СССР (Москва)
09.1943 – 09.1946	Профессор Института психологии Академии педагогических наук РСФСР (Москва)
10.1943 – 03.1949	Научный консультант, заведующий лабораторией физиологии и патологии движений Московского НИИ протезирования Министерства социального обеспечения СССР
1945 – 1947	Лектор по курсу психофизиологии движений на кафедре психологии МГУ (Москва)
09.1943 – 07.1947	Заведующий отделом Всесоюзного института экспериментальной медицины (Москва)
06.1949 – 05.1950	Заведующий лабораторией психофизиологии Института гигиены труда и профзаболеваний АМН СССР (Москва)
06.1950 – 1952	Старший научный сотрудник Института нейрохирургии АМН СССР (Москва)
01.1952 – 04.1955	Старший научный сотрудник Института неврологии АМН СССР (Москва)
1 апреля 1955 г.	Отправлен на пенсию

Библиография основных работ Н.А. Бернштейна

В списке трудов (по-видимому, неполном) Николая Александровича Бернштейна насчитывается более 120 работ, в том числе ряд статей в Большой Советской Энциклопедии (1-е издание) и Большой медицинской энциклопедии, руководства по биомеханике и методикам изучения движений, охране труда, рационализации рабочих мест операторов (водителей трамвая и метрополитена), исследования по музыкальной педагогике, физической культуре и спортивным тренировкам, высшей математике, электрокардиологии.

В приводимом списке – лишь незначительная часть из обширного и до нашего времени не потерявшего актуальности научного наследия Н.А. Бернштейна.

 

1. К вопросу о восприятии величин. (О роли показательной функции е^х в процессах восприятия величин.) // Журнал психологии, неврологии и психиатрии. 1922. Т. I. С. 21…54.
2. Исследования по биомеханике удара с помощью световой записи // Исследования ЦИТ ВЦСПС. 1923. Т. I, №1. С. 19…79.
3. Общая биомеханика. Основы учения о движениях человека. М.: Издание РИО ВЦСПС, 1926. 416 с. Биомеханика для инструкторов: (Лекции на курсах инструкторов Промышленного экономического отделения Московского городского отдела профессионального образования). М.: Новая Москва, 1926. 184 с. Биомеханика // БСЭ. 1-е изд. 1927. Т. 6. С. 345…348.
4. Исследования по биодинамике ходьбы и бега // Вопросы динамики мостов (Работы 1926 г.). Вып. 63. Тринадцатый сборник Отдела инженерных исследований Научно-технического комитета Народного комиссариата путей сообщения. М.: Транспечать, 1927. С. 51…76.
5. Клинические пути современной биомеханики // Сб. тр. Гос. ин-та для усовершенствования врачей им. В.И. Ленина в Казани. Казань, 1929. Т. I. С. 249…270.
6. Три главы и приложения в кн.: Попова Т.С., Могилянская З.В. Техника изучения движений: Практическое руководство по циклограмметрии. М.; Л.: Гос. изд-во «Стандартизация и рационализация», 1934. (Н.А. Бернштейну принадлежат: гл. I – «Основные пути и методы изучения движений», с. 10…49; гл. II – «Общая техника циклосъемки», с. 50…117; Приложение к гл. IX, с. 471…495 и Приложение I – «Проблемы для расчета координат, скоростей и ускорений центров тяжести систем», с. 496…528).
7. Физиология движений. Отдел восьмой в кн.: Конради Г.П., Слоним А.Д., Фарфель В.С. Общие основы физиологии труда. М.; Л.: Биомедгиз, 1934. С. 366…450.
8. Проблема взаимоотношений координации и локализации // Архив биологических наук. 1935. Т. XXXVIII, вып. 1. С. 1…34.
9. Биодинамика локомоций: (Генез, структура, изменения) // Исследования по биодинамике ходьбы, бега, прыжка / Под ред. Н.А. Бернштейна. М.: Физкультура и спорт, 1940. С. 9…47.
10. К вопросу о природе и динамике координационной функции // Уч. зап. МГУ, Вып. 90: Психология. Движение и деятельность. Сб. исследований кафедры психологии / Под ред. С.Л. Рубинштейна. М.: Изд-во МГУ, 1945. С. 22…90.
11. Бернштейн Н.А., Крестовников В.А., Маршак М.Е. (с участием Б.С. Гиппенрейтера и Н.И. Тавастшерна). Физиология человека / Под ред. М.Е. Маршака. М.: Физкультура и спорт, 1946 (Глава «Нервно-мышечная физиология» – с. 188…236; глава «Физиология центральной нервной системы. Спинной мозг» – с. 237…277; глава «Координация движений» – с. 315…348).
12. Назревшие вопросы современной нервной физиологии // Физиологический журнал СССР. 1945. Т. XXXI, №5…6. С. 298…311.
13. О построении движений. М.: Медгиз, 1947. 255 с.
14. К биодинамической теории построения протезов нижних конечностей // Труды Московского научно-исследовательского института протезирования. М., 1948. Сб. 1. С. 5…12.
15. Некоторые назревшие проблемы регуляции двигательных актов // Вопросы психологии. 1957. №6. С. 70…90.
16. Модели как средство изучения нервно-двигательных процессов // Доклады Академии педагогических паук РСФСР. 1958. №2. С. 89…94.
17. Очередные проблемы физиологии активности // Проблемы кибернетики. 1961. Вып. 6. С. 101…160.
18. Пути и задачи физиологии активности // Вопросы философии. 1961. №6. С. 77…92.
19. Новые линии развития в физиологии и их соотношение с кибернетикой // Вопр. философии. 1962, №8. С. 78…87.
20. Новые линии развития в физиологии и их соотношение с кибернетикой // Философские вопросы физиологии высшей нервной деятельности и психологии. М.: Изд-во АН СССР, 1963. С. 299…322.
21. О перспективах математики в биокибернетике. Предисловие // Черныш В. И., Напалков А.В. Математический аппарат биологической кибернетики. М.: Медицина, 1964. С. 3…30.
22. Предисловие // Тринчер К.С. Биология и информация. Элементы биологической термодинамики. 2-е изд. М.: Наука, 1965. С. 5…14.
23. На путях к биологии активности // Вопросы философии. 1965. №10. С. 65…78.
24. Очерки по физиологии движения и физиологии активности. М.: Медицина, 1966. 349 с.
25. Из записных книжек Н.А. Бернштейна // Вестник МГУ. Сер. 14. Психология. 1978. №4. С. 64…71.