История знаний о биомеханике

Краткий очерк развития биомеханики хореографических упражнений.

Современная биомеханика хореографических упражнений как учебная дисциплина ближе всего биомеханике физических упражнений, анатомии и физиологии человека. Как самостоятельная учебно-научная дисциплина биомеханика хореографических упражнений зародилась и оформилась в нашей стране у 30-е годы прошлого столетия, однако, с полным основанием также можно считать ее основоположником проф. П.Ф. Лесгафта, который еще в семидесятых годах ХIХ столетия ввел понятие «теории телесных движений».

Движения живого организма интересовали человека с давних времен. Имеются данные о том, что механикой движений животных и человека интересовались древнегреческие естествоиспытатели и философы, в частности Аристотель (384—322 гг. до н. э.). В своих рассуждениях о движениях Аристотель исходил из жизненного опыта, из наблюдений. Клавдий Гален (130—201 гг. н. э.), римский врач, работавший в школе гладиаторов, экспериментально доказал, что движения в суставах производят мышцы, которые напрягаются и сокращаются под влиянием импульсов, получаемых из мозга по нервам. Он ввел понятие о мышечном тонусе и об антагонистических мышцах. Ибн-Сина (Авиценна), таджикский ученый (980—1037 гг. н. э.), изучал мышцы-человека и применял физические упражнения с лечебной целью. Ибн-Сина признавал занятия физическими упражнениями самым главным в режиме сохранения здоровья; он дал определение и классификацию физических упражнений, указывал на особенности действия различных упражнений и необходимость индивидуального подхода при применении упражнений.

В эпоху Возрождения наряду с развитием науки, искусств, техники усилился интерес и к изучению движений человека и животных.

Итальянец Леонардо да Винчи (1452—1519), великий художник, математик, механик, инженер, один из создателей нового реалистического искусства, много внимания уделял анализу положений и движений человека на основе данных анатомии и механики. Леонардо ясно сознавал, что положения и движения человека и животных подчиняются законам механики.

В начале XIX в. немецкие физиологи братья Эдуард и Вильгельм Веберы провели классические опыты по изучению движений человека с использованием всех доступных в то время возможностей экспериментирования.

Многое сделал для изучения движений человека, и особенно для разработки объективных методов регистрации движений, французский физиолог Этьен-Жюль Марей (1830—1904). Марей разработал метод пневмографии — записи движений с помощью передачи давления воздуха. В подошвах ботинок подопытного устраивались воздушные камеры. При опоре ноги на грунт давление в камере повышается. С помощью резиновой трубочки давление передается в капсулы так называемых мареевских барабанчиков и через подвижные рычажки реги­стрируется в виде кривой на закопченной ленте кимографа. Пневмография позволяет определить временные отношения периодов опоры и маха в движениях каждой ноги при ходьбе и беге, длительность двойной опоры при ходьбе и фазы полета три беге, а также сравнительную интенсивность толчков.

В 1877 г. американец Э. Майбридж, поставив в ряд несколько фотоаппаратов, получил моментальные снимки последовательных фаз движения (бег, скачка на лошади). Марей усовершенствовал этот метод, предложив «фотографическое ружье» (1882), которое позволяло производить один за другим 32 снимков. С помощью своего «ружья» он снимал и изучал полет птиц и насекомых, ходьбу, бег, прыжки человека. Для увеличения количества фотоснимков вместо отдельных фотопластинок Марей стал применять длинную негативную ленту, сначала бумажную, а затем целлулоидную (1888). Этим изобретением Марей сделал большой шаг в создании кинематографии.

Совершенствуя моментальную фотографию, Марей совместно со своим учеником Демени разработал и применил новый способ регистрации движения — хронофотографию, т. е. фотографирование всего движения на одну пластинку вместо целого ряда отдельных снимков, как это имеет место при фотографии с помощью фоторужья.

В основе хронофотографии лежит фотографирование с многократной экспозицией. Важным требованием при этом является экономная трата светочувствительной эмульсии на фотопластинке. Поэтому движения человека, одетого в светлый костюм, Марей снимал на фоне черного бархата, полностью поглощающего световые лучи. Автоматическое открывание и закрывание объектива фотоаппарата достигалось при помощи вращающегося диска с вырезом (обтюратора), установленного перед объективом. В результате съемки на одной пластинке получается ряд положений человека в различные моменты движения, по которым можно судить о перемещении его в пространстве. Зная частоту съемки, можно определить и временные отношения, скорость передвижения и ее изменения.

При дальнейшем совершенствовании хронофотографии Марей заменил светлые ленты на звеньях конечностей светящимися точками на концах этих звеньев (против центров суставов) в виде маленьких электролампочек. В результате съемки движений человека в этих условиях на фотопластинке получались вместо схемы движения человека только траектории светящихся точек в виде пунктирных линий. Такой способ регистрации путем фотографирования светящихся точек получил название циклосъемки.

В конце XIX в. немецкие ученые Вильгельм Брауне и Отто Фишер усовершенствовали метод хронофотографии и дополнили изучение движений определением усилий, т. е. элементами динамики. Большая заслуга Брауне и Фишера состоит еще в том, что они опытным путем (на нескольких замороженных трупах) определили относительные веса частей человеческого тела и положение их центров тяжести. Этими данными пользуются до сих пор при анализе положений и движений человека.

Большую роль в развитии биомеханики как науки сыграли наши отечественные ученые. И.М. Сеченов (1829—1905) впервые описал и исследовал физиологический механизм процессов торможения в центральной нервной системе. Это открытие позволило подойти к исследованию вопроса о взаимодействии основных нервных процессов — возбуждения и торможения — и ввести в понимание двигательной функции ведущий принцип нервно-рефлекторной регуляции и координации.

Большой вклад в теорию движения внес крупный советский ученый Н.А. Бернштейн, который развил и усовершенствовал методы исследования движений человека, разработал теорию управления движениями, усовершенствовал технику циклосъемки, упростил способы анализа фотоснимков, облегчил снаряжение испытуемого.

Значительную роль в развитии отечественной биомеханики сыграла книга профессора Ленинградского университета А.А. Ухтомского «Физиология двигательного аппарата» (1928), где наряду с главами, посвященными физиологии нервов и мышц, имеются главы: «Энергетика мышцы» и «Биомеханика». Большое значение имеют также работы М.И. Виноградова, в особенности раскрытие им структуры целенаправленного двигательного действия, как сложно организованного процесса — своеобразного «двигательного ансамбля». Эти идеи в развернутой форме изложены в книге Виноградова «Физиология трудовых процессов» (1958).

Исключительную роль в развитии биомеханики физических упражнений сыграл П.Ф. Лесгафт (1837—1903). В 1874 г. Лесгафт опубликовал свою работу: «Основы естественной гимнастики», которая положила начало созданию курса «Теории телесных движений». Отправляясь от формы суставов, он определил двигательные возможности частей тела, т. е. установил «азбуку движений» человеческого тела, которая лежит в основе биомеханических исследований всех положений и движений человека. Лесгафт писал в «Основах естественной гимнастики»: «Учение, рассматривающее отношение мышц к костям и сочленениям их, называется механикой суставов, а условия равновесия отдельных частей костной системы между собой составляют предмет статики».

В течение столетия теория движения развивалась учеными, последователями П.Ф. Лесгафта: А.А. Красуской, Е.А. Котиковой, М.Ф. Иваницким, Д.А. Семеновым, Е.Г. Котельниковой, Д.Д. Донским и другими. Последователи И.М. Сеченова – А.А. Ухтомский, М.И. Виноградов, С.А. Косилов, К.С. Точилов и др. – развивали учение о рабочих движениях в области физиологии труда.

Исследования хореографических движений начались в совместной работе А.Я. Вагановой и Е.А. Котиковой в тридцатые годы нашего века. На базе Московского хореографического училища анализом хореографических упражнений занимался М.Ф. Иваницкий. В последние Е.Г Котельникова провела большое исследование основных упражнений классического экзерсиса, материалы которого вошли в руководство «Биомеханика хореографических упражнений».

Дата добавления: 2015-05-09