Реферат: Движение в пространстве, пространство движения и геометрический образ движения: опыт топологического подхода
Вопросами искусства движения занимались французский педагог Франсуа Дельсарт (1811 - 1871), физиолог и педагог Жорж Демени (1850 - 1917), профессор Женевской консерватории Жак Далькроз (1865 - 1914), танцовщица Айседора Дункан (1878 - 1927) и др.
Однако существенный прорыв в понимании пространства движения произвел хореограф Рудольф Лабан (1879 - 1958). Хореография отражает наиболее общие законы движения человеческого тела; техника - структуру исполнения движения в пространстве. Применив математический метод анализа для обоснования универсальных закономерностей движения человеческого тела, Р. Лабан, по сути, произвел настоящую революцию в теории пространства, показав что пространство - "это не пустота, которую надо заполнить, а некая материальная реальность, которую можно лепить и формировать посредством различной архитектоники движений" [21]. Он одним из первых предпринял попытку исследовать формы движения не только в искусстве, но и в природе.
Независимо от Р. Лабана по структурному пути (или конструктивному в отличие от дескриптивного) рассмотрения пространства движения пошли наши отечественные ученые В.М. Дьячков, И.П. Ратов, В.Т. Назаров, Ю.К. Гавердовский, Н.Г. Сучилин, Р.А. Пилоян и др. Рассматривая структурную сложность движения, они напрямую подошли к рассмотрению структуры пространства движения без привнесения в него излишней психологической субъективности.
По нейропсихофизиологическому пути пошли Н.А. Бернштейн [6], Д.Д. Донской [25], В.Н. Селуянов и другие ученые, которые утверждали, что выполнение двигательного действия приводит к формированию в сознании двигательного образа и так называемой "программы движения". При реализации программы движение, как правило, имеет отклонение от заданной цели движения (образа). "Образ действия в сознании человека как отражение действительности играет роль регулятора двигательного акта. Без предвидения и контроля невозможны ни постановка цели, ни ее достижение" [27]. При повторном выполнении программы вносятся коррективы; "действие не складывается, не составляется из готовых частей, а дифференцируется, структурируется в процессе повторных попыток" [27].
Системные (конструктивные ) обобщения нейропсихофизиологического пути нашли свое продолжение в становлении и развитии концепций антропоцентрической биомеханики [25 - 27, 24, 0, 31, 20 и др.]. Структура движения в данной концепции анализируется с модельных проектно-смысловых ценностно ориентированных представлений об условиях, требованиях и средствах достижения целеполагаемого результата и связана с интегральными свойствами индивидуальностей спортсмена и тренера [20]. Смысловое проектирование двигательного действия представлено С.В. Дмитриевым формулой "от модели объекта - к модели проекта" [24].
Несмотря на многообразие различных взглядов на характер движения человеческого тела в пространстве исторически сформировалось два основных фундаментальных подхода к данной проблеме: кибернетический и структурный .
В кибернетическом подходе движение анализируется с позиций динамических систем с обратной связью. Основные результаты в этой области принадлежат Н.А. Бернштейну, П.К. Анохину и их последователям.
В структурном подходе рассматривается прежде всего структура, пространственная форма самого движения. Существенный вклад в разработку этого подхода внесли исследования Ю.К. Гавердовского [16 - 19, 45 - 55]. Он построил функциональную классификацию гимнастических упражнений, разработав ряд совершенно новых гимнастических элементов с четкими физическими характеристиками и а вместе со своими учениками развивает идею функциональной взаимозависимости двигательных действий.
Дальнейшее развитие структурного подхода
Классическая биомеханика (в силу ограничения скорости перемещения и заданных границ человеческого тела) рассматривает движение человеческого тела в однородном изотропном евклидовом пространстве. Но еще в начале XX века, изучая циклограмму ударов молотком по зубилу или ударов кузнечной кувалдой, Н.А. Бернштейн назвал полученные рисунки движения "паутиной на ветру" и предложил описывать живое движение не метрическими, а топологическими категориями. Стало понятно, что законами классической механики движение не исчерпывается, не исчерпывается движение и в рамках классической биомеханики.
Современное естествознание рассматривает как общие свойства пространства, проявляющиеся в единстве метрических и топологических свойств, так и локальные пространственные свойства, таким единством уже не обладающие. Пространство движения имеет иные топологические свойства, нежели евклидово пространство. Фундаментальное противоречие возникает в силу несовпадения метрических и топологических свойств пространства движения, в топологическом противоречии между движением в пространстве и пространством движения.
Отечественная антропоцентрическая биомеханика (С.В. Дмитриев, Д.Д. Донской) одной из первых подошла к признанию необходимости рассматривать спортивные движения как "системно-структурные комплексы ". Кинематическая структура - это не сами движения; это законы взаимодействия движения в пространстве и во времени. Они отражаются на траекториях, длительности, темпе, ритме, скоростях, ускорениях, проявляются в их величинах, изменениях и соотношениях. Но, как справедливо указывал Д.Д. Донской [25], это не сами характеристики движения. Двигательное действие следует рассматривать, не расчленяя на отдельные фазы, а как целостную когерентную структуру. Н.А. Бернштейн отметил, что движение никогда не реагирует на деталь деталью: на изменение детали движение реагирует системно. Целостная когерентная структура согласованных пространственных характеристик (траекторий, дуг, углов) приводит к пониманию целостности состава движения, что дает, по мнению Д.Д. Донского [26], внешнюю картину действия в целом, определяет пространственную форму движения .
Антропоцентрическая биомеханика, рассматривая влияние среды на движение человеческого тела, вышла на осознание роли топологии окружающего локального пространства: пространство в силу наличия оппозиции человек-среда при сохранении той же метрики становится топологически сложно устроенным. В духе антропоцентрической парадигмы естественно искать ключ к пониманию сложности топологии пространства человек-среда в понимании топологии самого пространства движения.
Пространственно-координационная система - это определенное топологическое пространство допустимых в данном виде физической активности движений с заданным скоростно-силовым потенциалом. Пространственно-координационная система, пространственная форма движения и соответствующий им вид физической активности (вид физической культуры) суть три проекции, три взгляда на один и тот же феномен. Так, к примеру, художественная гимнастика является не набором средств и методов, а определенным типом пространственно-координационной системы, определяющим, в свою очередь, этот набор средств и методов для ее "заполнения". Аналогичным способом определяются и другие виды физической активности и культуры движения.
Важно отметить, что пространственно -координационная система определяет не только известные движения в данном виде физической активности (виде спорта), но и еще не известные или не применяемые движения.
Структурно-конструктивный биомеханический подход в своем развитии становится, по сути, топологическим подходом.
Все многообразие видов физической активности различается в основном пространством движения , которое определяется его базовой техникой (школой движения). Верно и обратное: по пространственной форме движения (по его кинематической структуре) можно восстановить основную базовую технику данного вида физической активности.
Так как базовая техника однозначно определяет соответствующий ей вид физической активности, то, естественно, встает вопрос о полноте и непротиворечивости набора средств базовой техники для данного вида физической активности. Полнота системы базовой техники означает, что указанный набор базовой техники описывает все движения, присущие данному виду двигательной активности, то есть всё пространство движения. Непротиворечивость набора базовой техники означает, что данный набор не порождает взаимопротиворечивые движения и действия в системе данной школы движений.
Мы полагаем, что существует два вида пространства движения: абстрактное пространство движения, присущее данному виду физической активности, и конкретное пространство движения, отражающее анатомо-физиологические особенности конкретного человека.
Человеческое тело в силу наличия естественных изгибов в позвоночном столбе при принятии основной стойки "ориентировано нелинейно". Эта "нелинейность" с учетом распределения мышечного тонуса и определяет рабочую осанку (как обобщенную совокупность динамических осанок), принятую в каждом конкретном виде физической активности. Рабочая осанка определяет и отражает структурную (топологическую) особенность пространства движения, присущую данному виду физической активности. Понимание топологической структуры изучаемого движения важно и при обучении сложнокоординированным действиям, например техническим приемам.
Закон положительного переноса двигательных навыков выполняется только на изоморфных, то есть одинаковых по форме, структурах движения. То есть последующее разучиваемое движение должно быть по своей структуре топологически "совместимым" со структурой "наработанного" двигательного навыка.
Так, хореография как вид культуры движения вносит существенные топологические особенности в пространство движения художественной гимнастики как вида физической активности.
Овладение пространственной формой движения является целью тренировочного процесса, то есть геометрический образ движения первичен по отношению к реализующей ее функциональной системе индивида (согласно П.К. Анохин у) [2]). Тренировочный процесс должен строиться не только по принципам воспитания физических качеств, искусственно и стереотипно формирующих функциональные системы, но и по принципу развития индивидуальных, соответствующих геометрическому образу движения функциональных систем. В настоящее время представляется возможным достаточно адекватно оценить необходимые для выполнения данного движения физические качества спортсмена, но оценить функциональную систему, обеспечивающую выполнение этого движения, при уровне существующих технологий мы еще не можем.
