Спустя год Чарльз перешел в гимназию Бетлера, но показал весьма посредственные успехи. Здесь делали упор главным образом на классические языки, словесность и другие предметы, к которым у Дарвина не оказалось ни тяги, ни способностей. Зато у мальчика рано пробудились любовь и интерес к природе, выразившиеся в собирании растений, минералов, раковин, насекомых, птичьих гнезд и яиц, рыбной ловле и охоте. Эти занятия, в связи с посредственными школьными успехами, вызывали упреки со стороны солидных людей и особенно отца.

В старших классах Чарльза привлекала красота доказательств и строгая ясность выводов геометрических теорем, чего нельзя было сказать о биологии и ботанике, где одна систематизация противоречила другой и было очень много белых пятен.

В 1825 году Дарвин поступил в Эдинбургский университет, где оставался два года, готовясь к медицинской карьере, но безуспешно. Студентом-медиком Чарльз стал по настоянию отца, поэтому не утруждал себя серьезными занятиями. По словам Дарвина, медицина ему никогда не нравилась (к примеру, он никак не мог заставить себя присутствовать на операции). Зато в университете он увлекся мелкими животными и насекомыми и сделал на кружке естествознания несколько сообщений, касавшихся личиночных форм пиявок и мшанок. В Эдинбургском университете Дарвин познакомился с геологом Энсвортом и зоологами Кольдстремом и Грантом, которых часто сопровождал на берег моря, где они собирали морских животных. К этому времени относится первая (ненапечатанная) работа Чарльза Дарвина, содержавшая некоторые его наблюдения. Профессор зоологии Грант, друг Дарвина, упомянул о первых открытиях юного Чарльза в одной из своих работ. Но Чарльз так и не смог посвятить себя медицине и ушел из Эдинбургского университета.

Отчаявшись сделать из сына врача, отец посоветовал ему поступить в Кембридж и попытаться заняться духовной карьерой на богословском факультете. Но и здесь Дарвин окончил курс без всяких отличий. Гораздо большее значение, чем обучение специальности, имели для молодого человека знакомство с натуралистами, посещение ученых обществ и естественно-исторические экскурсии. Собирание жуков, начатое без намека на интеллектуальную пытливость, мало-помалу развивало наблюдательность Чарльза, обогащало практическими сведениями, а немного позже даже было вознаграждено. В Лондоне вышла книга известного энтомолога Стивенса о британских насекомых. Описывая редких жуков, автор в нескольких случаях указал: «Пойман Ч. Дарвином».

Это было уже второе упоминание его имени в печати. Благодаря этому увлечению он стал неразлучным спутником ботаника Генсло, у него он получил настоящие уроки биологии, усвоил методику собирания и определения растений и животных.

Именно Генсло рекомендовал Дарвина в качестве натуралиста-коллектора капитану Фицрою, по поручению правительства организовывавшему кругосветное плавание на корабле «Бигль». В 1831 году 22-летний Чарльз впервые в своей жизни взошел на палубу военного корабля. Путешествие продолжалось почти 5 лет. За эти годы Дарвин плавал в двух океанах, побывал на островах Тенерифе, Зеленого Мыса, побережье Бразилии, в Аргентине, Уругвае, на Огненной Земле, в Чили, на Тасмании и Кокосовых островах. Молодой натуралист собирал образцы породы, коллекционировал необычные растения, наблюдал землетрясение. Длительное морское путешествие обеспечило Дарвину множество впечатлений. Он обнаружил удивительные окаменелости с отпечатками доисторических организмов, исследовал свойства различных растений, изучал попадавшихся ему насекомых, необычных животных, в том числе сумчатых. Чарльз записывал все, что казалось ему достойным дальнейшего изучения. Эти записи послужили источником для последующих научных работ, стали доказательным материалом для его идей и открытий.

Юношу интересовало буквально все. В дороге он читал только что вышедший первый том «Основных начал геологии» Лайелла. Книгу ему посоветовал Генсло. «Начала» стали самым важным звеном в цепи, ведущей к «Происхождению видов». Позже Дарвин писал, что Лайелл научил его не только мыслить в области геологии, но и мыслить вообще. У него Чарльз научился наблюдательности как мышлению, создающему и проверяющему гипотезы. Из этой книги он усвоил генетическую, или эволюционную, точку зрения, так как из всех естественных наук исторический метод тогда шире всего применялся в геологии. Вообще все его южноамериканские прозрения связаны с геологией.

Дарвин плодотворно применил учение Лайелла в отношении к объекту, который встретился на пути «Бигля», – острову Сант-Яго. Его изучение дало материал для первого крупного обобщения Дарвина о природе океанических островов: он доказал, что как континентальные, так и островные вулканы связаны с крупными разломами земной коры, с трещинами, образовавшимися в процессе поднятия горных цепей и материков. Второе обобщение Дарвина относится к проблеме вековых движений земной коры: в течение геологических периодов громадной длительности материк Южная Америка испытывал неоднократные поднятия и опускания, которые чередовались с периодами относительного покоя. Чарльз Дарвин объяснил происхождение Патагонской равнины и постепенное выветривание Кордильер.

Исследования Дарвина в этих областях получили широкое признание независимо от созданной им теории эволюции. Дарвин открыл мелкорослого страуса, так называемого «нанду Дарвина», обитающего в южной части Патагонии. Он наблюдал вселенцев из Северной и Центральной Америки (гривистый волк, очковый медведь, пампасный олень, хомякообразные грызуны и др.). Эти материалы не могли не навести натуралиста на мысль, что континент Южная Америка в течение долгого времени был изолирован от Северной Америки и что эта изоляция существенно повлияла на протекание эволюционного процесса у разных представителей южноамериканской фауны.

Путешествуя по материку, Чарльз замечал, что в сходных условиях соседствуют родственные виды. По теории эволюции получалось, что единый тип распространился по большому пространству и с течением времени изменился, приноравливаясь к различным условиям окружающей среды.

Дарвин был озадачен тем, что растительность западной и восточной стороны Анд была существенно несхожа, хотя почва и климат приблизительно одинаковы; а также сходство между видами существующими и видами, принадлежащими к предыдущей геологической эпохе, было настолько убедительно, что может предполагать борьбу за существование и вымирание.

Галапагосский архипелаг явился своего рода путешествием в биологическое прошлое. Ландшафт наводил на мысли об эволюции. Каждый из островов изобиловал видами и разновидностями, присущими именно ему, но родственные виды на архипелаге и по соседству, на материке, отличались друг от друга в зависимости от величины разделяющих их естественных преград. Несомненно, что растения и животные этих островов были занесены с южноамериканского материка. Близость их была налицо, но только близость. Естественно напрашивался вывод, что при географическом разъединении у потомков общего прародителя различия усугубляются путем эволюции. Еще не покинув острова, Дарвин понял, что собранные им данные подрывают идею устойчивости видов.

С той поры этот вопрос не давал ему покоя. И хотя главные его достижения относились к области геологии – смелая, принципиально новая история континента Южная Америка и не менее смелая теория роста коралловых рифов и островов, – важные идеи об эволюции видов находились в зачатке и таились в глубинах его сознания.