§ 4. Развитие биомеханики спорта

Биомеханика спорта стала бурно развиваться в последние десяти­летия — в связи с успехами общей биомеханики. Возникновению же и развитию биомеханики как самостоятельной науки способствовали определенные предпосылки — накопление знаний в области физических и биологических наук, а также научно-технический прогресс, позво­ливший разрабатывать совершенные сложные комплексные методики изучения движений и по-новому понимать их построение.

4.1. Предпосылки развития биомеханики

На возникновение биомеханики решающее влияние оказало разви­тие механики, особенно новое ее направление со времен Галилея, Ньютона. Однако еще Леонардо да Винчи утверждал, что «наука механика потому столь благородна и полезна более всех прочих наук, . что, как оказывается, все живые тела, имеющие способность к движению, действуют по ее законам». Теоретическая механика со­держит все основные законы механического движения. В биоме­ханике стали использовать построенные на основе общей механики данные таких самостоятельных наук, как гидро- и аэродинамика, сопротивление материалов, реология (теория упругости, пластичности и ползучести), теория механизмов и машин и др.

Математические науки, сыгравшие решающую роль в развитии механики, в дальнейшем разрослись в самостоятельные области знаний. Их применение в биомеханике все более расширяется. Речь идет не только о статистической обработке собранного мате­риала, но и о самостоятельных методах исследования (в частности, о математическом моделировании).

Д. Борелли (ученик Галилея), врач, математик, физик, своей книгой «О движении животных» (1679) положил начало биомеханике как отрасли науки. Из биологических наук в биомеханике более других использовались данные анатомии и выделившейся из нее (в XVI—XVII вв.) физиологии. Большое влияние на биомеханику затем

1 Когда следствие однозначно связано с причиной, т. е. одни и те же причины вызыва­ют одни и те же следствия, законы называют в методологии «динамическими»; не следует их смешивать с законами динамики (в механике).

оказали функциональная анатомия и особен­но идеи нервизма в современной физио­логии.

Так складывались основные направле­ния в развитии биомеханики: механическое, функционально-анатомическое и физиологи­ческое, сосуществующие и поныне.

4.2. Направления развития биомеханики человека

Основные направления в биомеханике возникали одно за другим и далее продол­жали развиваться параллельно. В механиче­ском направлении заложены основные идеи об изменении движений под действием при­ложенных сил и о применении законов ме­ханики к движениям животных и человека.

В функционально-анатомическом — идеи о единстве и взаимообусловленности формы и функции в живом орга­низме. В физиологическом — идеи системности функций организма, энергетического обеспечения и идея нервизма, раскрывающая "значение процессов управления движениями в двигательной деятельности.

Механическое направление, начатое работами Д. Борелли, развитое В. Брауне и О. Фишером, представлено сейчас кроме СССР в работах многих зарубежных школ (ГДР, ПНР, США, ФРГ и др.). Механический подход к изучению движений человека, прежде всего, позволяет определить количественную меру двигательных процессов. Измерение механических показателей двигательной функции совершен­но необходимо для объяснения физической сущности механических явлений. Это одна из основ биомеханики. С точки зрения физики раскрываются строение и свойства опорно-двигательного аппарата, а также движения человека. В этом отношении механическое направ­ление никогда не потеряет своего значения.

Однако чисто механический подход иногда может создавать почву для неоправданных упрощений. При этом имеется некоторая опасность недооценки качественной специфики физики живого, могут проявляться механистические тенденции объяснения качественно высоких явлений простейшими механическими факторами. Еще встречающаяся иногда неверная трактовка биомеханики как «прикладной к живому» меха­ники (т. е. технической науки) ограничивает возможности познания действительной сложности движений человека и их целенаправленного совершенствования.

Функционально-анатомическое направление, созданное в нашей стране трудами П. Ф. Лесгафта, И. М. Сеченова, М. Ф. Иваницкого и др., характеризуется преимущественно описа­тельным анализом движений в суставах, определением участия мышц в сохранении положений тела и в его движениях. Сейчас все шире применяется регистрация электрической активности мышц (электромиография), позволяющая определять время и степень участия мышц в движениях, согласование активности отдельных мышц и их групп. Знание морфологических особенностей биомеханических систем обес­печивает более глубокое и правильное обоснование физической и технической подготовки в физическом воспитании, в частности в спорте.

Физиологическое направление в отечественной школе биомеханики складывалось под влиянием идей нервизма, учения о высшей нервной деятельности и последних данных нейрофизиологии. Раскрытие в работах И. М. Сеченова, И. П. Павлова, А. А. Ухтом­ского, П. К. Анохина, Н. А. Бернштейна и других ученых рефлектор­ной природы двигательных действий и роли механизмов нервной регуляции при взаимодействии организма и среды составляет физио­логическую основу изучения движений человека. Обширные исследо­вания регуляторных механизмов центральной нервной системы и нервно-мышечного аппарата дают представление об исключительной сложности и совершенстве процессов управления движениями.

Исследования Н. А. Бернштейна позволили ему установить чрез­вычайно важный принцип управления движениями, общепризнанный в настоящее время. Управление движениями осуществляется посре­дством: а) приспособления импульсов (команд) нервной системы по ходу движения к конкретным условиям его выполнения и б) устранения отклонений от задачи движений (коррекции). Идеи И. М. Сеченова о рефлекторной природе управления движениями путем использования чувствительных сигналов получили развитие в положении Н. А. Берн­штейна о кольцевом характере процессов управления. Нейрофизио­логические концепции Н. А. Бернштейна послужили основой форми­рования современной теории биомеханики движений человека.

Системно-структурный подход как методологическая основа изуче­ния движений объединяет и механическое, функционально-анатомиче­ское и физиологическое направления в развитии биомеханики.