Николай Бернштейн родился 5 октября (по новому стилю) 1896 г. в Москве в семье потомственного врача. Его отец, Александр Николаевич Бернштейн (1870–1922), был известным в начале ХХ в. психиатром и психологом, одним из зачинателей экспериментальной психологии в России.

Первенец Бернштейнов Николай тянулся к литературе, музицировал, поступил на историко-философский факультет Московского университета. Но началась Первая мировая война, и родители с огромным трудом убедили его перевестись на медицинский факультет, чтобы идти на фронт, по крайней мере, не в качестве пушечного мяса. В 1919 г. проучившихся всего четыре года студентов-медиков выпустили ускоренным порядком и отправили на фронт. Николай попал на Восточный (Уральский). В начале 1921 г. его демобилизовали, и, вернувшись в Москву, он сначала решил идти по стопам отца. В первой главе рассказывается о работате Бернштейна-младшего в Психоневрологическом институте и психиатрических клиниках.

Однако гораздо больше, чем практическая медицина, его привлекали исследование и эксперимент. И когда бывший однокашник Крикор Хачатурович Кекчеев (1893–1948) позвал его работать в недавно созданный Центральный институт труда (ЦИТ), Николай Бернштейн сразу согласился. Основатель этого института Алексей Капитонович Гастев (1882–1939) – профессиональный революционер, культуртрегер, борец за новую культуру труда – представлял производство как экспериментальную лабораторию по созданию эталонов, или «нормалей», эффективных рабочих операций. ЦИТ стал лидером движения за научную организацию труда (НОТ) не только в Москве – по его методикам было обучено около полумиллиона рабочих в металлопромышленности. По замыслу Гастева, изучение движения должно начинаться с его «фотографии» – записи механических параметров движения, по которой можно было бы найти его оптимальную конструкцию. Во второй главе «Культ и культура труда» расссказывается о работе Бернштейна в ЦИТе над созданием «нормалей» двух операций: удара молотком по зубилу и опиловки напильником.

Новая культура труда и новая наука создавались в такое время, когда даже электрическую лампочку было непросто достать. Обнаружив незаурядную изобретательность, Бернштейн из ничего мастерил аппаратуру и значительно усовершенствовал технику съемки и анализа движений. Помогло образование и технические хобби: учась на медицинском факультете, он слушал курсы механико-математического. Николай был одним из первых в стране радиолюбителей, чертил схемы, паял, делал радиоприемники. У него было еще одно хобби – мосты и паровозы. С братом Сергеем, будущим инженером-мостостроителем, они бродили по паровозным кладбищам, которые во множестве появились в Москве после гражданской войны, делали чертежи и рисунки. А еще братья получили прекрасное музыкальное образование, и Николаю оно пригодилось, когда нужно было на слух определять частоту вращения одного из элементов съемочной аппаратуры, так называемого обтюратора.

В записи движений Бернштейн шел по стопам предшественников – французов Этьена-Жюля Марея и Жоржа Демени. Они одевали человека в черное трико, к которому были прикреплены электрические лампочки, и фотографировали его движения через равные промежутки времени. На снимке получались святящиеся линии – словно график движения каждого сочленения в пространстве. Это было похоже на «лупу времени»; назывался метод «циклографией». Немецкие анатомы Вильгельм Брауне и Отто Фишер подвергли получившиеся кривые математическому анализу. По этому же пути пошел Бернштейн. Он усовершенствовал технику съемки, чтобы получать больше точек и фаз движения, а значит, увеличивать разрешающую способность «лупы времени».