Тело и зрелое поведение. Фундаментальные основы тревожности, сексуальности и способности к обучению. Паттерны движения в условиях воздействия силы тя

Вертикальная осанка человека уникальна в мире животных. С точки зрения механики это самый неустойчивый из всех известных способов локомоции. Проходит несколько лет прежде чем человек овладевает этим навыком в достаточной степени совершенства для того, чтобы воспользоваться всеми его преимуществами. На первый взгляд, в таком способе передвижения вообще сложно разглядеть какие-либо преимущества. Складывается впечатление, что даже большую часть стадных животных природа обеспечила лучше, чем человека. Их пребывание в положении стоя более стабильно и более надежно; кроме того, они могут воспользоваться им сразу после рождения или спустя короткое время.

Свойственное человеку перемещение в вертикальном положении освободило его руки от задач локомоции, тем самым предоставив ему возможность использовать их для того, что сделало его Человеком. Несмотря на то что использование рук, несомненно, фактор первостепенной важности, это не тот основной фактор, который отличает человека от животного. Белки, кенгуру, медведи, обезьяны и многие другие животные могут использовать свои передние конечности в весьма схожей с человеком манере, но при этом не сильно отличаются от остальных животных. Все что можно сказать, это то, что человек использует руки присущим исключительно человеку образом, т. е. мы может объяснить, как он их использует, но не почему он их использует. Путем тщательного исследования мы можем выяснить, как следует использовать кисть руки, чтобы получить наилучший результат. Так, например, скрипачи, пианисты, стенографисты и фокусники должны обучиться определенному методу использования своих рук.

Аналогичным образом, изучая механику тела, его анатомию и нервную систему, мы можем обозначить основные преимущества вертикальной осанки и то использование, для которого лучше всего подходит наше тело. Сравнивая тело человека с телами других животных, можно заметить, что у человека момент инерции тела вокруг вертикальной оси, проходящей через центр тяжести, весьма невелик. Теоретически он мог бы быть еще меньше, если бы грудная клетка имела полностью цилиндрическую форму. Никакие другие животные, включая антропоидов, которые способны спонтанно подняться в более или менее вертикальное положение, никогда не делают это с таким маленьким моментом инерции на единицу веса вокруг вертикальной оси, который свойственен человеку. Возможно, нам стоит вкратце рассмотреть, что же такое момент инерции, и в чем его важность. Когда тело определенной массы (М) движется со скоростью (V), энергия, которую оно вырабатывает, будет равна T=¹/2MV². Для создания движения той же самой массы (М) с увеличенной вдвое скоростью нам необходимо обеспечить Т=¹/2M(2V)²=¹/2М×4V²=2MV², т. е. в четыре раза больше энергии, и масса будет способна поработать в 4 раза больше, чем при движении со скоростью (V).

Предположим, мы вкрутили болт с проушиной в один конец палки, привязали к нему шнурок и закрутили этот шнурок вокруг палки. Он достаточно быстро начнет раскручиваться, причем с минимальными усилиями. Теперь выньте болт с проушиной и зафиксируйте его в центре палки, снова привяжите к нему шнурок и закрутите его, как прежде. Палка будет вращаться намного медленнее, чем прежде, и только после многочисленных закручиваний шнурка. Для того чтобы заставить ее вращаться в таком положении и с той же ангулярной скоростью (т. е. с тем же количеством поворотов в секунду), требуется больше энергии, даже несмотря на то, что масса осталась прежней. Очевидно, что при вращении, основную роль играет не масса, но что-то одновременно характеризующее и саму массу, и ее положение.

Этой величиной является момент инерции (I = MR2), который при ротации играет ту же самую роль, что и масса при линейном движении. Чем меньше момент инерции, тем меньше требуется энергии, чтобы запустить движение тела.

Момент инерции быстро увеличивается по мере увеличения расстояния от оси вращения, поскольку в уравнении расстояние R стоит в квадрате. Таким образом, момент инерции среднестатистического человека вокруг вертикальной оси, проходящей через его центр тяжести, равен 1,2 кг/м². При вращении того же самого человека в горизонтальном положении, когда он подвешен за веревку, привязанную к его ремню, момент инерции будет составлять 17 кг/м², т. е. он будет в 15 раз больше. Когда вы просто вытягиваете одну руку вперед, а другую назад и стоите при этом на одной ноге (например, как в фигурном катании), момент инерции вырастает до 8 кг/м², т. е. увеличивается примерно в 7 раз по сравнению с обычным положением стоя.