Трудности, обусловленные упругостью мышц - раздел Спорт, Научные бои и разведки
Мы Уже Близки К Достаточно Полному Ответу На Вопрос, Которым ...
Мы уже близки к достаточно полному ответу на вопрос, которым начали этот очерк: какая премудрость делает таким сложным управление этим с младенчества привычным нам двигательным аппаратом? Однако нельзя обойти молчанием еще одно осложнение (трудность номер три), создающее новые трудности для управления двигательным аппаратом нашего тела. Это — осложнение, зависящее от упругих свойств мышц.
В ближайшем очерке нам встретится случай рассказать в основных чертах о поперечнополосатой мышце как двигателе, там мы и рассмотрим более подробно ее свойства. Здесь же мы затронем их только вскользь, в той мере, в какой это необходимо для освещения стержневого вопроса всего настоящего очерка.
Мышцы нашего двигательного аппарата, может быть, в большей мере, чем какие бы то ни было другие образования тела, заслуживают названия ткани, присвоенного им на научном языке. Действительно, мышечная ткань, как и подобает ткани, вся состоит из тонких нитей (так называемых мышечных волокон); только эти нити в ней не переплетены между собой, а лежат параллельными пучками, как хорошо расчесанные волосы. Тончайшие ниточки скелетной поперечнополосатой мышцы, не превосходящие в толщину женского волоса, упругорастяжимы, как резиновые. Каждая из этих нитей обладает способностью сокращаться при действии на нее со стороны нерва, т. е. становиться в течение этого действия короче (процентов на 20—30) и туже, неподатливее к растяжениям. Между отдельными мышечными волокнами есть некоторые различия, но во всяком случае они невелики, не больше, чем между разными резиновыми трубками: потолще или потоньше, потуже или послабее, и только. Из наборов сотен таких параллельно лежащих волокон и состоит все наши скелетные мышцы; каждое волокно в них — крохотный элементарный двигатель. Цельную крупную мышцу вроде, например, бицепса руки можно рассматривать поэтому как своего рода многоцилиндровый агрегат с параллельно включенными цилиндрами. Все вообще, чем располагает наш организм для своих активных телодвижений и для совершения работы, — это только эти своеобразно упругие сократимые нити, взятые с сомножителями во многие сотни и тысячи и оснащающие со всех сторон все подвижные пункты тела.
Казалось бы, не может играть особо существенной роли то, как именно устроен двигатель, приводящий в действие тот или иной механизм или станок. Если он дает ту мощность и ту быстроту, какая предписывается техническими условиями, то дальше для успешной работы механизма довольно безразлично, движет ли его нефтяной, паровой, бензиновый или электрический двигатель. Оказывается, это не так, и своеобразие мышечного волокна как универсального двигателя нашего тела настолько велико, что нельзя пройти мимо него, не приняв в расчет его важных последствий. Вся трудность использования поперечнополосатого мышечного волокна в качестве двигателя состоит в том, что он приводит кости в движение посредством тяги (мышечные волокна не способны толкать вследствие своей мягкости), но тяга эта не жесткая и точная, а упругая.
То, что мышечные волокна могут работать только в одну сторону, только тянуть, но не толкать, — это еще не беда. Если снова обратиться за примерами к технике, то, скажем, в автомобильных двигателях каждый из цилиндров тоже может работать только в одном из направлений: его шатун может толкать колено вала под действием взрывных газов и не может тянуть его. В машинах этот недочет покрывается тем, что в ряд ставится по меньшей мере два цилиндра; когда один толкает, в другом шатун возвращается обратно на холостом ходу. Так же организовано и обслуживание суставов нашего тела: каждое из направлений их подвижности (то, что мы уже усвоили называть «степенями свободы») обеспечено парой мышц взаимнопротивоположного действия, так называемыми мышцами-антагонистами. Таковы, например, сгибатель и разгибатель локтевого сустава или сгибатели и разгибатели пальцев руки. Когда одна из этих мышц тянет кость в свою сторону, вторая пассивно растягивается, чтобы затем, в свою очередь, начать двигать сустав в обратном направлении. Осложнение состоит совсем в другом: в упругой податливости мышечной тяги.
Представим себе, например, что у автомобильного двигателя шатуны его цилиндров заменены упруго сжимаемыми телами, например спиральными пружинами. Тогда движения коленчатого вала, вместо того чтобы строго и точно следовать за движениями цилиндровых поршней, окажутся зависящими от множества разнообразных причин. Идет машина под гору — пружинный шатун легко и быстро проворачивает вал и почти не сжимается при этом; идет она, напротив, в гору — и поршень, нажимая сверху с прежней силой, совсем не может сдвинуть с места вал, так что вся его работа уходит на сплющивание упругого шатуна. Вязкая грязь или асфальт, попутный или лобовой ветер и т. д. — все это будет передаваться через колеса коленчатому валу мотора, и этот последний будет выделывать с нижними концами шатунов все, что вздумается, в то время как их верхушки будут независимо ни от чего отбивать себе такт мотора, бегая вместе с поршнями вниз и вверх. Быть может, части наших читательниц будет ближе другой пример. Предположим, что в их швейной машине продольный вал, начинающийся от махового колеса и тянущийся в стволе машины влево до той коробки, в которой его вращение превращается в подъемы и опускания иголки, что этот ведущий вал заменен резиновой палкой. Пока сшиваемая ткань тонка и мягка, разница, быть может, и не почувствуется, но вот работница взялась сшивать два куска драпа или части плотного одеяла. Игла завязла в материи с первого же стежка и не идет ни вниз, ни вверх, в то время как рука продолжает крутить колесо, почти не ощутив этого. Но вот работающая заметила, что машина не шьет, и вынула из нее драп — и вдруг ,вал, закрутившийся перед этим на несколько оборотов, как заведенная пружина, начинается раскручиваться сам собою, и иголка движется вниз и вверх на пустом ходу, хотя рука и не вертит рукояти. Оставим хозяйку, проколовшую себе от неожиданности палец, смазывать его йодом и проклинать неразумное устройство своей машины, и рассмотрим один совсем уже простой опыт. Пристегнем к поясу стержень с грузом на конце, как показано на рисунке. Подвесим его свободный конец на два резиновых жгута, каждый из которых возьмем в одну руку, и попробуем таким способом проделать концом стержня те или другие точные движения: например изобразить в воздухе квадрат или написать свои инициалы. Мы тотчас же обнаружим, как это трудно, как неточны движения конца стержня и как непокорно он себя ведет. Закроем в придачу глаза, и пусть другой человек даст отзыв о том, как мы управляемся с движениями стержня без контроля зрения. Не приходится и подчеркивать, что двигательный результат получится самым плачевным, мало чем отличающимся от телодвижений больного-табетика, о котором была речь немного выше. Утешим себя тем, что зато научный результат нашего опыта оказался вполне удачным.
Как видно из сказанного и продемонстрированного на примерах, управление движениями посредством упругих тяг представляет очень большие трудности — именно потому, что при таком устройстве двигательный результат будет зависеть не только от того, как вели себя тяги, но и от множества побочных, неподвластных нам причин. Можно десять раз подряд совершенно одинаково дергать за эти тяги и при этом получить десять ни в чем не сходных между собой движений стержня. Управление подобной системой оказывается возможным только при посредстве непрерывного контроля какого-либо «органа чувств», да и то сначала требует порядочной ловкости. Мы снова возвращаемся к тому же самому принципу, который в свое время позволил природе преодолевать избыток степеней свободы подвижности и даже проявить по отношению к их количеству высокую щедрость. Это — принцип контроля над движением при помощи чувствительной сигнализации: спасительный принцип, который выручает и на этот раз.
Можно, пожалуй, сказать, что рассмотренное сейчас третье осложнение, зависящее от упругой податливости тяг, по своему существу очень близко к предыдущему. Если при одинаковых потягиваниях могут в разных случаях получаться различные движения, это значит, что двигаемый стержень не обладает вынужденным движением, т. е. имеет избыточные степени свободы. Только в данном случае придется для различения обозначить эти особые степени свободы как динамические, зависящие уже не от свойств подвижности органа, а от особенностей его силового обслуживания («динамика» — учение о силах). Разумеется, если выход из положения в принципе найден, то уже не составляет большой разницы, преодолевать ли сотню кинематических степеней свободы («кинематика» — учение о подвижности) или приплюсовать к ним еще полсотни динамических степеней свободы на придачу.
Все темы данного раздела:
ЕЕ АВТОРЕ И ТЕХ ВРЕМЕНАХ
История знает немало примеров, когда художники не понятые и не принятые современниками, впоследствии причислялись к великим. В науке подобное — большая редкость. Лишь иногда крупные
НИКОЛАЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ БЕРНШТЕЙН
Автор этой книги Николай Александрович Бернштейн (1896—1966) — выдающийся советский и мировой ученый, создатель нового направления в науке, которое он скромно назвал «физиологией ак
Профессор И. М. Фейгенберг
* * *
Эта книга написана по предложению дирекции Центрального научно-исследовательского института физической культуры. Предложение имело двоякую цель: дать
Научные бои и разведки
Физиология давно перестала быть «наукой о лягушках». Ее предмет все время рос и по размеру и по уровню развития. Она попробовала свои силы на голубях и курах, потом перешла на кошек и собак. Еще по
Психофизические качества
На боевом знамени физической культуры значатся названия четырех понятий, которые принято объединять под именем психофизических качеств. Эти качества — сила, быстрота, выносливост
Ловкость — победительница
В очень многих мифах, сказках и сагах восхваляется ловкость—победительница. Однако наиболее разработана эта тема в одной старинной китайско-тибетской сказке, которую мы позволим себ
За что ценится ловкость?
Ловкость всегда и во все времена имела какое-то неотразимое обаяние. В чем секрет ее притягательной силы, мы попробуем разобрать несколько дальше. Но бесспорно, что народная мудрост
Что есть ловкость?
Так что же представляет собою ловкость? Предоставим сперва слово уже цитировавшемуся нами И. Бражнину.
«Что же такое ловкость? Для того, чтобы уяснить себе это, обратимся к
Об управлении движением
Для того, чтобы разобраться в физиологической природе той двигательной способности, которую мы называем ловкостью, необходимо сперва ознакомить с тем, как совершается управление дви
Богатство подвижности органов движения человека
Двигательный аппарат человеческого тела, так называемая костно-суставно-мышечная система, обладает необычайно богатой подвижностью. Основное опорное сооружение всего тела — туловище
Что такое две и три степени свободы?
Эту странную на первый взгляд конструкторскую робость вовсе не так трудно объяснить. У машин с вынужденным движением всех их частей, как уже сказано, каждая точка их механизмов движ
Как преодолеваются избыточные степени свободы?
Если уж передоверить машине-автомату всего какие-нибудь две скромные степени свободы оказалось возможным только в расцвете техники XX века, в эпоху овладения летанием, телевидением
Что называется координацией движений?
Теперь пора подвести основные итоги этого очерка. Мы установили, что управление двигательным аппаратом нашего тела — действительно многосложная задача, даже в наиболее упрощенном по
Мышечно-суставное чувство и его помощники
Мышечно-суставная чувствительность является, конечно, ведущей и основной в преобладающем большинстве случаев управления движениями. Вся совокупность органов этого вида чувствительно
Великий конкурс жизни
Нет в природе такого явления, суть которого можно понять, не вникая в то, как оно возникло. Это происходит прежде всего потому, что все на свете представляет собою строжайшую цепь п
Масштаб и действующие лица
Начнем с масштаба. По счету геологов, земля существует на свете около двух миллиардов лет; жизнь на Земле, начиная от самых простейших ее форм, — около половины этого времени. Обе э
Возникновение жизни и возбудимости
Теперь, вооруженные основной классификацией и масштабом, обратимся к самой истории движений в животном царстве. Попытаемся восстановить перед глазами бесконечно удаленное прошлое, к
Зарождение нервной системы
Каждое химическое явление имеет свой электрический «отблеск», сопровождается теми или иными колебаниями электрического потенциала. Ведь мы знаем, что само химическое сродство (напри
Как ротовой конец тела стал его головным и главным концом
Теперь мы переходим к новому перевороту, к новому диалектическому скачку в истории развития движений и двигательных аппаратов. Причины этого очередного переворота выглядят более чем
Оборона или наступление?
Мы приближаемся к событию, имевшему исключительное значение в истории развития движений.
Мы уже видели, что в древнейшие времена, когда еще мысль не зародилась на Земле, ве
Освоение поперечнополосатой мышцы
Основой события, предрешившей весь последовавший переворот, было возникновение поперечнополосатой мышцы — точнее говоря, поперечнополосатого мышечного волокна, еще точнее — микроско
Пороки поперечнополосатой мышцы
Еще одно обстоятельство подкрепляет наше заключение о том, что принцип поперечнополосатой мышцы был найден как-то разом и почти случайно, хотя биологическая потребность в нем уже да
Членистоногие в тупике
Я уже упомянул, что первые впечатления от сравнения между собой двигательных аппаратов членистоногих и позвоночных говорят как будто в пользу простоты и четкости, свойственных первы
Эволюция позвоночных
Чтобы закончить этот очерк, нам остается сделать еще краткий обзор «новой» истории движений, истории, начавшейся после великого «поперечнополосатого переворота», который был обрисов
Сенсорные коррекции
Очерк истории позвоночных, из всего животного мира, как оказалось, наилучшим образом решивших задачу приспособления и развития, мы начнем с упоминания еще о двух новшествах, возникш
Развитие конечностей
Вторым новшеством, естественно последовавшим за упрочением неокинетической системы с ее суставчатыми рычагами и поперечнополосатыми мышцами, было развитие у животных конечностей. У
Обогащение движений
Все последующее развитие движений у позвоночных — это непрерывное обогащение двигательных средств и возможностей животных от класса к классу и от «года» к «году» нашей хронологическ
Расцвет царства пресмыкающихся
Список движений самых низших позвоночных — рыб — почти полностью состоит из плавательных локомоций. Характерные для рыбы движения — волнистые, плавные, монотонные синергии, охватыва
Борьба за первенство мира
Следующая геологическая эпоха — меловая — застала рептилий еще властелинами Земли, но оказалась уже роковою для них. История этого «нового царства» пресмыкающихся — это история непр
Двигательные достижения птиц
Прежде чем обращаться к последнему яркому преимуществу млекопитающих — их двигательной одаренности, мы для последовательного изложения бросим взгляд на приобретения в этой области у
Как пирамидная система съела экстрапирамидную
Наше утверждение о том, что развившаяся до предела эдс таила в себе ряд глубоких биологических неудобств, — не простая догадка. Оно опирается на тот факт, что млекопитающие, на долю
Миф о Зевсе и о человеке
Начнем этот очерк с небольшой легенды. Предположим, что мы нашли ее среди запыленных рукописей в углу старой букинистической лавочки.
Когда Зевс создавал живых тварей и нас
Мозговой небоскреб
Наша сказка-миф права во многом насчет движений человека. Нужно только кое-что выразить поточнее, а кое-что подчеркнуть и углубить.
Во-первых, верно, что мозг человека — на
Доношенный недоносок
В школьные годы один шалун-товарищ морочил меня и всех одноклассников уверениями, будто англичане родятся слепыми. Не скажу, чтобы мы ему верили, но, во всяком случае, эта басня про
Обогащение чувственны восприятий
Итак, каждый новый скачок в развитии двигательных устройств мозга — это прежде всего завоевание ключа к целому новому классу двигательных задач, до этого недоступных. Мы видели, как
Списки движений и фоновые уровни
Нам нужно сделать еще одно вступительное разъяснение по поводу уровней и списков движений каждого из них.
Предположим, что у некоторой породы животных имеется в качестве са
Пусковой аппарат спинного мозга
В качестве самого низового и самого древнего по своему происхождению уровня у человека следовало бы назвать уровень спинного мозга. Именно на этом уровне, в нервно-клеточных скоплен
Уровни построения движений
Уровень тонуса (А)
…По знаку летчика парашютист выбрался на крыло. Механический ветер рвал и свистел. Казалось, что шири пейзажа внизу, до краев налитые в
Его строение
(Из путешествия по удаленным планетам)
...Прямо на меня мчалась изумительная машина, совершенно непохожая на все виденные мною до сих пор. Она неслась так
Его отправления
Для того, чтобы ясно представить себе служебное положение и рабочую нагрузку уровня В у человека, просмотрим сперва вкратце его плюсы и минусы.
Главный плюс этого уровня уж
Его строение
«Другим его преимуществом была способность верно оценивать время и расстояние. Он, понятно, не делал этого сознательно. Все было автоматично. Его глаза видели верно, а нервы верно п
Свойства движений в уровне С
Вот в этом-то пространственном поле и развертываются движения уровня С. Теперь нам, легко будет уяснить себе, почему эти движения наделены такими, а не другими свойствами.
Движения уровня пространства
После той тощей тетрадки, какою выглядела опись самостоятельных движений уровня мышечно-суставной увязки, полное собрание движений, управляемых уровнем пространства, выглядит неисче
Что такое действия?
«... Уже у обезьян существует известное разделение функций между руками и ногами». «... Первыми пользуются преимущественно для целей собирания и удержания пищи, как это уже делают н
Основные свойства уровня действий
Теперь, обрисовав, что такое действия, мы можем вернуться к характеристике уровня, при посредстве которого они выполняются.
Первое резкое отличие его от всех предыдущих уро
Коррекции и автоматизмы
Теперь нужно сказать несколько слов об очень своеобразных чертах уровня действий (D) в том, что касается свойственных ему сенсорных коррекций и строящихся в нём двигательных навыков
О видах ловкости
Теперь, когда мы вкратце познакомились со всеми уровнями построения, принимающими участие в спортивно-гимнастических движениях и в преобладающей части движений труда и обороны, буде
Разновидности действий
В двигательных отправлениях взрослого человека действия уровня D занимают такое видное место и встречаются в таком изобилии, что их каталог, если бы его вообще можно было составить,
Формирование движений у подростка
В третьем разделе очерка IV в обзоре развития движений ребенка мы остановились на двухлетнем возрасте. Дело в том, что к этому времени, как там и было сказано, дозревание всех двига
Как не следует думать о навыке
С самых древних времен одна особенность природы человека (и кое-каких близких ему животных) привлекала к себе внимание мыслящих людей. Машины и орудия чем больше работают, тем больш
Как возникала упражняемость?
Уже в очерке III было показано, как осложнявшаяся и обострявшаяся в животном мире борьба за жизнь требовала не только все большей сложности и точности движений, но, главное, все бол
Что представляет собою двигательный навык?
За последнее столетие — с того времени, как Гельмгольц впервые сумел определить скорость распространения возбуждения по нерву и нашел ее близкой к 100 метрам в секунду, — накопилось
А. Ведущий уровень и двигательный состав
Мы займемся сейчас историей жизни двигательного навыка. Среди всего их разнообразия невозможно подобрать ни одного такого, который мог бы служить их представителем «за всех», по все
Б. Выявление и роспись коррекций
Однако, как известно каждому, видеть хоть тысячи раз, как что-либо делается, и сделать это самому — совсем не одно и то же. Часто, глядя на искусную, быструю работу опытного мастера
В. Разверстка фонов
Мы подходим к четвертой по порядку, качественно снова совершенно особой фазе построения двигательного навыка: где же тут монотонное «проторение» или продалбливание?
Эта фаз
Г. Автоматизация движений
Между тем автоматизация, т. е. выработка новых фоновых автоматизмов и переключение коррекций движения, одних за другими, в низовые уровни продолжается своим чередом. При описании в
Д. Срабатывание фоновых коррекций
Вряд ли нужно, много говорить о том, что подразделение всего процесса упражнения на отдельные последовательные фазы, которое проводится нами в этом очерке, очень сильно схематизируе
Е. Стандартизация
Там, где старые наблюдатели видели одно только монотонное долбление, перед нашими глазами прошло уже столько разнородных фаз постепенного строительства навыка, что приходится удивля
Ж. Стабилизация
Обращаемся, наконец, к последней по счету фазе выработки навыка — стабилизации. При построении навыка она проходится в одно и то же время с предыдущей фазой, но имеет совершенно дру
Что мы уже знаем о ловкости?
После нашего первого очерка, прямо посвященного ловкости, она очень долго оставалась за сценой. Мы последовательно познакомились с вопросами управляемости наших органов движения и с историей движен
Где и в чем проявляется ловкость?
В первом, вступительном, очерке было дано первоначальное, самбе, общее определение ловкости. Мы охарактеризовали ее как двигательную способность быстро найти правильный ,выход из лю
ЧТО делает ловкость?
Итак, к материалу, собранному нами о ловкости, прибавились две важные характеристические черты. Мы установили, что ловкость всегда обращена на внешний мир и что она всегда и везде э
КАК действует ловкость?
Мы разобрались в том, каким требованиям должен удовлетворять результат ловких движений и действий. Мы вправе требовать, чтобы они решали двигательную задачу правильно, т. е. адекват
Главное зерно ловкости
Теперь мы подходим вплотную к анализу того решающего свойства ловкости, которое нашло свое выражение в нашем вступительном определении: свойства находчивости. Нет спора: движение мо
Ловкость и инициативность
Антеципация, т. е. предугадывание как намерений партнера, так и последствий своих собственных движений, образует уже своего рода мостик для перехода к самым высоким формам ловкости.
Ловкость и красота
В начальных стадиях работы над этой книгой я обращался к целому ряду лиц, сведущих по части физической культуры и спорта, с вопросом, как они определяют ловкость. Хоть и меньшинство
Как развивалась ловкость?
Нередко приходится слышать и встречать в литературе утверждение, что ловкость — чисто прирожденное качество. Выносливость, силу, быстроту можно развить, говорят нам, но ловким надо
ОТ АВТОРА
(Вместо резюме)
В вопросе о качестве ловкости, как с педагогической, так и с психофизиологической стороны этого понятия, до сих пор царит еще очень большая
Новости и инфо для студентов