化學實驗，常常出這樣那樣的事故，特別是有一次，他和他的哥哥伊拉茲馬斯做實驗時引起了爆炸，炸燬了花園裡的實驗棚。但他的主要興趣在戶外，他非常喜歡甲殼蟲，花大量的時間在野外蒐集珍奇的種類。在劍橋大學學習時，他還對地理學產生了極大的興趣，這對他日後的研究影響巨大。
19世紀初，地理學經歷了一場革命。自《聖經》傳承而下的對歷史的理解遭到了質疑。達爾文是均變論學院思想的追隨者。查爾斯·伊爾最早提出了均變論，他相信即使在遙遠的過去，在自然界發現的力和物質在本質上始終是均同一致的。和均變論持相反觀點的是災變論，如著名學者路易斯·阿格賽茲，他由瑞士移民到美國並建立了哈佛大學的自然歷史博物館。災變論者相信地球經歷過一個長期沒有變化的停滯期，此後由於偶然事件而產生了突變，如遇到像《聖經》中所描述的大洪水，或冰川期，或地殼劇變等。在有機體內和地球內部，所有的劇變都源於這些反常的事件，地球上植物的分類和動物的種類形成都可歸結為歷史上發生的一系列災難事件。
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一個物種（2）
災變論的漏洞在於，它過分地依賴於離奇、反常事件的發生，而許多變化的發生似乎是沒有任何強烈誘因的。如果變化不是由有因果關係的重大事件引發的，那麼它為什麼要和偶然事件必然聯絡在一起呢？為什麼不簡單地假設地球在一定漸進的速度下持續變化著，而且在一個漫長的時期內，這些累計的變化帶來了深遠重大的後果？這似乎更容易與實際的變化過程相吻合，也正是伊爾的觀點。
當年輕的達爾文受僱作為費茲羅伊船長的“紳士旅伴”乘“小獵犬”號開始航海旅行時，這些思想和觀念已經根植在了他的心裡。這一不同尋常的職位正是維多利亞時期風俗的縮影，這意味著船長的社會等級很高，他不能只和普通的船員生活在一起。達爾文在船上是官方的博物學者，也是外科醫生。但是，航行到巴西時，他和費茲羅伊船長之間發生了爭執，他因此離開了“小獵犬”號。失去了官方的身份，但他卻得以在“偏航”的情況下，從事個人感興趣的研究。
他的航海日記《“小獵犬”號航海記》記敘了5年裡的航程，是一部經典的19世紀航海文學。在航程之中，達爾文有幾項重大的發現，如解釋了環狀珊瑚島為什麼是圓形的（為火山收縮形成）、塔希提人極有魅力等。但最重要的，無疑是他洞察到了自然選擇法和它在物種起源、進化中的作用——這一點已經被無數次地論述過，在此已沒有必要再做重複，簡單說來，如果達爾文沒有認識到自然選擇是物種進化的動力，赫胥黎和威爾伯福斯就不可能在1860年面對面地辯論，你也永遠不會讀到這本書。
也就在思考進化問題的同時，達爾文也在思索另一個重大的問題，這是一個更加敏感的問題，他在反覆思索、研究了近30年之後，才寫成了《物種起源》。這是一個關於人的問題，一個維多利亞時代的科學家目睹了人類的多樣性之後，他要對他的所見做出一個解釋：為什麼世界各地的人們彼此之間是如此不同？
“小獵犬”號是1831年12月27日從朴茨茅斯的德文郡港起航的，途經維德角群島、巴西、阿根廷、火地島、智利、厄瓜多、加拉帕哥斯群島、塔希提、紐西蘭、澳大利亞、模里西斯、巴西（再次），於1836年10月2日返回。在航行過程中，達爾文有機會遇到各種各樣的人。在巴西，他遇到了生活在彭巴斯草原上的高喬人，他還在智利嚮導的帶領下坐著牛車跋涉在安第斯山。在他所遇到的人當中，給他留下最深印象的，恐怕是火地島上的土著。
達爾文這樣描述他們：“……他們發育不良，可怕的臉上塗畫著白灰，油汙的面板散發出臭味，