«Одна из главных потребностей нашего времени, – писал А. И. Герцен, – обобщение истинных сведений об естествознании. Их много в науке, их мало в обществе. Надобно втолкнуть их в поток общественного сознания; надобно сделать их доступными. Нам кажется почти невозможным без естествознания воспитать действительно мощное умственное развитие» [60]. Активно пропагандировал вопросы естествознания журнал «Современник», который с 1853 по 1862 г. редактировал Н. Г. Чернышевский.
Значительный рост интереса к естествознанию среди российской молодежи нашел выражение, в частности, в быстром росте числа вольнослушателей университетов и Медико-хирургической академии. Их привлекали именно естественнонаучные дисциплины: физика, химия и прежде всего физиология.
Не удивительно, что в этой обстановке И. М. Сеченов (1829-1905), окончивший Военно-инженерное училище в Петербурге и начавший службу в Киевской саперной части, оставил не без труда военную службу и поступил в Московский университет на медицинский факультет для изучения физиологии. Три важные проблемы стояли в центре внимания И. М. Сеченова на протяжении его научной деятельности: газообмен в крови, вопросы физиологии труда, центральное торможение рефлекторной деятельности. Исследования газообмена проводились И. М. Сеченовым в связи с работой над диссертацией на тему «Материалы для будущей физиологии алкогольного опьянения (отравления)». Работы И. М. Сеченова по газообмену в крови явились отправным пунктом для последующих мероприятий по кислородному обеспечению высотных полетов, а также погружения на большие глубины водолазов, выполнения кессонных работ и др. Эти исследования И. М. Сеченова легли в основу последующего развития авиационной физиологии и медицины, а затем, в наши дни, космической физиологии и медицины.
Исследования И. М. Сеченова по физиологии труда («Очерк рабочих движений человека», 1901, и др.) были связаны с общественными мотивами – желанием физиологически проверить и обосновать «три восьмерки» — основное в то время требование рабочего движения: 8 ч. для работы, 8 ч. для отдыха и 8 ч. для сна. Работы И. М. Сеченова и его продолжателей послужили основой для развития впоследствии гигиены труда.
Главной научной заслугой И. М. Сеченова явилось экспериментальное установление факта центрального торможения рефлекторной деятельности. За 25 лет до опытов И. М. Сеченова о центральном торможении в порядке умозрительной догадки писал А. М. Филомафитский (1836). Приближались к этому открытию сотрудник А. М. Филомафитского А. Н. Орловский, учитель И. М. Сеченова, и германские физиологи Макс и Вильгельм Вебер. Экспериментируя на лягушках, И. М. Сеченов установил в 1862 г. в зрительных буграх головного мозга нервные центры, которые позднее получили название «сеченовских» и раздражение которых – механическое, термическое, электрическое – вызывает торможение рефлексов. Задачи, которые ставили И. М. Сеченов, выходили далеко за пределы физиологических процессов. Первоначально он назвал свои экспериментальные открытия «Попытка свести способ происхождения психических явлений на физиологические основы», затем «Попытка ввести физиологические основы в психические процессы». Царская цензура решительно запретила эти формулировки, явно говорившие о материалистической направленности исследований. Кроме того, было запрещено опубликование работы в журнале «Современник», имевшем широкий круг читателей. Напечатать ее разрешили в менее распространенном официальном журнале медицинского департамента «Медицинский вестник» под более осторожным Названием «Рефлексы головного мозга» (1863). Но когда труд был выпущен отдельным изданием, И. М. Сеченов все же был привлечен к ответственности за распространение «материалистической теории». В вину ему была поставлена и слишком низкая цена книги как свидетельство намерения «сделать свою теорию доступной для публики». Сеченова обвинили в стремлении разрушить «моральные основы общества в земной жизни и тем самым религиозный догмат жизни будущей». В течение всей жизни И. М. Сеченову приходилось много раз менять место работы; он подвергался преследованиям со стороны царских властей и нападкам реакционных публицистов. Друг Сеченова Н. Г. Чернышевский обрисовал его в романе «Что делать?» в образе передового ученого Кирсанова. Произведения И. М. Сеченова «Элементы мысли», «Кому и как разрабатывать психологию» и др. положили начало последовательно-материалистической трактовке вопросов физиологии и психологии. Основные принципы материалистической физиологии Сеченова сформулированы в следующих положениях: 1) «все акты сознательной и бессознательной жизни по способу происхождения суть рефлексы» [61]; 2) «организм без внешней среды, поддерживающей его существование, невозможен, поэтому в научное определение организма должна входить и среда, влияющая на него» [62].