Отношение Бернштейна к физиологу старшего поколения Ивану Петровичу Павлову (1849–1936) всегда было сложным. Начиная с 1924 г. Николай Александрович резко критиковал его теорию условных рефлексов. Понятие условного рефлекса он считал глубоко искусственным – артефактом, полученным в лаборатории, на обездвиженных животных, помещенных в «станок» и находящихся в «башне молчания». Рефлекс, считает Бернштейн, «это не элемент действия, а элементарное действие», появившееся на свет «там же, где возникло первое в мире „элементарное ощущение“ <…> в обстановке лабораторного эксперимента»[13]. В полемике с Павловым он писал книгу «Современные искания в физиологии нервного процесса»; во Всесоюзном институте экспериментальной медицины в 1936 г. была запланирована их дискуссия. Но Павлов умер. К тому же после убийства Кирова в стране усилились репрессии против интеллигенции. И Бернштейн отдал распоряжение в типографию: рассыпать набор книги. Об этом рассказывается в четвертой главе книги «Современные искания».
Ученый не только обладал прекрасной математической подготовкой, он и мыслил как математик, переводя сложные явления в кажущиеся простыми изящные теоретические идеи. Такими идеями стали принцип сенсорных коррекций, определение двигательной координации как преодоления избыточных степеней свободы, принцип «равной простоты движения». Привыкший думать точно и теоретично, он не мог не заметить, какими устаревшими выглядели используемые в физиологии модели. Такие, например, как идея «одно-однозначного» (или взаимно-однозначного) соответствия в теории условного рефлекса, когда замыканию одной условно-рефлекторной связи ставилась в соответствие одна нервная клетка мозга. Бернштейн пытался показать, насколько ушла вперед математика в создании теоретических моделей, насколько больше возможностей она могла бы предоставить физиологии. Новую физиологию он назвал «структурной», об этом – в пятой главе «Структурная физиология».
Ученого часто критиковали те, кто отказывался понимать, зачем физиологии формулы и уравнения. Время для союза математики и биологии настало позже, после войны. Тогда новое поколение биофизиков и кибернетиков занялось, по выражению Бернштейна, «выращиванием биологических глав математики». Они показали, что для вычерпывания информации из внешнего мира мозг может использовать чрезвычайно сложные операторы – например, для того чтобы разделять существенные и несущественные для организма переменные. Стало ясно, что движение может регулироваться не только из центра в головном мозге, но и на основе «принципа неиндивидуализированного управления» или прини-ципа «функциональных синергий», позволяющих с легкостью решить задачу «преодоления избыточных степеней свободы».