Общие законы естествознания и трудовая активность

Из краткой характеристики физиологических основ работоспособности и тех факторов, от которых она зависит, видно, что, воздействуя на названные факторы, можно в известной мере управлять физиологическими процессами, от которых зависит уровень работоспособности. Чтобы направлять физиологические процессы в сторону повышения работоспособности и производительности труда, надо знать и уметь применять законы, которым подчиняется жизнедеятельность и трудовая активность человека.

Наряду с качествами, характерными для всего живого (потребление энергии, обмен веществ, раздражимость, размножение и др.), человеку свойственна способность трудиться. Причем превращения энергии в связи с выполнением рабочих движений, восстановление сил после работы и тому подобные процессы происходят согласно специфическим законам, действующим в пределах единой сложной системы организма человека (живая система). В живой системе также действуют общие физические законы. Но только с их помощью полностью уяснить условия существования и активности живой системы невозможно, а следовательно, невозможно и эффективно управлять процессами в этой системе. Рассмотрим некоторые примеры. Закон сохранения энергии, несомненно, приложим к жизнедеятельности организма человека. Но если бы при рационализации труда мы ограничились стремлением к экономии расхода энергии, то это было бы неправильно, так как критерий рациональности трудовой активности — не энергетический расход, а производительность труда и устойчивость функций, установившихся на новом уровне интенсивности и взаимодействия между собой.

Согласно всеобщим законам термодинамики в любой замкнутой системе происходит рассеяние энергии (энтропия), приводящее к выравниванию температур внутри системы и уменьшению градиентов всех видов энергии. Живой организм представляет собой открытую систему, в нее поступает энергия из внешнего мира. Но поступившая в организм энергия не просто рассеивается, а используется для усложнения строения системы и для замедления энтропии.

Всеобщие законы кибернетики приложимы и к живым системам. Но и здесь имеется ряд особенностей. В трудовой деятельности, в трудовых и в повседневных движениях человека редко можно наблюдать процесс «регулирование по ошибкам», допускаемым при осуществлении траектории движения. Большей частью регулирование выполняется по первым и вторым производным от траекторий и но напряжению мышц. Как пример регулирования движения по отклонениям от заданной траектории можно привести электронавигационный прибор для автоматического удержания корабля на заданном курсе. Действие этого прибора (авторулевого) основано на автоматическом включении рулевого устройства при отклонении корабля от заданного курса. В устройстве авторулевого прибора, как и других подобных автоматических устройств, регулирующихся по отклонениям от заданной траектории, предусмотрено некоторое допускаемое «рыскание» управляемого движущегося объекта относительно основного направления движения. В хорошо освоенных движениях человека подобное рыскание отсутствует. Оно может временно проявляться в неумелых движениях на первых стадиях упражнения.

Например, при обучении письму вначале учащийся контролирует свое движение по видимым ему крупным отклонениям начертаний букв от образцов, имеющихся в прописях. Но после  некоторого периода упражнения учащийся не допускает заметных крупных отклонений в начертаниях букв. Теперь он регулирует свои движения по другому, более точному и надежному ориентиру. Он запомнил не только начертания букв и соответствующие траектории кончика пишущего прибора, но и должные изменения во времени напряжений различных мышц, участвующих в написании букв. Регуляция (письма происходит на основе тех ощущений, которые человек воспринимает от сокращения мышц. Эти ощущения быстро сигнализируют человеку об отклонениях в развитии мышечных сокращений (и соответствующих напряжений) от должной их последовательности и позволяют пишущему еще раньше, чем будет совершена ошибка в написании буквы, внести коррекцию в распределение мышечных напряжений. Мышечные напряжения становятся причиной ускорений частей тела работающего человека и инструмента, находящегося в его руке. Эти ускорения можно определить, если с помощью кино- или циклографии зафиксировать график прохождения во времени рабочей траектории и найти вторую производную полученной функции.

В искусственных технических моделях, которые применяются для изучения и демонстрации некоторых сторон саморегуляции в живых системах, есть блок программирования деятельности. В этом блоке содержится заранее составленная конструкторами программа. Программирование в живой системе и в организме человека постепенно развивается и уточняется в процессе взаимодействия с внешней средой.

Развивающиеся живые системы обладают исторически развивающимся механизмом программирования. Принцип историзма в свое время успешно ввел в естествознание Ч. Дарвин, разъяснив на этой основе происхождение различных видов животных и растений. Этот принцип в своеобразном преломлении действителен и в анализе физиологических основ учебной и трудовой деятельности человека. Своеобразие закономерностей, которым подчинены процессы в живых системах, обусловлено особенностями строения и функций организма.

Основной морфологической единицей в строении организма является живая клетка. Каждой клетке вообще свойственны все функции живого вещества. В связи с этим заметим, что в природе существуют организмы, построенные из одной клетки (одноклеточные), которые выполняют все типичные жизненные функции. Но в многоклеточном организме между клетками существует функциональное различие, клетки эти дифференцированы в отношении выполнения основных специальных функций. В результате различные клетки организма человека специализированы на преимущественное выполнение какой-либо одной из жизненных функций. Таким образом существуют клетки, основная специальная функция которых — раздражимость, это—нервные клетки; клетки со специальной функцией движения — мышечные клетки; клетки, выполняющие специальные функции обеспечения опоры — костные, хрящевые клетки и т. д. Однородные клетки, объединяясь, образуют ткани; из различных тканей строятся органы, выполняющие ограниченный круг физиологических функций. Органы, объединяясь, образуют единицы высшего порядка — системы, выполняющие основные физиологические функции: дыхания, кровообращения, пищеварения, движения, связи взаимодействующих органов и систем и др. Для ознакомления с основами возрастной физиологии труда первостепенное значение имеют нервная и мышечная системы.