У 1847 році в Лейпциг, в лабораторію професора Ернста Вебера приїхав для ознайомлення з новими дослідженнями доктор медицини з Марбурга Карл Фрідріх Вільгельм Людвіг. Карлу Людвігу було за тридцять, він закінчив медичний факультет Марбурзького університету. Дивлячись на портрет цього короткозорого, астенически складеної людини, відзначався надзвичайною скромністю і сором'язливістю, важко припустити, що в його вузьких грудей був прихований вогневої темперамент.
Третя дитина в сім'ї відставного кавалериста, Карл прожив свої університетські роки не без ексцесів. Одним з них була дуель на шпагах (взагалі-то прийнята серед німецьких студентів того часу, але Людвіг ... Людвіг з його добрим, тонким, навіть витонченим обличчям, з його характером ... Однак шрам на губі - довічне свідоцтво події - залишився ). Серед студентів Марбурга існував політичний гурток, в який вступив і Людвіг. Відкриті виступи юнаки призвели до виключення з університету на рік.
Візит Людвіга в Лейпциг був викликаний прагненням ознайомитися ближче із станом фізіології кровообігу. Це була частина його турне по університетах Німеччини. Тоді він ще не знав, що лабораторія Ернста Генріха Вебера - це майбутня лабораторія найбільшого фізіолога Європи Карла Людвіга.
Лейпциг, потім Берлін. У Берліні Людвіг познайомився зі своїми найближчими однодумцями Йоганнесом Мюллером, Германом Гельмгольцем, Емілем Дюбуа-Реймон і Ернстом Брюкке. Старший з них, Мюллер, вже відомий вчений, один з найбільших фізіологів свого часу, зумів надати цілком вагому підтримку чотирьом друзям.
Після мандрів по кафедрам фізіології німецьких і швейцарських університетів Людвіг виявився наступником Ернста Вебера (з нагоди його відставки в 1865 році). Привітно зустріли науковою громадськістю Лейпцига, Людвіг звернувся до уряду з проханням не мало не багато створити спеціалізований фізіологічний дослідний інститут, який був побудований і почав працювати через 10 місяців після подачі прохання. Велика двоповерхова будівля з напівпідвалом було збудовано «спокоєм» і містило фізіологічні, гістологічні, хімічні, фізичні лабораторії, віварій, операційну, стерилізаційну, а також велику бібліотеку, яка одночасно служила кабінетом директора і була прохідною (!). Вхід в бібліотеку був завжди вільним. Незабаром інститут став центром наукового життя Німеччини і всього світу. Це було щось на кшталт всесвітньої школи фізіології. Сюди з'їжджалися з усіх країн не абітурієнти, а зрілі вчені. Їх приваблював величезний науковий авторитет Людвіга, його великі пізнання і інтуїція, ніколи його не зраджувала, їх приваблювала безкорислива відданість Людвіга науці. Атмосфера в інституті, про яку можна судити і по його плануванні (а проект будівлі створювався за прямої участі Людвіга), була атмосферою демократичною і дідовій. Вільне спілкування в будь-який момент з таким ученим, як Людвіг, - це чогось варте!
Інститут був чудово обладнаний апаратурою завдяки не так адміністративної діяльності, скільки винахідницької обдарованості самого директора: якщо раніше фізіолог міг тільки спостерігати явище, то кімограф Людвіга дозволив реєструвати це явище на папері і згодом аналізувати запис. Це давало експериментаторам абсолютно нові можливості, і кімограф негайно знайшов застосування у всіх фізіологічних лабораторіях світу.
У числі змінних, які найчастіше піддавалися дослідженню, в ті часи чи не найважливішим було артеріальний тиск. Його зазвичай вимірювали ртутним манометром Пуазейля. Манометр Людвіга з поплавком і прапорцем на тонкій соломинці дозволяв записати динаміку тиску в артеріях. Кімографіческую запис отримували за допомогою барабана, повільно обертаються і який тягнув стрічку з закопченій крейдяний паперу. Найменший дотик прапорця до неї залишало чіткий білий слід. Кімограф, цей простий прилад, рухомий годинниковим механізмом, сумлінно служив фізіологам щонайменше років сто. Втім, не виключаємо, що і сьогодні хто-небудь користується цим зручним приладом, в деяких відношеннях більш зручним, ніж сучасні електронні самописці.
Вивчаючи кровообіг, Людвіг вже застосовував речовини, що запобігали згортання крові в трубках і канюлі. Йому вдалося створити перший апарат, що вимірює кількість крові, що протікає по артерії в одиницю часу («кров'яні годинник» Людвіга). Плетісмограф (прилад для вимірювання кровонаполненія вен), що вживається і сьогодні, побудований італійським фізіологом Анджело Моссо в інституті Людвіга і під його керівництвом.
Іван Михайлович Сєченов створив тут свій знаменитий газовий насос. Тут вперше досягнута життєздатність і працездатність ізольованих органів (серця, м'язи, легенів, печінки, кишечника), закладено фундамент для консервації органів і тканин, проведено безліч тонких біохімічних досліджень. Інститут Людвіга почав вивчати проникність клітинних мембран для різних речовин за різних умов.
В області кровообігу Людвіг, зрозуміло, теж працював дуже інтенсивно. Ще в 1848 році він описав пейсмекер жаб'ячого серця («пейс» - крок, «мейк» - робити-«пейсмекер» - задає крок - назва правофлангового в англійській армії).
Іван Петрович Павлов знайшов підсилюють нерви серця теж в інституті Людвіга. Людвіг спільно з англійським фізіологом Тірі орієнтовно встановив, в якій області довгастого мозку знаходиться центр, що підтримує артеріальний тиск. Через кілька років це уточнив російський фізіолог Ф. В. Овсянников теж в інституті Людвіга. Людвіг займався дослідженням таких центрів і в спинному мозку. Можна було б ще довго перераховувати всі області фізіології, в яких працював Людвіг або його учні і співробітники.
Життя і творчість Людвіга збіглися зі щасливим періодом у європейській фізіології. Університети, дослідницькі лабораторії і інститути множилися, і коштів приватних осіб, меценатів вже бракувало на їх утримання. Разом з тим наукове обладнання ще не досягло непомірно високої складності і вартості, і підтримки урядів, які почали субсидувати науку, вистачало для швидкого наукового прогресу. Сприятливі умови дозволяли реалізувати свої можливості цілому ряду талановитих вчених, але і на цьому тлі яскраво виокремилася фігура Людвіга, людини незвичайно талановитого, натхненного матеріаліста, вчителі з високим авторитетом, що володів демократизмом у його вищому прояві (хоча сам Людвіг глузливо називав цю свою рису сентиментальністю) . Тісна дружба і постійний науковий контакт з Гельмгольцем і Дюбуа-Реймон допомогли Людвігу розглядати явища з позицій не тільки фізіологічних, але і з хімічних, фізичних і навіть фізико-хімічних, хоча фізична хімія ще не народилася. Тому число великих вчених, які прагнули попрацювати під керівництвом Людвіга, не піддається точному обчисленню. Ми знаємо серед них близько шістдесяти російських фізіологів і багатьох дослідників Заходу. Щедро роздаючи ідеї, спостерігаючи постійно за їх втіленням і зазвичай виконуючи найскладнішу частину роботи, Людвіг не вважав себе співавтором - на його рахунку менше півсотні публікацій.
Не дуже-то схильний до схиляння перед авторитетами, І. П. Павлов називав його «великий Людвіг». Мабуть, тільки Клод Бернар викликав у Івана Петровича таке ж захоплення. Що ж до самого Клода Бернара, то він писав Людвігу: «Усі Ваші учні, з якими я познайомився тут, у Парижі, без винятку люди видатні. І тому я до них дуже розташований, тим більше що до їх учителю я плекаю велику симпатію і захоплення ... Пан Сєченов, який передасть Вам цей лист, - чарівний молодий чоловік і великий вчений ... »