Опыт практической реализации перечисленных выше мер уже в начале второй половины XIX столетия показал, что наибольшее позитивное влияние на состояние здоровья населения оказали общественно-гигиенические мероприятия. Они смогли существенно улучшить санитарные условия жизни значительных масс населения независимо от уровня понимания населением задач гигиены, многочисленных злоупотреблений должностных лиц и прямых нарушений санитарного законодательства. Так, например, организация сплавной канализации сделала попросту невозможными преступления, связанные с санитарным контролем чистоты дворов, выгребных ям и вывозом нечистот, заменив его техническим контролем работы канализационной системы.

В XIX в. организация сплавной канализации с обязательным присоединением к ней частных и общественных зданий оказалась самым эффективным профилактическим мероприятием. Первые общегородские системы канализационных сооружений были созданы в Лондоне (1850), Париже (1857), Мюнхене (1859), Цюрихе (1860), Одессе (1862), Берлине (1876), Бостоне, Бруклине, Чикаго (60 — 80-е годы XIX в.) и буквально через несколько лет обеспечили снижение общей смертности населения этих городов в полтора раза, а смертности от желудочно-кишечных эпидемических заболеваний — от двух до пяти раз.

Однако наряду с первыми победами уже в начале второй половины XIX в. возникли и новые неразрешимые проблемы. Выявлялось все большее количество негативно действующих факторов, полностью устранить которые не представлялось возможным в принципе. Так, например, было достоверно установлено, что воздух помещений, в которых одновременно находилось множество людей, «портился» и становился опасным для здоровья, но о закрытии из-за этого школ или театров не могло быть и речи. Попытки найти решение подобных проблем, число которых стремительно росло, привели врачей к осознанию необходимости как более детального изучения самих факторов среды обитания, так и раскрытия механизмов их негативного влияния на здоровье людей, что в свою очередь привело к широкому внедрению в сферу гигиенических исследований экспериментальных методов.

Основоположником этого важнейшего направления развития гигиены, определившим постепенное превращение гигиены из описательной в экспериментальную естественную науку, стал немецкий врач М. фон Петтенкофер. Разработав методику проведения экспериментально-гигиенических исследований (1858), он смог добиться значительных успехов в изучении интимных механизмов негативного влияния «испорченного» воздуха (1858), «загрязненной» воды, неочищенной от отбросов почвы (1864, 1873), которые определили еще один важнейший переворот во врачебном мышлении. Исследования М. фон Петтенкофера и его учеников показали, что все многообразие существующих природно-климатических и социальных факторов среды обитания, негативно влияющих на здоровье, в конечном счете сводится к воздействию на человеческий организм определенных физических и химических агентов.

Этот переворот, совпавший по времени с пересмотром представлений о болезни и успешным преодолением кризиса в изучении фундаментальных основ жизнедеятельности, довершил процесс формирования картины исследуемой реальности в медицине (системы медицинских представлений) периода второй научной революции. За организмом человека окончательно закрепилось представление как о клеточном государстве, жизнедеятельность которого (как нормальная, так и патологическая) обеспечивается исключительно физико-химическими процессами взаимодействия с окружающей средой, протекающими в полном соответствии с всеобщими законами физики и химии. Нормальная жизнедеятельность обеспечивается и регулируется процессами обмена веществ и энергии, а патологическая — возникает в случаях появления в окружающей среде разрушительных для организма физико-химических влияний и состоит в развитии цепи последовательных структурно-функциональных изменений клеток, тканей, органов.

Основным завоеванием второй научной революции в медицине, хронологические рамки которой охватывают период с конца XVIII в. до середины 70-х годов XIX в., стало возникновение первой всецело естественно-научной системы медицинских представлений о жизни, смерти, болезни, а вместе с этим и принципиально новых подходов к диагностике, лечению и профилактике заболеваний человека.

Процесс формирования этой системы представлений начался одновременно с признанием научным сообществом сенсационных открытий и опровержений, сделанных французским ученым А. Лавуазье. Во-первых, А. Лавуазье окончательно опроверг каноническую концепцию четырех элементов-стихий, из которых якобы состояли все известные в природе тела. Он представил экспериментальные доказательства того, что вода, воздух, огонь и земля не могут считаться первоэлементами. Наибольшее впечатление на научное сообщество произвели его опыты по приготовлению воды путем сжигания водорода в кислороде. Во-вторых, А. Лавуазье доказал ошибочность традиционных виталистических представлений, согласно которым все жизненные явления в организме человека управляются особой нематериальной сверхъестественной силой.

А. Лавуазье писал: «Животная машина управляется тремя главными регуляторами: дыханием, которое заключается в медленном сгорании в легком или других местах тела некоторой части углерода и водорода крови и развивает теплоту, абсолютно необходимую для поддержания температуры тела; испариной, которая, способствуя выделению тепла в окружающую среду… препятствует повышению его температуры за пределы, положенные природой; пищеварением, которое, снабжая кровь водой, углеродом и водородом, возвращает машине то, что она теряет при дыхании и транспирации, и выбрасывает затем наружу посредством выделений те вещества, которые нам вредны или излишни».

Практическая реализация намеченной А. Лавуазье исследовательской программы уже к началу 30-х годов XIX в. позволила установить, что «организованная субстанция» живых организмов состоит главным образом из трех групп органических веществ — белков, жиров и углеводов. На основе сопоставлений элементарного состава этих веществ с результатами химического анализа выделений человеческого организма было показано, что именно они «медленно сгорают» под влиянием кислорода воздуха, а в процессе «сгорания» превращаются в более простые вещества (мочевину, мочевую кислоту, воду, углекислый газ и др.), удаляющиеся из тела с мочой, калом, потом и выдыхаемым воздухом (А. Фуркруа, Дж. Дальтон, Л. Гей-Люссак, Й. Берцелиус, Г. Мульдер, Т.Е. Ловиц, М. Шеврель, Ф. Веллер, Ю. Либих).

В первой половине 40-х годов XIX в. удалось раскрыть подлинное физиологическое предназначение этих процессов. Немецкие врачи Р. Майер и Г. Гельмгольц доказали, что в процессе распада сложных органических соединений под влиянием кислорода выделяется особая «сила», получившая название энергии; что энергия служит «универсальным источником» для всех без исключения «внутренних и внешних работ организма», а «животная теплота» представляет собой лишь одну из форм энергии.

Первоначальным источником энергии было признано солнечное излучение, под влиянием которого в зеленых растениях происходят процессы разложения углекислого газа на углерод и кислород с одновременным образованием углеводов, жиров и белковых тел растений. «Мы все дети солнца, — писал Г. Гельмгольц, — ибо живой организм — это система, в которой нет ничего, кроме преобразований различных видов энергии».

Названные открытия окончательно разрушили прежний взгляд на человеческое тело как «мертвую массу, в которую входит дух… приводящий все в деятельность». Представления об определяющей роли «животворящего духа» навсегда ушли в прошлое. Появилась убежденность, что в скором времени удастся свести все проявления жизнедеятельности человеческого организма к законам физики и химии.

Однако воодушевление, охватившее естествоиспытателей, продлилось не долго. Уже на рубеже 40-50-х годов XIX в. возникло серьезное разочарование в избранном пути. Чем больше накапливалось сведений о единстве химического состава живой природы и универсальности энергетического источника жизни, тем непонятнее становились многообразие биологических объектов, механизмы роста, структурообразования