Математика шага

Математика шага

Ночные старты оказались для братьев Знаменских последними в сезоне 1934 года. Фибровым чемоданчикам со спортивной формой суждено было пылиться до следующей весны. Весь период московской слякотной погоды Серафим и Георгий отдыхали от тренировок.

Но спортсмены теперь уже в кабинетной тиши снова и снова повторяли свои забеги. Старт им давали обыкновенные ванночки с проявителем и закрепителем.

С позиций даже любительской фотографии полученные негативы не имели никакой ценности. На них виднелись лишь ряды черных точек, напоминавшие застывшие волны. Но именно в них-то и был зашифрован рассказ о беге Знаменских и Лядумега. Ведь каждый негатив вобрал в себя сотни моментальных снимков, избавленных от груза ненужных исследователю деталей.

Соединив прямыми линиями соответствующие точки, можно было определить положение звеньев тела спортсмена в мгновения, отделенные друг от друга десятыми долями секунды и сантиметрами пути, по расстоянию между точками судить о скорости перемещения рук, ног, корпуса, головы, а сравнение скоростей давало возможность подсчитать ускорение каждого звена. Если же теперь умножить ускорение звена на его массу, то получится усилие, которое затрачивается на его перемещение. Долгая и кропотливая работа, для стороннего наблюдателя, наверное, однообразная и скучная.

Но это необходимая часть любого научного изыскания: анализ, обработка полученного в ходе опыта материала и поиск ответа на вопрос, как, почему происходит то или иное явление. А от правильности выводов зависит, по какому пути пойдет практика — по верному или ложному.

Николай Александрович Бернштейн встретился с братьями Знаменскими лишь ранней весной.

Снова тот же кабинет, знакомый фотоаппарат в углу. Профессор извлек из стола папку с графиками и рисунками. То, что было изображено на одном из листов, напоминало раскрытый веер. Присмотревшись, братья различили в соединениях линий и точек разложенный на двенадцать позиций, а на самом деле длящийся какую-то долю секунды момент бега — приземление — передний толчок.

Но эти доли секунды оказались разными у Лядумега и Знаменских. Чемпион мира укладывался в одну восьмую. Серафим расходовал на десятую долю секунды больше. Но только ли разницу во времени зафиксировал рисунок?

График как бы анатомировал движение спортсмена, вычленяя из него мельчайшие детали, растягивая их во времени и пространстве.

— Вот ваша нога ближе к земле,— говорил профессор. — Чем ниже «посадочная скорость», тем слабее тормозящий толчок. У Лядумега во время приземления и переднего толчка нога почти вертикальна. У вас же, Серафим, она сильно вытянута стопою вперед. Известный из физики закон разложения сил выносит здесь беспощадный приговор. В момент соприкосновения с землей вы как бы толкаете себя в противоположную сторону. Вам приходится тратить время и силы, чтобы погасить эти ненужные усилия. Лядумег же все это экономит и сразу делает мощный задний толчок. Тем самым он получает возможность удлинить свой шаг, а вы, напротив, укорачиваете... со всеми печальными последствиями.

Во время тренировок, а особенно перед соревнованиями обязательно наступают часы раздумий о волевых качествах противника, о тактике. Здесь же разговор получал совершенно неожиданное направление. Речь шла о математике спорта. Это было ново и необычно. Профессор со своей громоздкой фотокамерой, графиками и расчетами докопался до таких секретов техники бега, о которых сами спортсмены и не подозревали.

Николай Александрович вынул из папки еще один листок. В верхней части была изображена почти идеальная парабола. Пониже еще две кривых. Они только отдаленно напоминали эту геометрическую фигуру, потому что были нарисованы как бы дрожащей старческой рукой.

Профессор продолжал:

— В вашем «машинном отделении», когда механизм движения включен на полную мощность, господствуют большие амплитуды, резкие смены силовых волн противоположных знаков. Отсюда нетрудно понять, как вы пока неэкономны и недостаточно техничны. Это можно проследить по тому, как обеспечен комфорт головы. Да, да, именно комфорт! У Лядумега работа всех мощных рычажных механизмов уравновешивается настолько совершенно, что до головы ни один из резких толчков не доносится, и она проходит путь почти идеальной параболы. Простая и комфортабельная картина передвижения головного мозга! У вас же эта кривая иззубрена... Ни одна деталь двигательного процесса не возникает и не проходит сколько-нибудь изолированно. Она немедленно вызывает сложные и обильные отклики во всем механизме движения. Чем совершеннее движение, тем лучше работает еще один невидимый глазу помощник — реактивные силы.

У вас превосходный, мощный механизм. Но он нуждается в наладке, шлифовке от головы до пят. Тогда реактивные силы станут принимать все большую часть энергетических затрат...

* * *

Пройдет шесть лет. Братья Знаменские станут бегунами мирового класса. Серафиму трижды будет аплодировать рабочий Париж, как победителю кроссов на приз «Юманите».

За несколько дней до начала Великой Отечественной войны выйдет в свет его маленькая книжечка, ставшая теперь библиографической редкостью. «Бег на 5000 метров». Выводы профессора Н. А. Бернштейна совпадут с советами мастера начинающим легкоатлетам.

Пройдет всего шесть лет. Братья Знаменские добровольцами уйдут на фронт и... никогда больше не вернутся на беговую дорожку. В память об их спортивной и солдатской доблести каждый год станут проводиться массовые соревнования с участием сильнейших спортсменов разных стран.

Работа Н. А. Бернштейна «Исследование биодинамики бега выдающихся мастеров» приобретет не только научное значение.

Работа эта будет иметь ценность документа, воскрешающего молодость выдающихся спортсменов, их манеру, стиль бега и ошибки, которые им пришлось устранять на пути к мировой славе...

* * *

В наши дни это истина, истина, подкрепленная множеством фактов: интереснейшие открытия и исследования происходят на стыках наук. Сегодня никого не удивит врач, взявший на вооружение достижения кибернетики и математики, хирург, изучающий технику сварки или сопромат. Но в те годы врач, занятый вычерчиванием и расчетом парабол, владеющий логарифмической линейкой так же профессионально, как и скальпелем, был явлением необычным.

И тут уместно задать себе вопрос: что же заставило в свое время студента-медика после анатомического театра погружаться в мир точных наук? На много лет вперед рассчитанный план жизни? Интуиция? А может быть, это время заставило молодого человека прислушаться к своим требованиям и властно наставило на путь, по которому он потом шел всю жизнь?

В одной из своих последних работ «О происхождении движений» Н. А. Бернштейн писал: «Каждое явление окружающей нас жизни имеет свою биографию, и мы не можем обсуждать это явление, не ознакомясь с нею. То же относится к людям, от наилучших до самых худших экземпляров: чтобы постигнуть творчество великого поэта, надо узнать историю его жизни; чтобы вынести справедливый приговор воришке, тоже нужно вникнуть в его жалкую биографию»...

Последуем же этому совету и вернемся на несколько десятилетий назад. Пусть это будет 1912 год. Николаю Бернштейну всего шестнадцать лет. Он — сын вполне благополучных и весьма уважаемых родителей...