Все работы по физиологии, проведенные Павловым на протяжении почти 65 лет, в основном группируются около трех разделов физиологии: физиологии кровообращения, физиологии пищеварения и физиологии мозга.

Эти разделы одной и той же науки кажутся разобщенными и разнородными. Однако интересы Павлова к физиологии мозга, к открытию механизмов мозговой деятельности являлись совершенно естественным результатом первоначальных поисков нервных механизмов в работе внутренних органов. Только раскрыв нервный механизм простейших функций организма, по мнению Павлова, можно было разрешить проблему мозговой деятельности. Такая логика исследования вполне вписывалась в общую механистическую картину мира, столь характерную для ньютоно-картезианской парадигмы в целом.

Работы Павлова по кровообращению связаны, главным образом, с его деятельностью в клинике знаменитого русского клинициста Сергея Петровича Боткина. Они продолжались с 1874 по 1885 год. Боткин был не только выдающимся клиницистом своего времени, но и имел склонность к экспериментально-физиологической проверке тех идей, которые возникали у него на основании медицинской практики. С этой целью Боткин и пригласил Павлова. Под лабораторию была выделена бывшая деревянная баня клиники. Хотя Павлов до этого интересовался исключительно вопросами пищеварения, здесь он целиком отдался изучению механизмов сердечно-сосудистой системы. Боткин ставил перед Павловым вполне определенные задачи: он должен был дать физиологическую оценку целому ряду новых для того времени фармакологических средств. Особенный акцент в этих исследованиях Боткин ставил на проверке народных средств. Русская баня и лекарства знахарей – вот обстановка и предмет исследования молодого ученого Павлова, только что вернувшегося из благополучной Германии.

Одно из ключевых открытий было сделано, когда Павлов решил опробовать на собаках так называемые ландышевые капли. Какая знахарка, в какой русской глубинке лечила ими своих пациентов – не известно. Но клиницисту Боткину, увлеченному народной медициной, нужно было узнать всю физиологическую подоплеку действия подобного препарата. По своему внешнему виду вся эта деятельность в бане напоминает какую-то средневековую алхимию с ее вечными поисками эликсира молодости. Невольно вспомнишь Бердяева, который видел генезис современной европейской науки еще и в языческом магизме.

Первым серьезным открытием, которое создало славу Павлову, было открытие так называемого усиливающего нерва сердца. До Павлова было известно, что сердце регулируется в своей работе блуждающим нервом. Этот факт особенно подробно был исследован братьями Вебер, с именами которых связано открытие тормозящего действия блуждающего нерва на сердце. Экспериментируя на собаках, Павлов обратил внимание, что при раздражении некоторых симпатических нервов сердце начинает сокращаться более сильно, не изменяя, однако, при этом ритма своих сокращений. Получилось исключительное усиливающее действие. Замечательным было также и то, что уже остановившееся сердце могло быть вновь приведено в действие, если раздражать этот нерв. Это явление особенно отчетливо выступало в тех случаях, когда сердце останавливалось под влиянием каких-либо фармакологических средств, как, например, под влиянием пресловутых ландышевых капель. Естественно возникает вопрос: не эти ли капельки использовал знаменитый брат Лоренцо из «Ромео и Джульетты», когда хотел создать видимость смерти?

Открытие усиливающего нерва послужило исходным толчком для целого ряда работ, которые впоследствии создали научное направление под именем учения о нервной трофике. Позднее этот нерв получил название «нерва Павлова». Весь этот цикл работ, посвященный иннервации сердца, был оформлен в виде докторской диссертации под общим названием «Центробежные нервы сердца».

Затем Павлов приступает к экспериментам, касающимся пищеварительных процессов. Эксперименты проводят над собаками в той же деревенской бане во дворе Боткинской больницы. Результат должен быть конкретным и, главное, тут же использоваться в медицинской практике самой клиники.

До Павлова физиология пищеварения была одним из отсталых разделов науки. Существовали лишь весьма смутные и фрагментарные представления о закономерностях работы отдельных пищеварительных желез и всего процесса пищеварения в целом. Изучая влияние приема пищи на кровяное давление собак, Павлов отказался от традиционных опытов, при которых обычно применялся наркоз. Такие опыты не давали возможности судить о правильности сведений, получаемых экспериментатором. Путем длительных тренировок Павлов добился того, что стало возможным без всякого наркоза препарировать тонкие артериальные веточки на лапах подопытной собаки, а значит, в течение всего эксперимента объективно и точно регистрировать кровяное давление животного после самых разных воздействий.

Эти нововведения Павлова не обошлись без курьезов. Некоторые наблюдатели, присутствовавшие на опытах, решили, что перед ними ненормальный исследователь, и написали жалобу в полицейское управление.

Наиболее полно в лаборатории Павлова была разработана физиология слюнных, желудочных и поджелудочных желез. Тогда родился известный всему миру павловский метод хронических фистул – искусственно созданных свищей. Весь пищеварительный тракт животного Павлов сделал доступным экспериментатору для самых разнообразных исследований. При этом изуродованное животное продолжало совершенно естественно вести себя в станке, в общей лабораторной обстановке.

Так, обычные приемы получения слюны, употреблявшиеся до Павлова, заключались в том, что у животного, находящегося под наркозом, раздражался нерв, управляющий слюновыделением, и в результате этого раздражения из протока нужной железы вытекала слюна. Подобный способ никак не мог удовлетворить Павлова, поскольку он не мог отразить сложных отношений животного к разнообразным условиям действительности, в частности, к разнообразным сортам пищи. Основным принципом физиолога была установка: изучать животный организм в его целостном, естественном поведении. Соответственно этому, изучение всех физиологических проявлений организма должно было производиться в условиях, максимально приближающихся к естественным условиям жизни животного.

Собака Павлова – это своеобразная механистическая модель, но модель такая, в которой должна была оставаться вся энтропия, весь хаос непосредственного бытия. Физиолог, с одной стороны, пытался остановить жизнь, а с другой, – хотел уловить ее в непосредственном развитии. Получалась схема: жизнь – нежизнь. Вот, наверное, откуда крепко сжатые кулаки на картине Нестерова. Эти старческие пальцы словно хотели поймать неуловимое.

Знаменитый мифолог и культуролог М. Элиаде в своей книге «Кузнецы и алхимики» так охарактеризовал естественные науки XIX века: «…идеология новой эпохи, сконцентрированная вокруг мифа о бесконечном прогрессе, обещанном экспериментальной наукой и индустриализацией, эта идеология, которая доминирует во всем XIX в. и вдохновляет его, вновь использует и усваивает, вопреки радикальной секуляризации тысячелетнюю мечту алхимика. Именно в специфической догме XIX в., – что истинная миссия человека состоит в том, чтобы менять и трансформировать Природу, что он может действовать лучше и быстрее Природы, что он призван стать хозяином Природы, – именно в этой догме следует искать подлинное продолжение мечты алхимиков».