Размещено на http://www.allbest.ru/

Формулы о человеке

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 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.. 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»...

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, модельпотребного 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» См.: О. Шпенглер. Закат Европы. Очерки морфологии мировой истории. М.: «Мысль». Т. 1 - 1992, Т. 2 - 1998; (Т. 1, с. 201...203, 252).. Хлесткий заголовок, придуманный издателем без согласования с автором, обеспечил ей необыкновенный успех: читали, не очень многое понимая, восторгались, ругали, и никто не оставался равнодушным.

Однако вышедший в большевистской России философский сборник, посвященный разбору книги, вызвал неудержимый гнев Ленина 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).: 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»...

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?

Величие ученого измеряется тем, насколько он задержал научный прогресс.

Кто-то из острословов

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

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 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.: «...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».

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

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

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» Павлов И.П. Лекции по физиологии, 1912...1913. М.: Изд-во АМН СССР, 1949. с. 289. (выделено мной - В.Д.).

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 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. 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».

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

А у его дедушки была библиотека. Это очень важно - была ли у вашего дедушки библиотека.

Из статьи «Везалий и Сильвий», напечатанной много-много лет назад в журнале «Знание - сила».

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 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., - 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...

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 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., поэтом и профессиональным революционером из партии Ленина. Человеком, который провозгласил: «Мы проводим на работе лучшую часть своей жизни».

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 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.... 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.

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» 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., 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.

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 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!, 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.

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 Kцniglichen Sдchsischen 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 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.. 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!»

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...

...