Тем не менее, несмотря на близость к одному из ведущих натуралистов своего времени, систематически заниматься естествознанием Дарвин начал только в последний год своего пребывания в Кембридже. В то время он начал штудировать книги Александра Гумбольдта и других известных ботаников. Это чтение пробудило в Дарвине «пылкое стремление внести хотя бы самый скромный вклад в благородное здание наук о природе».
Летние каникулы Чарлз продолжал посвящать экскурсиям и коллекционированию жуков, осень – охоте. Несмотря на неудовлетворенность получаемым образованием, период своего пребывания в Кембридже он называл самыми счастливыми годами своей жизни.
В начале 1831 года Дарвин сдал свой последний экзамен. Но поскольку он начал обучение позже срока, ему нужно было провести в Кембридже еще два семестра. Генсло порекомендовал молодому человеку заняться изучением геологии, и благодаря этому Чарлз сошелся с еще одним замечательным человеком – профессором Седжвиком.
Седжвик был одним из ведущих геологов своего времени. К сожалению, Дарвин игнорировал его лекции в Кембридже, но теперь по рекомендации Генсло стал сотрудничать с ним. Летом 1831 года, проводя летние каникулы в Шрусбери, Дарвин занялся изучением геологии окрестностей своего города. В начале августа Седжвик собирался совершить экспедицию в Северный Уэльс и взял с собой Чарлза. Исследователи собирали образцы пород и наносили на карту места их залегания. Пожалуй, первый раз в жизни Дарвин занимался систематической научной работой. Вообще, он многому научился во время поездки. Часть экспедиции Дарвин даже проделал самостоятельно, расставаясь с Седжвиком и двигаясь с ним параллельными курсами. Но даже такая живая наука не завладела интересами молодого исследователя целиком. Он писал: «…я вернулся в Шрусбери и Мэр, чтобы приступить к охоте, ибо в те времена я счел бы себя сумасшедшим, если бы пропустил первые дни охоты на куропаток ради геологии или какой-нибудь другой науки».
Вернувшись из Северного Уэльса, Дарвин обнаружил дома письмо от Генсло. В нем говорилось, что капитан Фиц-Рой готов уступить часть своей каюты какому-нибудь молодому человеку, который согласится без всякого вознаграждения выполнять обязанности натуралиста в экспедиции на корабле «Бигль». Легкомысленный Чарлз был готов тут же принять предложение, но это не согласовывалось с планами его отца. Впрочем, к счастью для науки, Роберт Дарвин не был деспотом. После долгих споров он сдался, поставив единственное условие: если Чарлз найдет хотя бы одного здравомыслящего человека, который одобрит путешествие, то Дарвин-старший даст свое благословение.
Видимо, отец надеялся, что такого человека не найдется. Бесперспективными считал поиски поручителя и сам Чарлз, поэтому с легким сердцем написал Генсло об отказе и отправился на охоту. Неожиданно в дело вмешался дядя Чарлза, который прислал за племянником и предложил ему помощь в переговорах с отцом. Дядя оказался достаточно солидным и респектабельным рекомендателем, чтобы Дарвин-старший решился отпустить сына в путешествие.
Уже на следующий день после семейного совета Чарлз отправился в Кембридж к Генсло, а оттуда в Лондон, чтобы встретиться с капитаном Фиц-Роем. Вице-адмирал Фиц-Рой – личность сама по себе крайне примечательная. Помимо обязанностей военно-морского офицера он занимался гидрографией, метеорологией и основал в Великобритании первую регулярную метеорологическую службу. Характер его соединял в себе необычайную порядочность, щедрость, смелость, энергичность и крайнюю вспыльчивость. Он очень хорошо отнесся к молодому натуралисту, но, тем не менее, несколько раз соседи по каюте серьезно ссорились. Причиной этих ссор была необычайная раздражительность Фиц-Роя. Дарвин приводит несколько эпизодов, характеризующих свои взаимоотношения с капитаном. Вот один из них: «…В самом начале путешествия, когда мы были в Байе в Бразилии, он стал защищать и расхваливать рабство, к которому я испытывал отвращение, и сообщил мне, что он только что побывал у одного крупного рабовладельца, который созвал (при нем) своих рабов и спросил их, счастливы ли они и хотят ли получить свободу, на что все они ответили: «Нет!» Тогда я спросил его, должно быть не без издевки, полагает ли он, что ответ рабов, данный в присутствии их хозяина, чего-нибудь стоит? Это страшно разозлило его, и он сказал мне, что раз я не доверяю его словам, мы не можем больше жить вместе. Я думал, что вынужден буду покинуть корабль, но как только известие о нашей ссоре распространилось, – а распространилось оно быстро, поскольку капитан послал за своим первым помощником, чтобы в его присутствии излить свой гнев, всячески ругая меня, – я, к величайшему своему удовлетворению, получил приглашение от всех офицеров обедать с ними в их кают-компании. Через несколько часов Фиц-Рой проявил обычное свое великодушие, послав ко мне офицера, который передал мне его извинения и просьбу по-прежнему обедать с ним».
В обществе вот такого человека Дарвину предстояло проделать более чем четырехлетнее путешествие. Но положительные качества Фиц-Роя компенсировали неудобства, связанные с его дурным характером. И если не считать нескольких подобных ссор, в целом взаимоотношения между натуралистом и капитаном были вполне дружественными.
Экспедиция Фиц-Роя отправилась в путь на судне «Бигль». Это был небольшой военный корабль водоизмещением 235 тонн и с командой в семьдесят человек. Само название корабля (Бигль – от английского beagle – ищейка) указывало на то, что он выполнял исследовательскую работу. Цели его плавания были в основном географическими: картографирование побережья Южной Америки и хронометрические измерения в различных точках земного шара. Привлечение к экспедиции натуралиста было личной инициативой Фиц-Роя и никак не финансировалось. Более того, Дарвин должен был сам оплатить свое содержание на корабле и за свои средства купить научное оборудование и книги.
Более двух месяцев Дарвин лихорадочно готовился к экспедиции. В это время он жил в Лондоне, а также в Девенпорте и Плимуте – портовых городах на берегу бухты, в которой стоял «Бигль». Будущий исследователь закупал книги, оборудование, охотничьи принадлежности, в спешном порядке устранял пробелы в образовании (например, изучал астрономию).
24 октября 1831 года Дарвин, предварительно навестив родных в Шрусбери и надолго попрощавшись с ними, прибыл в Плимут. Но начать экспедицию мешала плохая погода. Дважды «Бигль» пытался выйти в море, но сильный штормовой ветер вынуждал капитана Фиц-Роя вернуться в порт. Наконец 27 декабря корабль покинул Англию с тем, чтобы вернуться почти через пять лет. Особого морального подъема Чарлз не испытывал. Его печалила предстоящая разлука с родными, вызывала тоску погода.