为了说明胃中的消化过程，巴甫洛夫对“假饲”的结果从来就没有满意 过。他将收集到的胃液加热到体温的程度，投入食物，便可以看到它们消化 的过程。但是，这样还不能全面了解胃的功能，因为它看不出真正的食物进 入胃腔后胃液是怎么分泌的。1893年，巴甫洛夫首次想到，从胃壁裁开一小 块，把它缝合成一个与胃腔隔开的盲袋状小囊，小囊的开口在腹部皮肤之外。 这个小囊与大胃的胃腔之间由胃内壁粘膜隔开，食物通过大胃时不会掉进小 囊。但小囊与大胃之间保持着血液循环和神经联系，因此，从小囊开口可以 得到纯净的胃液，而小囊的胃腺分泌活动就象一面镜子一样反映出整个胃的 胃液分泌情况。制造这样一个小囊，曾经遇到许多技术上的困难，耗费了半 年多时间，死了三十多条狗。一些同事都认为不可能成功了，劝巴甫洛夫放 弃这个设想。但他坚持下去，终于获得成功。1894年，巴甫洛夫成功地完成 了这个著名的实验，制成分离的小胃。人们把这个小囊称做“巴甫洛夫小胃”， 或简称为“巴氏小胃”。
在安装小胃的狗身上进行的许多实验证明：被吸收的食物数量、种类和 胃液数量有密切关系。消化腺使自已的活动性质以及分泌液的物质极其精确 地适应于食物的量、类别和质。这种实验获得了关于消化腺分泌的全过程和 消化液成份的基本材料，为搞清神经系统对整个消化过程的调节机制奠定了 基础，对于营养学和医学有重大价值。
从1895年起。巴甫洛夫转向更多地研究其他消化腺和消化过程的整个联 系。经过多年坚忍不拔的努力，巴甫洛夫终于揭开了消化生理的秘密，阐明 了完整机体在正常生活条件下消化机能的内在规律；他所创造的慢性实验 法，不仅使消化生理学焕然一新，也促进了整个生理学的改造和发展。
1897年，使他成名的著作《主要消化腺活动讲义》出版了。这部著作是 巴甫洛夫二十年来实验室工作的总结。这本著作出版后，立刻在国外被译成 好几种外国文字，几千封祝贺信从世界各地雪片似地飞来。这一年，巴甫洛 夫终于获得了军医学院生理学正教授的职位。
1904年，巴甫洛夫由于在消化生理学方面的卓越成就而荣获诺贝尔奖 金。他是世界上第一个领受诺贝尔奖金的生理学家，也是第一个领受诺贝尔 奖金的俄罗斯科学家。但由于巴甫洛夫具有民主主义思想，支持青年学生的 革命活动，受到沙皇官吏的敌视。他申请过彼得堡大学（谢切诺夫离去后出 缺）生理学讲座，可是他的申请遭到了拒绝。巴甫洛夫很感悲伤，他感到遭 受屈辱的苦味。沙皇政府的大臣吉里亚诺夫拒绝批准他担任托姆斯克大学的 生理学讲座。由于另一个大臣的出面请求，吉里亚诺夫竟把这个职位给了不 出名的梵里基。这件横行的事件引起了医学界进步人士的抗议。《医生》报 上的一篇文章说“对于一个动物学博士梵里基被任命担任托姆斯克大学的生 理学讲座……原来准备任命医学院生理学讲师巴甫洛夫来担任这个职位的计 划并未得到实现，我们不能不表示深切的遗憾。巴甫洛夫曾经长时期被公认 为俄国最好的生理学家之一，而且这里有很多理由可以证明他的优越资格， 他不仅是一位医学博士，而且还是一位自然科学硕士，此外他又在波特金病 院里不断地工作，并在进行工作中辅导别人。我们还知道，不任命巴甫洛夫， 已经使在这类事件中极有经验的公正人士像伊·米·谢切诺夫教授都感到惊 奇”。
后来，生理学家巴甫洛夫先后被托姆斯克大学、华沙大学选为物理学讲 座的教授，但他都没有去。不久（1890年），他被任命为军医学院药物学教 授。在这个职位上他工作了多年，直到转为该院生理学讲座为止。巴甫洛夫 主持这个生理学部门连续长达30年之久。
1891年，巴甫洛夫受聘组织并主持新设的实验医学研究院的生理学部 门，这是他个人一生和科学事业中的一个重要事件。他做这个部门的主任有 45年之久，一直到他一生的结束。关于消化腺的典范实验，主要是在这里进 行的，这个实验把他的名子传遍全世界。接下来巴甫洛夫关于条件反射的研 究工作，大部分也是在这里做的。这一研究工作，使他的名字永垂不朽，而 且为他的祖国科学界赢得了荣誉。
巴甫洛夫的科学成就对沙皇政府并没有起过重要作用，他所有的科学成 就在国内国外被承认了很久才受到沙皇俄国官方机关的正式承认。被国内外 科学家公认的杰出的生理家在46岁那年才当上生理学教授。1901年，巴甫 洛夫被选为科学院通讯院士。他成为科学院正式院士，也是在他获得诺贝尔 奖金三年以后的事情。在理论科目的主任中间，只有巴甫洛夫不得享用政府 住宅。虽然官吏慑于巴甫洛夫在全世界的生理学威望，不得不以虚伪的殷勤 态度对待他，但他们始终不断地对这位全世界闻名的“俄罗斯伟大生理学家 进行阴谋，他们一贯煽动各种 ‘上流社会’的妇女反对巴甫洛夫在动物身上 所作的实验，认为这是“罪恶”。正是由于她们的反对，使巴甫洛夫在出力 最大的俄罗斯医师公会选举遭到失败。
科学是没有国界的，巴甫洛夫的成就为世界各国所公认。1907年，英国 皇家学会选他为最高级院士和外国籍会员。从此，牛津大学和其他各国大学 选派优秀学生，前往追随巴甫洛夫就学。在他主持的研究部门里先后有300 多位国内外的生理学家和医学家来学习。1908年后，巴甫洛夫每讲授一小时 课程的讲义，都当即被译成英、德、法等国文字分发给各国学府。
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