Историки науки, исследуя творчество ученого, обычно много внимания уделяют влиянию на него других ученых и научных направлений. Влиянию же семьи, в которой прошли детские и юношеские годы будущего ученого, отводится меньше внимания. Однако нередко культурные традиции семьи передаются как эстафетная палочка, причем такая, на которой каждое поколение оставляет свои зарубки. Н.А. Бернштейн родился в Москве 5 октября 1896 г. в семье, культурные корни которой известны с XVIII в. Дед со стороны отца, Натан Осипович Бернштейн, умер за пять лет до рождения Николая Александровича. Однако его влияние на детей и — через них — на внука не вызывает сомнений. Он был врачом, физиологом и общественным деятелем. Еще будучи студентом-медиком в Московском университете, он был в 1853 г. награжден золотой медалью за работу ’’Анатомия и физиология легочно-желудочного нерва”. В 1865 г. его назначили приват-доцентом Новороссийского университета в Одессе по кафедре физиологии и анатомии. Натан Осипович изучал физиологию в лучших лабораториях того времени: в 1866 г. — в Берлинской физиологической лаборатории Р. Дюбуа-Раймона, в 1868—1869 гг. — в лаборатории К. Людвига в Лейпциге. В 1871 г. в Новороссийский университет пришел Иван Михайлович Сеченов. С этого года Натан Осипович оставил за собою только курс анатомии, передав физиологию Сеченову.

Отец Николая Александровича — Александр Николаевич (Натанович) Бернштейн — был известным московским психиатром, учеником С.С. Корсакова. Его деятельность оставила заметный след в психиатрии. Но, кроме эрудиции и творческого вклада в психиатрию, в его трудах ясно просматривается очень широкий круг интересов — от точных до гуманитарных наук и искусства. Вопросы психиатрии и психологии он связывает с передовой для того времени физиологией, с идеями Сеченова.

Нельзя не обратить внимания на то, что детские и юношеские годы Николая Александровича прошли среди людей с широким кругом интересов, в обстановке творческих поисков в науке и серьезного отношения к проблемам воспитания и образования.

В 1919 г. Н.А. Бернштейн окончил медицинский факультет I Московского университета; одновременно изучал математику, естественные науки. По окончании университета сразу же начал службу в Красной армии в качестве военврача. После демобилизации недолго работал психиатром в клинике В.А. Гиляровского, но вскоре перешел в Центральный институт труда, куда был приглашен А.К. Гастевым и К.Х. Кекчеевым в 1922 г. и где через короткое время возглавил лабораторию биомеханики. Основной задачей, поставленной Гастевым перед лабораторией биомеханики, было изучение трудовых движений человека в естественных условиях с целью облегчения труда и повышения его эффективности.

С работы в Центральном институте труда начинается первый период научного творчества Н.А. Бернштейна. Столкнувшись с отсутствием методов, адекватных задаче исследования трудовых движений человека в естественных условиях, молодой ученый разработал и применил новые методы исследования (кимоциклография, циклограмметрия с последующей математической обработкой результатов наблюдений), проявив незаурядный талант изобретателя. Им создан оригинальный математический метод анализа апериодических колебаний, используемый в нейрофизиологии. Предложенные им принципы исследования движений оказались весьма результативными не только при изучении трудовых движений человека, но и при изучении спортивных движений (ходьбы, бега, прыжка), фортепианной игры, при изучении и лечении нарушений моторики в результате ранений и заболеваний нервной системы, при оптимизации протезирования конечностей, а позже и при тренировке космонавтов. Н.А. Бернштейн организовал ряд лабораторий (в Институте экспериментальной психологии, Государственном институте музыкальной науки — ГИМН, Институте охраны труда, Всесоюзном институте экспериментальной медицины — ВИЭМ, Центральном институте физической культуры и др.), развернув широкий фронт биомеханических и нейрофизиологических исследований. Наряду с выходом в практику (например, разработка рабочего места вагоновожатого трамвая) новые данные требовали и нового теоретического осмысления.

В этом плане Н.А. Бернштейну были близки работы академика А.А. Ухтомского. Уже в начале 20-х годов для Бернштейна были очень важны понятия о доминанте, установочно-регуляционной роли, которую Ухтомский отводил нервным ритмам, их усвоению: ведь существенной стороной настройки мускулатуры является предваряющая, упреждающая настройка.

В свою очередь, Ухтомский тоже рано заметил появление на физиологической ниве нового яркого направления исследований. В курсе лекций, прочитанных студентам Ленинградского университета в 1924—1926 гг., он говорил: ’’Молодой русский ученый Н.А. Бернштейн дал блестящий пример того, как надо использовать метод Фишера для полной механической оценки того или иного рабочего движения”. Речь идет об исследованиях Бернштейна, начавшихся с изучения рабочих движений удара молотком и приведших к созданию нового метода исследований движений — циклограммометрии — и новых способов точной обработки полученных результатов. А.А. Ухтомский продолжает: ”Не говоря о технической важности подобной обработки рабочих движений, она представляет вдохновляющий интерес с чисто научной точки зрения. Ни один прежний метод регистрации двигательных реакций организма не дает такой полноты и объективности, как метод циклограммографический. И ни один прежний метод изучения двигательных реакций не обладает такой наглядностью и точностью, как метод циклограммометрии. Нельзя сомневаться, что ему принадлежит громадная будущность”1.

1 Ухтомский А.А. Собрание сочинений. Л.: Изд-во ЛГУ, 1952. Т. 3. С. 161.

Но разработка методов исследования явилась лишь первым шагом долгого и нелегкого пути Бернштейна — пути, который, вопреки внешним трудностям, характеризуется удивительным единством. В конечном счете этот путь привел к результатам, не умещающимся в традиционные рамки физиологии. Движения человека оказались не разбитыми на ’’кванты”, кусочки, а выступили как целостный слитный акт сложной системы, управляемой целью, образом конечного результата этого движения. Объектом изучения оказался уже не нервно-мышечный препарат или даже не движущаяся конечность (как в классической физиологии), а нервный аппарат человека, имеющего свои цели, строящего планы их достижения и реализующего поставленные цели.

Анализ движения в конечном счете перерос из задачи исследования в средство познания законов работы центральной нервной системы. Н.А. Бернштейн считал, что ”... моторика человека может и должна оказаться превосходным индикатором для изучения в ней процессов, происходящих в центральной нервной системе”1. Он подчеркивал, что этот ’’двигательный индикатор высшей нервной деятельности” отличается большой выразительностью, способностью отражать быстротекущие процессы работы мозга. ’’Движение уже перестает быть интересным нам своей чисто внешней феноменологической стороной. Мы уже уловили, что в нем содержится богатейший материал о деятельности ЦНС; правда, содержится он там в зашифрованном виде, но ведь нет такого шифра, которого нельзя было бы раскрыть при достаточном внимании и упорстве, при достаточной воле к этому”?

Особенность подхода Н.А. Бернштейна к изучению того, каким образом мозг управляет движениями, состояла в совершенно новом для того времени выяснении свойств объекта управления. Невозможно изучать, как происходит управление, не изучив детально свойств управляемой системы. Потребовалось много усилий для получения необходимых сведений о биомеханике опорно-двигательного аппарата3. Подчеркивая сложность этого аппарата, его многозвенность и обилие степеней свободы, нелинейные свойства основных характеристик скелетных мышц, Бернштейн обращает особое внимание на отсутствие однозначной связи между иннер-вационными командами и результирующим движением. Уже в первой экспериментальной работе, посвященной биодинамическому анализу удара молотком4, было показано, что любое натуральное движение является чрезвычайно сложным и вариабельным и что в его осуществлении помимо мышечных сил значительная роль принадлежит силам немышечного происхождения — внешним, инерционным и реактивным силам. Поэтому к этому времени исследований центральная нервная система должна использовать какие-то нетривиальные способы управления с тем, чтобы траектория рабочей точки (молотка) была каждый раз постоянной при изменяющихся условиях.