Живой механизм

Знакомьтесь - роботы!

"Все бесконечное разнообразие внешних проявлений мозговой деятельности сводится окончательно к одному лишь явлению - мышечному движению. Смеется ли ребенок при виде игрушки, улыбается ли Гарибальди, когда его гонят за излишнюю любовь к родине, дрожит ли девушка при первой мысли о любви, создает ли Ньютон мировые законы и пишет их на бумаге - везде окончательным фактом является мышечное движение. Чтобы помочь читателю поскорее примириться с этой мыслью, я ему напомню рамку, созданную умом народов, в которую укладываются все вообще проявления мозговой деятельности, рамка эта - слово и дело.

Под делом народный ум разумеет, без сомнения, всякую внешнюю механическую деятельность человека, которая возможна лишь при посредстве мышц. А под словом уже вы вследствие вашего развития должны разуметь, любезный читатель, известное сочетание звуков, которые произведены в гортани и полости рта при посредстве опять тех же мышечных движений".

Такими словами великий русский физиолог И.Сеченов выражал более 100 лет назад материалистический взгляд на психическую, интеллектуальную деятельность человека. Посредством движений человек взаимодействует с окружающим миром, движениями выражает свои ощущения, движениями реализует свои намерения.

Эти слова - из его книги "Рефлексы головного мозга", изданию которой противилось царское правительство и которая навлекла на ее автора неудовольствие властей предержащих. Против И.Сеченова было даже возбуждено судебное преследование.

Каким же образом наше тело обеспечивает такое великое множество движений, каким механизмом снабдила его природа и как этот механизм действует?

Согните пальцы правой руки в кулак. А теперь разогните указательный палец и взгляните на него так, будто видите первый раз в жизни. Подвигайте им, если хотите, ощупайте его пальцами левой руки. Убедитесь, что он состоит из трех косточек, которые могут сгибаться одна относительно другой. Пользуясь терминами механики, можем назвать указательный палец трехзвенным механизмом, его фаланги - звеньями, а суставы, соединяющие фаланги, - шарнирными сочленениями или просто шарнирами. Крайняя, третья фаланга пальца - конечное звено механизма - может поворачиваться относительно следующей, второй, только одним способом - в направлении ее сгибания и разгибания; как говорят в механике, она обладает одной степенью подвижности. И вторая фаланга относительно первой тоже может сгибаться и разгибаться только в одном направлении - еще одна степень подвижности.

Первая фаланга может поворачиваться относительно пясти - еще одна степень подвижности. Закрывая палец в кулак, вы используете одновременно все три степени подвижности.

А теперь откройте кисть, поверните ее ладонью вверх и попробуйте отвести указательный палец вправо. Удалось? Вот еще одна степень подвижности. Так устроены четыре пальца руки - каждый имеет четыре степени подвижности. Пятый палец - большой, состоит из двух костей, сообщающих ему две степени подвижности, а благодаря подвижности кости пясти, с которой он шарнирно соединен, получает еще две степени подвижности и, таким образом, тоже обладает четырьмя степенями подвижности. Итак, только пальцы и только одной руки обладают двадцатью степенями подвижности.

Откройте теперь пальцы и подвигайте всеми ими, расслабив кисть. Заметьте, как свободно движется пясть, к которой присоединены все пять пальцев, и как благодаря этому значительно расширяется подвижность всей кисти. Пясть состоит из восьми костей, которые в очень небольших пределах, но все-таки могут двигаться одни относительно других.

Из 206 костей, составляющих скелет нашего тела, свыше 50 образуют кисти рук. Свыше 50 звеньев, обладающих большой, ограниченной или малой подвижностью, образуют механизмы кистей с пальцами? В технике таких механизмов нет.

Вот почему буфетчице удавалось так легко и быстро брать блюдце и чайную ложечку, нож и стакан, апельсин и щипцы. Вот почему человек с одинаковой легкостью берет щепотку соли, молоток и напильник, шариковую ручку, перо и винтовку, иголку, горсть песка и ручку мясорубки.

Рука состоит из кисти, предплечья и плеча. Кисть присоединена к предплечью сложным сочленением, позволяющим сгибать ее в двух направлениях и поворачивать относительно продольной оси - еще три степени подвижности. Чрезвычайно подвижным сочленением является плечевой сустав; будучи шаровой конструкцией, он обеспечивает большую свободу движений в трех направлениях. Три сустава - три шарнира руки: лучезапястный, локтевой и плечевой - добавляют 7 степеней подвижности к тем 20 степеням, какими обладают пальцы кисти. Итак, механизм руки имеет ни много ни мало 27 степеней подвижности. Такой свободой движений не обладает ни одно техническое устройство, и ни одно даже не приближается к такому уровню подвижности. И вторая рука обладает еще 27 степенями свободы.

Но это еще не все, если говорить о подвижности нашего тела в целом. Она ведь достигается не только за счет рук. Человек - позвоночное животное. Его руки посредством лопаточных костей, ключиц, ребер присоединены к основе скелета, к позвоночнику, составленному из 33 массивных костей - позвонков. Из них 24 позвонка обладают хотя и очень ограниченной, но все-таки определенной подвижностью один относительно другого. Позвоночный столб - гибкая, гнущаяся в любых направлениях колонна, сообщающая телу, всем его отделам чрезвычайно высокую устойчивость и вместе с тем подвижность. И наконец, большой вклад в подвижность тела вносит еще один механизм - опорно-двигательный аппарат - ноги, которые по своему устройству напоминают устройство рук и также состоят из десятков костей, обладающих относительной подвижностью. Остается только удивляться тому, с какой щедростью, с каким избытком подвижности "сконструировала" природа "живой механизм".

Скелет нашего тела, этот живой механизм, покрыт мышцами, обеспечивающими сгибания и разгибания каждого из подвижных сочленений. Одну только кисть с пальцами обслуживают 28 мышц, а вся скелетная мускулатура насчитывает не одну сотню мышц - двигателей этой невероятно сложной и подвижной машины. И здесь природа не поскупилась, обеспечив человека такими широкими возможностями двигаться и строить движения при самых различных нагрузках и сопротивлениях, в самых необычных условиях, что до сих пор вопрос о предельных возможностях человеческого организма является предметом острых дискуссий физиологов, медиков, специалистов по спорту.

Человеческий организм наряду с прочими его качествами - своеобразный двигатель внутреннего сгорания, потребляющий в день приблизительно 2 килограмма пищи, такое же количество жидкости и до 1 килограмма кислорода. Ни один из существующих сегодня искусственных источников энергии не может сравниться с человеческим организмом в отношении той рациональности, с какой горючее в нем превращается в энергию.

Путем тщательных, длительных тренировок можно добиться от этой "машины", 40 процентов веса которой составляют мышцы, самых невероятных результатов. Об этом сегодня знают миллионы любителей спорта, об этом свидетельствует история циркового искусства, умельцы "подковать блоху" всех профессий и специальностей.

Кому из любителей цирка не известно имя Олега Попова, выдающегося циркового артиста, стяжавшего мировую славу, в частности, одним из своих номеров, который называется "эквилибр (равновесие) на ненатянутой проволоке"!

Между двумя стойками провисает тонкий гибкий металлический канатик длиной 4-5 метров. К середине его подходит внешне неуклюжий человек в клетчатой кепке с гигантским козырьком и в тесном пиджачке, ставит ногу на проволоку; проволока натягивается, принимая форму латинской буквы V с широко разведенным раствором. Мгновение - и артист на раскачивающейся проволоке. Он ходит по ней, смещаясь далеко от середины, поворачивается, садится и ложится; стоя на проволоке, снимает пиджачок, жонглирует, все это с необычайной легкостью, не пользуясь никакими специальными предметами для поддержания баланса. Он выполняет трюк, выполнить который, кажется, совершенно невозможно!

Анналы истории цирка хранят имя Эриха Вейса, венгра, проживавшего в США свыше 100 лет тому назад. Он выступал в цирке под именем Гарри Гудини, и при жизни его называли "человеком, творящим чудеса", "королем магов". Среди его многочисленных трюков были трюки со всевозможными так называемыми освобождениями.

Путем постоянных специальных тренировок он научился делать со своим телом все или почти все, что ему заблагорассудится, складываться пополам, значительно увеличивать или уменьшать объем мышц и даже смещать кости в суставах.

Особенно ярко Гудини продемонстрировал свое искусство владения телом однажды в Канзас-Сити перед тысячами зрителей, будучи подвешенным за ноги в строгой смирительной рубашке на высоте 5 метров перед зданием почтамта. Начальник полиции перед этим заявил, что ни одному человеку в мире не удастся освободиться от нее, сколько бы он ни бился, и предложил пари на крупную сумму. На следующий день в местных газетах появился отчет о небывалом представлении:

"Тысячи любопытных сограждан в молчании наблюдали, как блок медленно поднимал туго спеленатое тело мага. Наконец, слегка раскачиваясь, оно повисло высоко в воздухе. И почти сразу заключенный в жесткий брезентовый кокон Гудини начал извиваться, словно его охватили страшные конвульсии. Казалось, что у него просто нет костей, ибо связанные узлом рукава смирительной рубашки вскоре уже свободно болтались ниже его головы. По мере того как маг извивался и крутился, брезентовый кокон все больше сползал по телу к голове. Несколько энергичных рывков и конвульсий, и вот он уже собрался вокруг шеи, наподобие толстенного воротника. Освободившимися руками Гудини мгновенно развязал узлы шнуровки и сбросил смирительную рубашку вниз. По свидетельству очевидцев, эта процедура освобождения заняла у Гудини две с половиной минуты".

И.И.Артоболевский, А.Е.Кобринский, 1979 год