На подготовительной стадии Золя делает новые записи о Плассане, вымышленном южном городе, который уже не раз был местом действия романов серии, составляет подробный план усадьбы Сулейяды, собирает сведения, касающиеся различных финансовых махинаций, чтобы описать аферу с состоянием Паскаля. Клиническую картину развития грудной жабы он заимствует из учебника терапии профессора Дьелафуа, а для описания кончины Паскаля использует рассказ о смерти бывшего премьер-министра Жюля Ферри, умершего в начале 1893 года. Терапия, применяемая Паскалем в 1873 году, воспроизводит медицинскую практику того времени, когда создавался роман. Так, подкожные впрыскивания нервного вещества — это не что иное, как нашумевший в ту пору метод известного французского физиолога Броун-Секара. Дальнейшее развитие этого метода — впрыскивание воды, а также разработка законов гиподермии были осуществлены доктором Морисом де Флери, который показал на практике, что дистиллированная вода оказывает то же действие, что и препарат Броун-Секара — «секардин» и нервная вытяжка К. Поля. Впоследствии Морис де Флери опубликовал свои свидетельства относительно источников, использованных по этим вопросам Золя. Ряд других медицинских сведений доставили романисту видный естественник Пуше и психиатр Моте (последний положительно, хоть и с оговоркой о малой возможности такого случая, ответил на вопрос, возможно ли внезапное пробуждение сознания у старухи ста пяти лет, около четверти века пребывающей в безумии).
«Доктор Паскаль» был задуман как роман во славу науки, познания законов бытия неутомимо ищущим интеллектом ученого. Преклонение перед наукой, как средством проникновения в самую сокровенную сущность человеческой жизни и активного воздействия на ее развитие, определило всю деятельность Золя — писателя и мыслителя. Хорошо известно, под какими влияниями сложилась эта философская концепция Золя, преломившаяся в стремление построить на научной основе и эстетику, создать научный, «экспериментальный» роман. Ошеломительные успехи естественных наук, развитие позитивистской философии, видевшей в переходе к научному мышлению путь к разрешению всех задач, стоящих перед человечеством, — вот те факторы, под воздействием которых сложилась концепция «научного» романа, сформировавшаяся у Золя еще до начала работы над задуманной серией. Впоследствии свои идеи о построении художественного творчества на научной основе он развил в ряде теоретических работ, собранных в сборниках «Романисты-натуралисты», «Экспериментальный роман», «Кампания» и др., опубликованных, главным образом, в начале 80-х годов.
Теперь проблема роли науки в жизни человеческого общества составила самое содержание романа, естественнонаучное исследование стало объектом художественного изображения. Золя снова обращается к источникам по этому вопросу. Он делает длинные выписки из статьи Мельхиора де Вогюэ о философе-позитивисте Эрнесте Ренане, чья книга «Будущее науки» проникнута пафосом прославления научного познания. Вогюэ так излагает концепцию Ренана: «Вселенная подчиняется неизменным законам, отступления от этих законов быть не может. Будущее человечества в прогрессе разума, в помощи науки. Единственный способ научного познания — индуктивный. В первом ряду стоят естественные науки, затем — исторические, поскольку они пользуются аналитическими методами естествоиспытателя или химика. Познание истины при помощи науки есть тот высший идеал, к которому должен стремиться каждый человек. Все, за исключением истин научных, лишь химеры и суета сует, истины эти трудно познаются, но никогда не пропадают».
Разрабатывая замысел серии, Золя, под влиянием концепции Ипполита Тэна, пришел к убеждению, что определяющими регуляторами психики и деятельности человека являются наследственность и среда. Действие этих факторов он решил показать на судьбе рода Ругон-Маккаров.
Находясь в круге идей позитивистской философии, Золя придал чрезмерно большое значение физиологическому началу и склонен был считать, что от него, главным образом, зависит эмоционально-психический склад и поведение человека.
Еще в конце 60-х годов Золя тщательно изучал научные труды по физиологии и медицине.
Особенную роль для формирования его представлений сыграли труды знаменитого Клода Бернара «Введение в изучение экспериментальной медицины» и «Лекции по экспериментальной физиологии в приложении к медицине», исследование Шарля Летурно «Физиология страстей» и сочинение доктора Проспера Люка под названием «Философский и физиологический трактат о естественной наследственности». В романах серии, однако, биологический фактор — дурная наследственность в роду Ругон-Маккаров — играет весьма малую, подчиненную роль.
Характеры персонажей определены в основном социальной средой, и даже в качестве наследственных признаков им приданы такие особенности, которые могли быть порождены только общественными условиями. В книге «Экспериментальный роман» Золя писал: «Я полагаю, что вопрос наследственности оказывает сильное влияние на интеллектуальную и эмоциональную деятельность человека. Я придаю также большое значение среде. Когда-нибудь физиология объяснит нам механизм мысли и страсти. Мы узнаем, как функционирует индивидуальный организм человека, как он думает, как любит, как приходит от разума к страсти и к безумию. Но эти процессы совершаются не изолированно, не в пустоте, человек живет не один, а в обществе, в социальной среде, а потому для нас, романистов, приобретает значение социальная среда, постоянно изменяющая эти явления. Больше того, главный предмет нашего изучения — это постоянное воздействие общества на человека и человека на общество».
Таким образом, даже самые физиологические особенности человека Золя ставил до известной степени в зависимость от общественных условий жизни.
Но так или иначе, в своем последнем романе он решил поручить главному герою изучение проблемы наследственности на примере рода Ругон-Маккаров, показать, какими сочетаниями психо-физических признаков, унаследованных от предков, определяются характеры и судьбы членов этого семейства. В интервью журналисту Луп де Роберу Золя сообщал: «Прежде чем начать „Доктора Паскаля“, я хотел знать, какой путь совершил вопрос о наследственности после 1809 года, и справился об этом у старого друга Флобера и моего — Пуше, хранителя Музеума. Я также беседовал с молодыми людьми Морисом де Флери и Робеном и узнал, что этот вопрос почти не сдвинулся с места».
По-прежнему руководствуясь трактатом Люка, Золя, однако, как явствует из предварительных записей и из самого текста романа, ознакомился с трудами многих других ученых, занимавшихся этой проблемой.
Золя много размышлял не только над основным учением Дарвина, но и над многими другими его идеями в области биологии. Его весьма интересовала выдвинутая Дарвином теория пангенезиса (учение о так называемых «геммулах» — носителях наследственности), он был знаком с теорией перигенезиса знаменитого немецкого естествоиспытателя Эрнста Геккеля, математическим методом разработки вопросов наследственности («биометрией»), предложенным английским антропологом Френсисом Гальтоном, и учением последнего о так называемом «корневище» (особом средоточии в организме наследственных признаков). Он специально изучил новые для того времени труды известного немецкого ученого Августа Вейсмана и с большим интересом отнесся к его теории зародышевой плазмы, переходящей из поколения в поколение и несущей в себе наследственные признаки.
В подготовительных материалах остались следы попыток применить некоторые из этих теорий к анализу характерологических свойств Ругон-Маккаров. Сохранилась схема, на которой отдельные члены семьи условно обозначены кружками, разделенными на секторы, закрашенные разными цветами. Это не что иное, как приложение к конкретной задаче математической теории наследственности Гальтона. Отзвуком этого увлечения в самом романе является упоминание о намерении доктора Паскаля использовать математическую калькуляцию для определения наследственных долей в каждом индивиде.
Особенно подробно разработан в подготовительных материалах образ доктора Паскаля. Этот образ был по многим причинам чрезвычайно важен для Золя, и он на протяжении многих лет исподволь лепил его в своем воображении, давно уже решив отвести ему главное место именно в последнем романе серии. Паскаль — воплощение идеала Золя, его веры в будущее человечества. Он, с его бескорыстным служением пауке, с его честностью, добросердечием, самоотверженностью, способностью испытывать только возвышенные чувства и совершать лишь одни благородные поступки, противопоставлялся писателем всему тому мрачному миру своекорыстия, стяжательства, нравственной низости, панорама которого была развернута в предыдущих романах серии. Положительные персонажи появлялись и в других романах, но именно в образе Паскаля сосредоточены самые заветные мысли и чаяния Золя. Член того же поврежденного в истоках и вырождающегося семейства Ругон-Маккаров, доктор Паскаль был призван самой своей личностью лишить силы проклятие наследственных пороков, казалось бы, тяготеющее над всем этим родом, который деградирует нравственно и физически.