1870 年, 巴甫洛夫还没有在神学院毕业, 就转而进了彼得堡大学.他先学习物理和数学, 然后又改学生理学.大学毕业后, 他一边在军医学院当助教, 一边学习军医学院的医学课程.這一段学习生活对巴甫洛夫來說十分重要, 因为他不仅积累了广博的知识, 还学会了使用手术刀.1884 年到1886 年他又到德国去进修了两年.
回到军事医学院后, 他开始研究消化生理, 探索出控制消化腺分泌, 特别是胃液分泌的神经机制.1889 年, 他进行了一项著名的实验: 在一只狗的脖子上开一个口子, 把食管切断.然后, 把這两个断头接到皮肤外头來.這样, 食管被切断后, 给狗喂食物时, 食物不会进到胃里, 而是从切口处掉到了外面.通过這个实验发现, 食物虽然不能到达胃里, 可是胃液还是分泌了出來.這个实验告诉人們: 胃液的分泌不是食物刺激的结果, 而是食物刺激了口中的味觉神经, 味觉神经將信号传达到了大脑, 大脑控制着胃液的分泌.由於巴甫洛夫的這项研究揭示了消化生理的详细情况, 因而获得了1904 年的诺贝尔医学与生理学奖.
這时候, 巴甫洛夫又把他的研究兴趣转移到了大脑上.
食物刺激口中的神经导致胃中的一系列反应, 也被称为无条件反射.這就像灰尘落进眼睛里, 人就会眨眼一样, 是与生俱來的反射, 不需要任何训练就会产生, 动物和人都是這样.
可是, 巴甫洛夫进行了這样一项实验:
在给狗喂食之前, 打开电灯.你可以想象, 狗是不会流唾液的.可是, 在打开灯以后, 紧接着给狗喂食, 它的唾液就流了出來.
以后, 凡是给狗喂食时候, 就打开电灯, 也就是让灯光和食物总是同时出现.這样重复多次以后, 只要灯光一亮, 即使没有食物, 狗也会流出口水來.狗已经把灯光同食物的出现联系了起來, 所以, 对灯光像对食物一样起反应, 這就是条件反射.
巴甫洛夫经过深入细致的研究, 证明了条件反射是高级神经活动的基本形式.他创立了条件反射学说, 也就是高级神经学说.他的研究, 弄清了许多复杂的问题, 对生理学和医学都是巨大的贡献.
巴甫洛夫在一生中, 做了大量的生理学实验, 他86 岁时, 写下了一份遗嘱.這个遗嘱不是写给他自己子女的, 而是把自己的经验和希望留给献身科学事业的青年.
1936 年2 月27 日, 巴甫洛夫与世长辞了.他的一生, 正像他在遗嘱中要求青年去做的那样:
"科学要求人們花费毕生的精力.即使你有两倍的寿命, 仍然是不够用的."
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