Павлов вскрыл основной порок подобных экспериментов и лежащего в их основе топорного и малопродуктивного экспериментального метода, почти единственного, к которому прибегали физиологи в прежние времена (нередко в специальных целях используют даже в настоящее время) при исследовании роли и закономерностей деятельности органов и систем простого и высокоразвитого организмов. «Нельзя равнодушно и грубо ломать тот механизм,— писал он,— глубокие тайны которого держат в плену вашу мысль долгие годы, а то и всю жизнь. Если развитый механик часто отказывается от прибавления и видоизменения какого-нибудь тонкого механизма, мотивируя это тем, что такую вещь жалко портить, если художник благоговейно боится прикоснуться кистью к художественному произведению великого мастера, то как того же не почувствовать физиологу, стоящему перед неизмеримо лучшим механизмом и недостижимо высшим художеством живой природы» [¹ И. П. Павлов. Живосечение — «Реальная энциклопедия медицинских наук», 1907, т. VII, стр. 19.]. Вивисекционный, или острый, опыт Павлов считал несовершенным способом познания закономерностей работы тех или иных органов и систем организма по той причине, в частности, что «простое резание животного в остром опыте, как это выясняется теперь с каждым днем все более и более, заключает в себе большой источник ошибок, так как акт грубого нарушения организма сопровождается массой задерживающих влияний на функцию разных органов» [⁸ И. П. Павлов. Полн. собр. трудов, т. I, стр. 33.]. Поэтому такой опыт во многих случаях непригоден даже для получения безупречных аналитических данных, не говоря уже о синтетических.

Обладая виртуозной техникой вивисекционного эксперимента (Сеченов считал Павлова лучшим вивисекционистом среди современных ему физиологов Европы), Павлов тем не менее первый в мировой физиологии ввел в практику физиологических исследований как систему так называемые хронические эксперименты, т. е. эксперименты на неповрежденных животных или на животных, заранее оперированных по всем правилам асептики и оправившихся от операции, практически здоровых. Эти эксперименты дают возможность во многих случаях лучше, чем в острых опытах, производить тончайшее аналитическое исследование функций отдельных органов, а главное — совершенное синтетическое исследование сложнейших функций организма. Другими словами, экспериментатор может при этих условиях многостороннее и детальнее исследовать функции тех или иных органов и систем в здоровом и целостном организме, в живой связи н взаимодействии этих органов и систем со всеми остальными, в естественных условиях их работы, исследовать физиологические процессы в нормальной динамике, выявить закономерности деятельности органов и систем организма в натуральном, неискаженном виде. Павлов считал, что организм как интегральное целое, как олицетворение тончайшей целесообразной связи и взаимодействия между многочисленными и многообразными его частями, не может остаться индифферентным к разрушающим агентам и должен в своих интересах усилить одни деятельности, тормозить другие, сосредоточиться на спасение того, что можно в таких критических для него моментах. Являясь большой помехой даже для аналитической физиологии, это обстоятельство становится «непреодолимым препятствием для развития синтетической физиологии, когда понадобится точно определить действительное течение тех или других физиологических явлений в целом и нормальном организме» [³ И. П. Павлов. Полн. собр. трудов, т. II, стр. 33.]. 

До Павлова лишь отдельные физиологи (например, Гейденгайн, Гольц, Лючиани) производили подобные хронические эксперименты, к тому же весьма редко, зачастую в несовершенной форме. Это было исключением из общего правила использования острых опытов в физиологии и господствовавшего в ней направления аналитических исследований. Иначе обстояло дело у Павлова. Будучи искусным мастером вивисекционного опыта и филигранного анализа функции отдельных органов в таких опытах, он решительно отказался от него как основного метода физиологических исследований и в качестве такового столь же решительно стал использовать хронический эксперимент, создавая при этом целую галерею оригинальных и остроумных его образцов и, возведя его в ранг научного принципа. Он первый в мире стал на путь последовательного и целеустремленного синтетического исследования функций организма в хроническом эксперименте, точнее — он дополнил аналитический подход к изучению функций сложного организма синтетическим и создал тем самым единый, по существу своему диалектический метод познания физиологических закономерностей. Это и есть метод Павлова, самый совершенный и плодотворный научный метод в физиологии, неизменно обеспечивавший своему творцу богатейший «урожай» ценнейших фактических данных в любой области физиологии, к которой он прилагал свои чудодейственные руки и острый, могучий ум.

В научном методе И. П. Павлова воплощены основные черты его мировоззрения, его взгляды на целостность организма и на единство организма с окружающей средой — взгляды, которые роднят его с виднейшими представителями передовой материалистической биологии и философии века, в первую очередь с Дарвиным, Сеченовым, Тимирязевым. «Животный организм,— говорил Павлов,— представляет крайне сложную систему, состоящую из почти бесконечного ряда частей, связанных как друг с другом, так и в виде единого комплекса с окружающей природой и находящихся с ней в равновесии» [⁴ И. П. Павлов. Полн. собр. трудов, т. II, стр. 252.]

Павлов вовсе не отрицал известной положительной роли аналитического метода исследования функций в познании тех или иных частных закономерностей работы отдельных органов сложного организма. Он писал: «Задачей анализа было возможно лучше^ ознакомиться с какой-нибудь изолированной частью; это было его законным долгом; он определял отношения этой части ко всем возможным явлениям природы» [⁵ И. П. Павлов. Полы. собр. трудов, т. I, стр. 362.]. Но этого недостаточно. Несмотря на известную пользу подобного анализа в такого рода физиологических исследованиях физиология органов была порядочно-таки этим анализом «запутана». Вот почему следовало переходить к синтетическому методу исследования, вернее — дополнить аналитический метод синтетическим и исследовать функции организма как единого целого.

Как мы увидим, зачатки этого прославленного научного метода появились еще в самых ранних исследованиях Павлова, посвященных физиологии кровообращения. 

Доведенный до степени зрелости и совершенства этот метод обеспечил Павлову полный успех в классических исследованиях по физиологии пищеварения и принес ему мировую славу.

Как бы подводя итоги применения этого метода в изучении физиологии пищеварения и предвидя яркие перспективы его применения в намечавшемся новом периоде деятельности, в период перехода к новому, неизмеримо более сложному объекту исследования — мозгу, Павлов писал: «После периода аналитической работы мы вступили безо всякого сомнения в период синтетический [...] Судя по тому, что мы уже знаем, синтез, широко примененный ко всему организму как новый метод, окажет великую помощь будущим физиологическим исследованиям; он сделается энергичным подстрекателем для других изысканий, для других исследований [...] Цель синтеза — оценить значение каждого органа с его истинной и жизненной стороны, указать его место и соответственную ему меру [...] Синтез, следовательно, осуществляется в двух родах физиологического исследования. С одной стороны, жадно стараются изучить деятельность организма в целом- и его частей в строго нормальных условиях и в связи с этими условиями. В виде примера этого метода я позволю себе указать на современную работу над изучением функций всех пищеварительных желез. С другой стороны, ставят перед собой и разрешают проблемы, имеющие целью нейтрализовать, удалить зло, причиненное организму тем или иным серьезным нарушением; таков случай выживания ваготомированных животных»[⁶ И. П. Павлов. Полн. собр. трудов, т. I, стр. 362—363.