Второй период жизни И.П. Павлова характеризуется его работами в области физиологии пищеварения, они-то и принесли ученому настоящую славу. В этот момент он — профессор кафедры физиологии ВМА, а также руководитель лаборатории физиологии Института экспериментальной медицины (ИЭМ), созданного в 1891 г. на средства мецената — принца Ольденбургского. Здесь ученый работал до конца своей жизни, здесь были выполнены классические исследования по физиологии главных пищеварительных желез, отмеченные в 1904 г. Нобелевской премией, а также значительная часть его работ по условным рефлексам, обессмертивших имя Павлова и прославивших мировую науку.
Лишь в 46 лет Павлов стал профессором, в то время как за границей его уже считали выдающимся физиологом. В 1901 г. И.П. Павлов был избран членом-корреспондентом, а в 1907 г. действительным членом Академии наук. Материальное положение семьи Павловых заметно поправилось. Вскоре Павловы переехали в большую квартиру.
Но условия научной работы Павлова оставались по-прежнему неблагоприятными. Не хватало сотрудников. Тем, что были, Павлов платил из личных средств. Военный министр и руководитель академии враждебно относились к Павлову из-за его демократизма со студентами. Иван Петрович постоянно носил в кармане устав академии, чтобы в случае необходимости его использовать. Он был нетерпим к любым проявлениям невежества, от кого бы они ни исходили. В 1903 г. фрейлина императрицы, председательница Главного правления Российского общества покровительства животным баронесса Мейендорф обратилась к военному министру с письмом «О вивисекции, как возмутительном и бесполезном злоупотреблении во имя науки», в котором, в частности, говорилось о плохом содержании в ВМА лабораторных животных, главным образом собак, а также о злоупотреблениями вивисекциями. Военный министр поручил Конференции академии дать заключение.
Комиссия Конференции, в состав которой входил и Павлов, постаралась показать антинаучный и лицемерный характер письма. И.П. Павлов к докладу комиссии приписал свое особое мнение. Иван Петрович, как и сотрудники его лаборатории, были сильно возмущены и обескуражены этим фактом. Кто как не они заботились о собаках?
Ивану Петровичу доставляло огромное удовольствие общаться с лабораторными животными (хотя нарисовать собаку, даже просто силуэт, никогда не мог). Собак не бросили даже во время сильного наводнения в Ленинграде в сентябре 1924 г. — почти все они были спасены. Многие четвероногие подопечные Павлова умирали вполне естественной смертью. При этом состарившиеся собаки не выбрасывались на улицу — они жили у ученого на правах «пенсионеров» и получали заслуженный паек.
Доказательством безмерного уважения и невосполнимого долга перед «мучениками науки» стал заказанный Павловым памятник «Неизвестной собаке от благодарного человечества», который и ныне можно увидеть у здания Института экспериментальной медицины в Петербурге. Он был создан в 1935 г. скульптором И.Ф. Беспаловым и стал первым подобным памятником в мире. Особенно любопытны барельефы со сценами экспериментальной работы, где собаки выглядят не столько жертвами, сколько самоотверженными коллегами ученых. Все подписи под этими картинами составил сам Павлов.
Вот некоторые из них:
«Разломав штукатурку и сделав из нее пористую подстилку, собака показала экспериментатору прием, благодаря которому истекающий из искусственного отверстия поджелудочный сок не разъедает брюхо».
«Пусть собака, помощник и друг человека с доисторических времен, приносится в жертву науке, но наше достоинство обязывает нас, чтобы это происходило непременно и всегда без ненужного мучительства».
В 1898 г. выходит немецкое издание книги И.П. Павлова — «Лекции о работе главных пищеварительных желез». Среди европейских физиологов, изучивших книгу Павлова, был и профессор Стокгольмского университета Р. Тигерштедт. Павлов получил от него письменную благодарность «за прекрасную работу о пищеварительных железах», а позже в 1901 г., когда Тигерштедт стал членом Нобелевского комитета, он с неофициальным визитом побывал в Петербурге, посетил отдел физиологии ИЭМ. То, что он увидел, подтвердило его заочные представления о выдающихся павловских экспериментах по физиологии питания.