Лекция 8-я
Товарищи! В прошлой лекции мы не успели закончить даже того краткого обзора нервной системы, какой я намеревался сделать. Даже то немногое, что вам для вашей практики нужно было бы знать, уложилось бы свободно в целый курс, специально посвященный нервной системе. Так как такого курса мы вам дать не в состоянии, то приходится мириться с тем, что сведения о мозге и его работе, какие вы здесь получите, будут очень отрывочны и неполны.
Я начал рассказывать вам о полушариях мозга, которые в сколько-нибудь явственной форме появились только у млекопитающих, но затем быстро развились, подчинили себе все остальные части мозга и приобрели у человека безусловно преобладающее значение.
Полушария мозга устроены не так, как те более старые центры, о которых говорилось в прошлый раз. В них нет отдельных ядер, отдельных скоплений нервных клеток. Все полушария мозга покрыты снаружи сплошным слоем нервных клеток в ½ см. толщиною. Этот слой, облекающий весь головной мозг наподобие коры, так и называется корой полушарий мозга. На разрезе головного мозга кора полушарий выглядит как шоколадно-коричневый слой, выстилающий все борозды и извилины поверхности мозга (рис. 53). Протяжение этого слоя очень велико: в нем одном в несколько раз больше нервных клеток, чем во всех остальных частях нервной системы, вместе взятых. Рис. 55 дает понятие о том, как выглядят под микроскопом и как располагаются в мозговой коре нервные клетки.
Кора полушарий настолько явственно преобладает у человека над всеми прочими частями мозга, что долгое время только о ней одной знали что-нибудь определенное. Она была изучена раньше и подробнее всех других отделов мозга, и если я сейчас позволил себе отодвинуть ее на самое последнее место, то только благодаря новейшим исследованиям, позволившим установить естественный порядок развития и взаимного подчинения всех частей нервной системы. Поэтому же будет разумнее, если я и самую кору полушарий расскажу вам не в том порядке, в каком она изучалась, и не в том, в каком ее обычно описывают, а в наиболее удобном для той схемы, которой мы держались до сих пор.
Кора полушарий так же, как и нижележащие подчиненные центры, сосредотачивает в себе двигательные и чувствительные отделы. Здесь, правда, они уже не лежат отдельно, а расположены рядом без резких границ и, может быть, даже заходят друг на друга. При этом обнаруживается интересная разница между устройством чувствительных и двигательных отделов коры.
Чувствительные отделы коры не связаны не только с органами чувств (как это было в чувствительных центрах старого мозга — зрительных буграх), но даже и со спинным мозгом. Они, если можно так выразиться, еще больше удалены от жизни, чем центры старого мозга. Все, что они имеют, — это провода от всех чувствительных отделов старого мозга, т.-е. зрительных бугров и чувствительной части мозжечка. Эти отображения низших чувствительных центров занимают в коре полушарий очень большое, преобладающее место. Чувствительные отделы мозжечка отображаются по преимуществу в лобных долях коры, а зрительные бугры — почти во всей остальной ее части. Это изображено схематически на рисунке 56.
Еще нагляднее представлено то же отображение на рис. 57. Там все центры чувствительности надписаны курсивом. Вы видите на этом рисунке центр зрения (в затылочной доле), центр слуха (в височной доле); что касается осязательного и болевого центра, то он расположился очень широко в центральной доле на заднем берегу глубокой борозды, называемой Роландовой бороздой. На рисунке нанесены названия частей тела, чувствительные центры которых лежат в соответствующем месте коры.
Что касается двигательного центра коры, то он повел себя совсем непослушно и проявил исключительное нежелание считаться и согласоваться с чем бы то ни было из состава старого мозга. Он никак не связан ни с главным двигательным центром старого мозга — бледным телом, ни с двигательными отделами мозжечка. Напротив, он проложил себе совершенно независимый особый путь прямо к спинному мозгу, который сносится таким образом непосредственно с двигательными спинно-мозговыми клетками. Этот путь тоже хорошо виден на рис. 56. Он называется пирамидный путь. На рисунке 57 двигательный центр коры изображен надписями, сделанными печатными буквами. Он лежит на переднем берегу уже упоминавшейся Роландовой борозды и занимает довольно большое пространство. Вы можете видеть, что части этого центра, относящиеся к отдельным областям тела, лежат как раз бок-о-бок с соответствующими частями осязательно-болевого центра коры. Интересно, что центры верхних частей тела лежат в мозгу ниже всего (голова, язык), а центры ног расположены на самом верху.
У коры полушарий есть еще одно странное, до сих пор необъясненное свойство. Именно, все центры левой половины тела находятся в правом полушарии мозга, и наоборот. Все проводящие пути мозговой коры рано или поздно проделывают по дороге перекрест из одной стороны в другую. Таким образом, центры, заведующие письмом и вообще деятельностью правой руки, находятся в левом полушарии мозга. По неясным еще причинам в левом же полушарии находятся и центры речи, так что левое полушарие во многих отношениях внутренне тоньше организовано, нежели правое. Если в левом полушарии произойдет разрушение мозгового вещества (за счет ранения, кровоизлияния и т. д.), то очень легко может нарушиться речь, понимание речи, способность письма, чтение и т. д. При поражении правого полушария и его нервных путей происходят обычно только параличи левой половины тела.
Пирамидный путь, т.-е. двигательный путь нового мозга, развился у животных позднее всех остальных мозговых частей. У каждого ребенка этот путь развивается тоже позднее всех остальных. Почти все проводящие пути мозга заканчивают свое развитие уже к моменту рождения; между тем пирамидный путь бывает готов к действию только на пятом, шестом месяце жизни ребенка. Именно тогда, когда пирамидный путь дозревает, обогащаются двигательные способности ребенка. Открытие новых линий знаменуется тем, что ребенок начинает обучаться ходить и говорить.
В прежнее время не знали еще о деятельности центров старого мозга; их считали в лучшем случае промежуточными пунктами, зачем-то лежащими на путях мозговых полушарий. Еще меньше подозревали о том, как велико значение этих старых центров для движений и поведения человека.
Это значение не вполне очевидно и недостаточно изучено еще и сейчас. Между тем, оно очень велико и нельзя не сказать о нем хотя бы и очень коротко.
Вы уже видели, что спинно-мозговые рефлексы составляют самый элементарный, самый общий фон человеческого движения. С другой стороны, хотя бы из рис. 57, вы можете вынести впечатление, что деятельность полушарий головного мозга отличается особенной гибкостью и многогранностью и дает движениям окончательную шлифовку. Опыты над корой полушарий показали, что в ней имеется чрезвычайно тонкое расчленение и приспособленность. У собаки легко можно обнажить двигательную область мозговой коры и раздражать разные ее точки электрическим током. Каждое такое раздражение влечет за собою движение какой-нибудь части тела или мышцы собаки (именно этим способом были получены первые «географии» двигательного центра собаки); и буквально каждая новая точка коры заведует особыми мышцами и движениями. Чего-либо, хотя бы отдаленно напоминающего такое тонкое расчленение, в двигательных центрах старого мозга нет.
Итак, задача мозговой коры состоит, очевидно, в заведывании наиболее точной и ответственной составной частью движений. Центры старого мозга дают движению грубый основной контур. Вы знакомы, конечно, с литейным делом; можно было бы сказать, что старый мозг дает отливку движений, а полушария обтачивают и отшлифовывают эту отливку до пределов требуемой точности.
Второе свойство коры, также проистекающее из ее расчлененности, есть чрезвычайное разнообразие и гибкость тех движений, которые она может вызывать. Именно поэтому способность речи и письма зависят от деятельности коры полушарий; от нее же зависит и еще более разнообразная и тонкая работа мышления. Наоборот, движения, зависящие от старого мозга, однообразны и монотонны; от старого мозга исходит, по-видимому, и большинство ритмичных движений. Ходьба, плавание, лазание, пляска в значительной степени управляются деятельностью старого мозга. От него же в очень сильной степени зависят и многие однообразные ритмические трудовые движения. Старый мозг имеет в своем распоряжении небольшое число сложных, но туго поддающихся изменению и перевоспитанию двигательных формул. Наоборот, «библиотека» нового мозга, как мы видели, очень богата, легко пополняется и поддается обработке. Зато формулы, которыми обладает старый мозг, представляют собою чрезвычайно разносторонние всеобъемлющие сочетания движений, обыкновенно хорошо пригнанные и согласованные. Старый мозг работает как автомат; недаром многие из тех движений, в которых он играет преобладающую роль, называют автоматическими движениями. То, что называют изяществом, пластичностью и т. д. в сильнейшей степени зависит от деятельности старого мозга; именно поэтому изяществу нелегко обучить, и оно почти всегда врожденно. Вам будет понятно, почему изящные, складные в крупных движениях люди вовсе не обязательно оказываются наиболее способными к усвоению трудовых навыков: ведь то и другое управляется совершенно разными отделами мозга.
На этом мы покончим наш более чем краткий обзор нервной системы. После перерыва я расскажу вам о том, как производилось и производится изучение движений человека, в котором заключается ведь основная цель биомеханики.
Цель биомеханики — изучение и исправление человеческих движений. Между тем, так короток наш курс и так много нужно было рассказать предварительно, что к самому изучению движений мы можем подойти только под самый конец. Все, что излагалось до сих пор, были только предпосылки; это был минимальный необходимый запас сведений, без которого нельзя приступить к изучению движений. В сущности мы успели только разобраться в устройстве человеческой машины; еще научно мы не наблюдали ее в ходу и пока не знаем, как это сделать. Сегодня я хочу рассказать вам, как и какими приемами подходит наука к исследованию движений.
Интерес к движениям появился очень давно, — еще тогда, когда единственным способом наблюдения было наблюдение простым глазом. Такой интерес раньше всего возник у художников, которые стремились как можно вернее изобразить движение на картине. С другой стороны, и те изобретатели, которые хотели добиться устройства летательной машины (а таких было много во все времена), старательно изучали полет птицы, надеясь извлечь из этого какие-нибудь указания. В XV веке жил человек, который был одновременно и великим художником, и великим изобретателем. Его звали Леонардо-да-Винчи. В его тетрадях сохранилось много записей, рисунков и измерений, связанных с биомеханическими вопросами, и его по справедливости считают первым предком науки о движениях.
Однако еще очень долго после Леонардо-да-Винчи наука о движениях испытывала большое затруднение оттого, что не имела никакого точного метода для изучения движений. Наблюдения простым глазом слишком недостоверны, особенно когда дело касается быстрых и разнообразных движений. Зарисовки никогда не застрахованы от привнесения в них плода фантазии рисовальщика, которого притом невозможно уличить и проконтролировать. Поэтому вы поймете, какой громадный толчок для научной биомеханики произвело изобретение фотографии.
Фотография вообще научила человека видеть. Человеку постоянно свойственно быть самонадеянным, он воображает, что видит гораздо больше, чем он видит на самом деле. Фотография разоблачила этот гордый самообман. Я посоветую вам проделать когда-нибудь такой опыт: пойдите в картинную галерею и обратите внимание на изображения какого-нибудь одного предмета, например, лошади. Посмотрите, как рисовали лошадей до половины прошлого века и как их стали рисовать после. Вы увидите замечательную, чрезвычайно большую разницу. После 1850 г. (приблизительно) вы уже не увидите этих вечных коней на двух задних ногах, игриво перебирающих в воздухе передними ногами. Начинают постепенно (хотя еще очень медленно) исчезать и изображения лошадей на скаку с обеими передними ногами, вытянутыми вперед, и задними, вытянутыми назад. Да что и говорить о быстрых, неуловимых движениях лошадей! Возьмите вы изображения спокойно растущего дерева, дома, горы и т. д. И вы увидите и тут разницу между тем, как рисовали их до изобретения фотографии, и как стали рисовать после. Вам ясно станет, как много условности было в старом рисунке. Нынешней осенью, в связи с юбилеем Академии Наук, в Москве было много выставок (самая большая — в Международной Книге), где можно было видеть немало старинных гравюр с изображениями улиц и домов. Вот вы и посмотрите, рисует сейчас кто-нибудь так фальшиво или нет? Я не хочу утверждать, что новые художники учились на фотографии, но факт остается, что с фотографией люди впервые поняли, как плохо они видят. И раз поняв, они уже сделали фотографию неотъемлемой частью всякого научного исследования.
Добавлю еще к сказанному, что мы не только плохо видим, т.-е. видим мало, но еще видим зачастую то, чего нет, и не видим того, что есть. Вам всем случалось видеть моментальные фотографии быстрых движений (рис. 58). Разве вам не казалось никогда, что снятое положение совершенно неестественно и никогда не бывает в жизни? Между тем, очевидно, фотография ошибаться не может; эта кажущаяся неестественность есть лучшее доказательство того, как мало можно в биомеханике полагаться на простой глаз.
Для чего я все это говорю вам? Дело в том, что вам в вашей учебной инструкторской практике постоянно придется иметь дело с наблюдением на-глаз, и вряд ли когда в вашем распоряжении будут более точные методы. Вот я и хочу хоть немного застраховать вас, сделать вам какую-то предохранительную прививку оттого, чтобы вы не слишком переоценивали свою наблюдательную способность. Чтобы быть доказательным, расскажу вам один факт из моей собственной биомеханической практики в ЦИТ'е.
Был там один инструктор, который изобрел новый способ удара при рубке зубилом и уверял всех, что этот способ самый лучший. А так как по несчастью он имел касательство к обучению курсантов, то и их он поучал своему способу рубки. Способ же этот, как показали точные биомеханические исследования, оказался совсем не таким хорошим, а, наоборот, очень плохим.
Мало того, что этот способ был плох, он был еще и невыполним. Так как вопрос о пригодности этого способа обсуждался в ЦИТ'е очень остро, а инструктор был человек горячий, то, чтобы убедить его, я много раз фотографировал работу его самого. И вот, из всех этих фотографий оказалось с неопровержимой правильностью, что сам он при рубке делает совсем не те движения, какие ему казалось, что он делает. Доходило до того, что он готов был обвинять лабораторию в фальсификации фотографий, до того расходились его собственные двигательные намерения и мышечно-суставные впечатления с тем, что показывал бесстрастный снимок его же самого. Мы еще вернемся к разбору таких снимков в следующей лекции.
Так вот, не извольте возноситься и почаще фотографируйте то, чему будете обучать ваших курсантов.
Изобретение фотографии без малого сто лет тому назад все еще мало помогло делу изучения движения. Первые фотографические пластинки имели два недостатка: они не допускали моментальных снимков, требуя большой выдержки, и, кроме того, не выдерживали хранения, так что их нужно было готовить самому непосредственно перед съемкой и вставлять в аппарат еще мокрыми. Понятно, что при этих условиях можно было снимать не движения, а только искусственно застывшие позы. Не могу удержаться здесь еще от одного предостережения: когда захотите познакомиться с незнакомым для вас движением (особенно эго относится к быстрым размашистым движениям), то не заставляйте показывающего останавливаться среди движения и показывать вам разные последовательные позы. Почти всегда позы эти будут совершенно иные, чем те, которые он принимает во время подлинного движения.
Только с появлением моментальной фотографии возникла возможность запечатлевать на ходу отдельные мгновения быстрых движений. И уже тогда, на заре моментальной фотографии, было проделано одно замечательное исследование движений, которое и посейчас еще может служить образцом.
Это исследование провел не ученый, а американский коннозаводчик Майбридж. Он был чисто практически заинтересован в улучшении конских пород и потому задался целью изучить аллюры лошади для того, чтобы иметь возможность сравнивать их.
Очень громоздкой и сложной была его установка. Майбридж выстроил длинный сарай. Одна из его стен была снабжена открытым наружу прилавком, и на этом прилавке были выстроены в ряд десятка два одинаковых фотографических аппаратов. У каждого из них был моментальный затвор, от которого тянулась длинная нитка. На некотором расстоянии от сарая вдоль него был поставлен такой же длинный забор так, что между обоими образовывалась дорожка; и вот нитки всех затворов тянулись поперек дорожки к забору, где и были привязаны. Все аппараты заряжались фотографическими пластинками; после этого сажали на лошадь верхового и пускали его скакать вдоль забора мимо двух дюжин устремленных на него фотографических глаз. Лошадь грудью разрывала нитки одну за другой, и одни за другим щелкали аппараты, мимо которых она в этот момент пробегала. Получалась серия снимков, воспроизводивших последовательные положения лошади при беге (рис. 59). Вся эта большая и неуклюжая установка была, однако, первой прародительницей современного кино.
Приблизительно в одно время с Майбриджем фотографическое исследование движений производил в Германии другой исследователь Аншютц. Этот впервые сделал много замечательных снимков движений животных и человека. Один из его снимков приведен на рис. 60. Он изображает движение кошки, падающей вверх ногами и переворачивающейся в воздухе.
В конце прошлого века фотографическое изучение движений получило мощный толчок к развитию в связи с работами знаменитого французского ученого Марея. Трудно было бы представить себе человека более изобретательного и находчивого. Марей изучал в своей лаборатории движения всевозможных животных, походку человека, полет птиц и т. д. Для фотографических движений Марей часто пользовался изобретенным им ружьем. Это было очень странное ружье: на конце ствола у него находился фотографический объектив, а на месте магазина — барабан, в который вставлялась круглая светочувствительная пластинка. Марей прицеливался этим ружьем в бегущее животное или птицу, спускал курок, и тогда на быстро вертящемся барабане получалось десять последовательных снимков этого животного. Тому же Марею принадлежат два другие способа записи движений, которые до сих пор сохранили все свое значение.
Один из них заключается в том, что изучаемые движения передаются упругому барабанчику, соединенному резиновой трубкой с пишущим прибором. Самый пишущий прибор есть тоже барабанчик, с одной стороны металлический, а с другой — затянутый тонкой резиновой перепонкой. Трубка соединяет внутренние полости обоих барабанчиков. Вследствие упругости воздуха нажим на перепонку первого барабанчика тотчас же повлечет за собой выпячивание перепонки на втором барабанчике. И таким образом все движения, воспринятые первым, передадутся и на второй. С перепонкой второго барабанчика Марей соединял тонкую соломенную стрелочку с острием на конце, которая могла совершать качания при каждом движении резиновой перепонки барабанчика. Около острия ставился цилиндр, вращаемый заводным механизмом и обтянутый закопченной бумагой. Когда острие, прикасаясь к цилиндру, совершало движения вверх и вниз, то оно тем самым зачерчивало на закопченной бумаге след своего движения.
Сейчас трудно было бы и перечесть многочисленные случаи применения Мареевской воздушной передачи; ею пользуются и для записи сердечных сокращений, и мышечных сокращений, и голоса и т. д.
Другое нововведение Марея имело целью улучшить фотографическую технику съемки движений. Никто в такой мере не способствовал возникновению кинематографа, как именно Марей, но в его время кино еще только зарождался и не мог быть использован для научной работы. Поэтому приходилось искать обходных путей.
Марей задумался над вопросом: нужно ли, изучая движения человека, снимать его целиком? Не проще ли предположить, как предполагали и мы с вами в начале этого курса, что все звенья тела представляют собою простые прямолинейные рычаги без внутренней подвижности? А это предположение давало ему в руки хорошие методы.
Вы знаете, что черные предметы не действуют на фотографическую пластинку, а действуют только светлые. Марей одевал испытуемого в черный бархат, с перчатками и башлыком, и ставил его на фоне такой же черной стены. Единственными светлыми местами на всей одежде испытуемого были узкие серебряные галуны, нашитые на наружной поверхности его рук и ног. Если снять такого человека, то от всей фигуры на пластинке получатся изображения только нескольких светлых полос.
Этим и воспользовался Марей, только снимал он на одну и ту же пластинку не один раз, а несколько раз под-ряд. Перед объективом фотографического аппарата он помещал картонный круг, снабженный несколькими прорезами (рис. 61). Если такой круг привести в быстрое вращение, то он будет то открывать, то снова заслонять объектив с большой скоростью, если нужно, несколько десятков раз в секунду. Столько же раз будут получаться моментальные снимки. Вообразите теперь, что фотографируемый человек не неподвижен, а, например, идет. Тогда на пластинке изобразятся одно за другим все последовательные положения, которые занимали на нем все нашитые галуны, т.-е. схематические положения его конечностей. Пусть наш картонный круг открывал объектив десять раз в секунду, тогда на снимке получится для каждой секунды по десять последовательных положений рук и ног. На рис. 62 изображен один из снимков человеческой ходьбы, сделанных Мареем.
Способ Марея упрощать формы предмета для изучения его движений до нескольких полосок возбудил всеобщий интерес. Очень скоро в Германии два видных ученых, Брауне и Фишер, применили подобный же прием для точнейшего изучения походки, которому они посвятили много лет работы и шесть томов сочинений. Брауне и Фишер применили вместо блестящих полосок электрические лампы, имевшие форму тонких трубок и дававшие на пластинке изображения в виде тонких линий и точек. Наряд испытуемого при их методике был чрезвычайно тяжел и неуклюж; сделанный этими учеными снимок ходьбы можно увидеть на рис. 63.
Таким образом, уже 30 лет тому назад наметилось два пути фотографического изучения движений. Первый путь состоял в том, чтобы получать как можно больше отдельных моментальных снимков всего движущегося предмета. По этому способу работали Майбридж, Аншютц, его же использовал Марей в своем ружье, и из него возник современный кинематограф. Другой способ сводился к тому, что от того предмета, движения которого надо было изучить, оставлялись видимыми только «рожки да ножки», т.-е. несколько линий и точек, и затем последовательные положения этой упрощенной схемы заснимались много раз под-ряд на одно и то же место. Из этого способа, введенного, как мы видели, Мареем, развился современный метод циклограмм, о котором будем говорить уже в следующей лекции.
Теперь попробуем разобрать, какие достоинства и какие недостатки имеет тот и другой способ. Кстати, попутно с этим я расскажу вам о самых новых усовершенствованиях того и другого метода.
Метод кино имеет на своей стороне все преимущества наглядности. На отдельных кино-снимках вы имеете точные и подробные изображения предмета так, каком выглядел в действительности. Пропуская кинематографический снимок через аппарат для демонстраций, вы можете снова и снова увидеть на экране то быстрое движение, которое было раз запечатлено этим снимком.
Но этою наглядностью все преимущества кино в деле изучения движений в сущности и исчерпываются. А для научной работы наглядность вовсе не составляет первостепенного преимущества. Научное исследование в гораздо большей мере преследует цели измеримости и точности, а в этом отношении кино, как сейчас увидим, далеко уступает циклографическому методу.
Прежде всего, так ли уж наглядно кино, как это кажется? Взгляните на рис. 64, где изображена серия кино-снимков, изображающих удар молотобойца. Попробуйте сказать по этому рисунку, какой путь проделывает в воздухе наконечник кувалды. Как видите, это не так легко, тем более не легко произвести здесь точное измерение. На рис. 65 изображено то же самое движение, но уже снятое циклографическим способом на одну пластинку, и даже, как вы видите, без всяких нашивок или лампочек, с помощью одного только вертящегося затвора. Не правда ли, на этом снимке путь инструмента не вызывает никаких сомнений и может быть очень легко и точно измерен? Дальше вы увидите, что и во многих других отношениях цикло-снимки оказываются нагляднее, нежели кино-снимки.
Второе преимущество циклографии перед кино заключается как раз в том, что на циклограмме меньше точек и подробностей, чем на кино-снимке. Если мы хотим измерять движения, то нам нужно совершенно точно знать, движение какой точки мы измеряем. Поэтому здесь все подробности излишни и только затемняют суть дела; лучше точно уследить движение трех — четырех точек, чем растеряться в движении нескольких десятков.
Третий недостаток кино вот в чем. Кино-съемочный аппарат дает 16 снимков в секунду; быстрее этого снимать затруднительно по целому ряду технических соображений. Между тем, особенно для быстрых движений, этого чересчур мало. На многих кино-снимках удара, какие мне приходилось делать, прикосновение молотка к ударяемому предмету, т.-е. в сущности самый важный момент всего удара, вовсе не попадает на пластинку. С помощью циклографического метода количество снимков очень легко может быть увеличено до 100 и более в секунду, и при такой быстроте уже наверное все важнейшие подробности попадут на снимок.
Примерно в начале войны за границей появилась новая система кино, которая позволила производить в секунду не 16 снимков, как раньше, а значительно больше — до 400 снимков в секунду. Фотографические камеры такого рода получили очень картинное наименование «лупы времени». И действительно, такие камеры позволяют как бы рассматривать время через увеличительное стекло. Представьте себе, что мы сняли какое-нибудь движение со скоростью 400 снимков в секунду, а потом взяли ту же самую пленку, с содержащимся на ней снимком, и пропустили ее через обыкновенный демонстрационный киноаппарат, успевающий пропустить всего 16 изображений в секунду. Он успеет, следовательно, показать вам те 400 снимков, которые были сделаны за одну секунду, только в течение целых 25 секунд, т.-е. изобразить движение в 25 раз более замедленным, чем оно было на самом деле. На таком кино-снимке все кажется презанятно замедленным: подпрыгнувшая лошадь плавно и долго плывет по воздуху, и все вообще быстрые и мелкие движения выступают с необыкновенной отчетливостью.
Этот прекрасный аппарат имел бы бесконечно много преимуществ перед всяким другим методом, если бы на-ряду с достоинствами не увеличивались и недостатки. Надо помнить, что кино-лента сравнительно дорога, а лупа времени пожирает ее рубля на четыре в секунду. Между тем, обыкновенная цикло-съемка требует за то же время затрат всего на несколько копеек. Затем лупа времени представляет собою очень большой и сложный прибор, стоит весьма дорого, требует сильнейшего искусственного освещения, которое делает невозможным применение ее в обычной рабочей обстановке. Наконец, снимок, полученный при посредстве лупы времени, есть в конце концов обыкновенный кино-снимок и представляется таким же неудобным для измерения и обработки, как и всякий кино-снимок. Может быть, именно поэтому с лупой времени до сих пор не произведено ни одной серьезной научной работы.
Теперь я расскажу вам в кратких словах, как производятся циклографические снимки в современной лаборатории. Мне необходимо дать вам понятие об этом для того, чтобы вы могли легче разобраться в тех циклограммах, которые я буду показывать вам в следующей лекции. Метод циклограмм был разработан для научных целей доктором Кекчеевым и мною; потому я изложу вам те способы работы, которые постоянно применяю сам.
Мы не пользуемся ни нашивками, ни хрупкими трубчатыми лампами. Мы берем для съемки те самые маленькие электрические лампочки, которые применяются в карманных фонариках. Рассуждаем мы при этом так.
Уж если сокращать изображение, так сокращать. Марею и Фишеру были не нужны целые органы, потому что их движения достаточно определялись движениями их продольных осей; но ведь движения всякой прямой линии так же точно определяются движениями двух точек, расположенных в ее концах. Поэтому нам вовсе не нужно снимать целую полоску, мы ограничиваемся съемкой одних только ее концов. Представьте себе, что мы знаем во всех подробностях движения центров локтевого и плечевого сочленений; этого нам вполне достаточно, чтобы сейчас же установить по ним движения всего плеча. В самом деле достаточно соединить прямой линией положения центров обоих этих сочленений, чтобы получить положение продольной оси плеча. Правда, этим способом мы еще не улавливаем поворотов плеча вокруг этой продольной оси, но такие повороты можно всегда определить, если мы будем знать движение продольной оси предплечья. Значит, нам нужно только еще одну точку в центре лучезапястного сочленения.
Центр сочленения никаким методом непосредственно снять невозможно; поэтому приходится довольствоваться приближенным способом. Мы помещаем наши лампочки на теле испытуемого над самыми центрами его сочленений, как можно ближе к ним. На рис. 66 изображено распределение лампочек при съемке движения руки, производящей рубку зубилом. Лампочки находятся над плечевым, локтевым и лучезапястным сочленениями, над центром тяжести кисти и нa центре тяжести молотка.
Мы одеваем испытуемого в темный костюм и ставим его на фоне темной стены. Перед ним помещаем фотографическую камеру с вертящимся затвором. Самая съемка совершается следующим образом.
Сначала мы освещаем испытуемого сильными лампами и снимаем с него обыкновенную фотографию так, чтобы получить некоторое наглядное представление о его местонахождении и позе. После этого мы оставляем в комнате только слабое освещение, зажигаем на испытуемом лампочки и пускаем в ход вертящийся затвор. Затем испытуемому предлагается производить те движения, которые требуются заснять, и когда он вработается, фотографическая камера открывается, и лампочки запечатлевают след своего движения на пластинке.
Нам необходимо обеспечить себе еще возможность точных измерений того движения, которое мы снимаем. Измерять нужно и пространство, и время. Для этого служат следующие приспособления.
Вместе с испытуемым мы в начале съемки фотографируем еще и рейку, разделенную на сантиметры. Так как, кроме того, расстояния от камеры до рейки и до испытуемого предварительно измеряются и записываются, то судить о натуральной величине заснятых движений очень легко.
Мы должны еще знать, сколько изображений в секунду дает наша съемка. Для этого достаточно знать, с какой быстротой вращается затвор. Скорость его вращения измеряется очень точным и простым звуковым способом и тоже записывается.
Наверно, не один из вас задавал себе вопрос: разве может фотография, дающая плоские изображения, воспроизвести натуральное движение, которое происходит в пространстве, т.-е. имеет кроме длины и ширины еще и глубину? Это так, но на то есть стереоскоп. Тут вскрывается еще один недочет кино: современное кино не допускает стереоскопической съемки. Между тем, такая съемка при циклографическом методе, пользующемся обыкновенной фото-камерой, вполне возможна. Для этого достаточно вместо простого аппарата поместить позади затвора аппарат стереоскопический, с двумя объективами и с двумя пластинками. Тогда движение будет охвачено уже во всех подробностях.
В заключение покажу вам одну такую стереоскопическую циклограмму, снятую с рубки зубилом (рис. 67), а также общий вид лаборатории с установкой для цикло-съемки (рис. 68). Способы чтения циклограмм и, в частности, разбор приведенной сейчас циклограммы мы рассмотрим уже в следующий раз.
А — распределительный электрический столик, где сосредоточено все управление съемки.
Б — фотографическая камера.
В — вертящийся затвор с 4-мя прорезами.
Г — осветитель в 1000 свечей.
Д — сантиметровый масштаб.
Е — верстак для испытуемого.