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破了达尔文有规律的生活，他常常不得不到花园里与他们胡闹一番。
简单朴素的晚饭后，达尔文喜欢和爱玛一起玩十五子棋游戏。（两人的分数都被他在积分卡上认真地记录下来，反映了他收集、记录事实的爱好。1876年，达尔文告诉好友美国植物学家阿萨·格雷＇AsaGray＇，他和爱玛获胜的次数分别是2795次和2490次。）阅读科技书籍一两个小时后，达尔文在10点半上床休息。
达尔文很少去健康疗养所或者到伦敦拜访拉斯。随着时间的推移，他离开达温宅的次数越来越少，但是仍然有很多人拜访他。有些是家庭成员，还有一些是达尔文科学界的朋友——亨斯洛、赖尔等人。约瑟夫·胡克（JosephHooker，1817－1911），植物学家，与达尔文在1839年相识，是其中很受欢迎的一位客人。胡克后来回忆初见达尔文的印象：“一位个高肩宽的男人，背微驼，额头高耸，说话时和颜悦色、富有活力，声音浑厚成熟、富有磁力。”胡克崇拜达尔文，幻想像他在贝格尔号一样，有朝一日进行科学探险。后来胡克终于到大西洋和喜马拉雅山漫游。胡克是达尔文最亲密的朋友，是达尔文理论最坚定的支持者之一。1850年，达尔文结识了年轻的动物学家托马斯·亨利·赫胥黎（ThomasHenryHuxley，1825－1895），他刚从一次类似贝格尔号的环球航行后归来。像胡克一样，赫胥黎成为达尔文亲密的朋友、坚定的支持者，经常前来拜访。
关于贝格尔号环球航行获取的动物学知识，由达尔文提供详尽注解和资料，在1839年至1843年以五卷本出版发行。这些结束之前，达尔文不但撰写了关于贝格尔号航海的著作，而且着手写作三卷本力作《贝格尔号航行期内的地质学》。1842年，关于珊瑚礁的第一分册付梓。达尔文在这部书中提出了珊瑚礁如何形成的理论。立足于对塔西提岛和印度洋形形色色岛屿上珊瑚的研究，达尔文解释说，珊瑚虫是一种体积微小的生物，只能生活在温暖的浅海水域，当海床缓慢下降时，不断在已死珊瑚虫的顶部营造崭新的珊瑚王国。这样，在已沉没火山锥的顶部，珊瑚礁从很深的海底升起形成环状珊瑚岛，又名环礁；环礁底部的珊瑚早已死亡，存活的只有顶端部分。达尔文关于环礁如何形成的真知灼见，至今仍然被认为基本正确。另外两卷地质学著作分别论述火山岛（1844）和南美洲的地质（1846）。三部作品都受到赖尔和其他科学家的大力推崇，不仅仅由于达尔文细致的观察和敏锐的思想，还因为他清晰明了的写作风格。
1846年10月，一系列的地质学著作完成后，达尔文写信给年事已高的导师亨斯洛，“你怎么也想象不出，当我结束所有关于贝格尔号考察的材料时，是多么地快乐！多么地高兴！”整理发表五年航海的结果，花费了达尔文整整十年的光阴！实际上达尔文永远不会完全结束关于贝格尔号考察的材料。最主要的工作仍然摆在面前，剩余的岁月，他将竭尽全力，解决在自己探索之旅占有本质地位的科学问题。
植物学家约瑟夫·胡克是达温宅的常客，达尔文就是向他首次透露了进化论的细节。
随贝格尔号航海归来后，达尔文再也没有离开过英国。十九世纪，许多博物学家不畏艰辛，到地球上最遥远最危险的各个角落进行陆上考察时、达尔文在家里享受舒适的家庭生活，平静地思考、写作。实际上这么多年以来，达尔文一直在进行第二次旅行，这次比第一次更加富有挑战性——是一次帮助他打破知识的禁锢，进人全新未知领域的思想之旅。1837年，还在整理收集的资料，写作航海经历时，达尔文私下里已经开始思考另外一个主题，他称之为物种演化或者物种演变，这一主题逐渐占据了他的全部思绪。
达尔文开始认真思考有关物种起源的问题时，早已对进化论的事实基本信服。他熟悉祖父伊拉兹马斯·达尔文和法国思想家拉马克的观点——宣称物种不是固定不变的，而是随时间的变化而变化。目前达尔文知道数个支持这种观点的论据。其中之一是记录地球历史的化石提供了已消亡生命的证据。依据自己在南美洲的发现，达尔文早已指出，已消亡物种和存活物种之间存在相似性，充分表明活着的物种是已灭绝物种的后代。另外一个有力支持进化论的著名证据是，在一些活着的动物身上，仍然残存着业已退化、毫无用处的器官，比如说鸵鸟和其它一些不能飞行的鸟类身上，有小小的。毫无用处的翅膀；又如在一些蛇类体内发现的腿骨。达尔文认为，这些无用的结构，分别是这些鸟类和蛇类源于一度用翅膀飞行或者用腿走路的古代物种的标记。
早在1836年，从加拉帕戈斯群岛返航时，达尔文就在思考群岛副总督告诉他的话：岛与岛之间，海龟甲壳的形状各不相同。这些变异，他在航海日志中写道，“将破坏物种的稳定性”。很快，达尔文为这些变异找到了更多的证据。
加拉帕戈斯群岛的鸟类为证明达尔文进化论（或者像他所说，“以变异的方式遗传”）的观点起了至关重要的作用。但是直到向伦敦动物协会的鸟类学家约翰·古尔德（JohnGowld）移交标本时，达尔文才认识到它们的意义。达尔文在加拉帕格斯群岛收集的鸟类包括四种嘲鸫，十三种雀科鸣鸟。达尔文甚至没有辨认出后者全部是雀科鸣鸟。和他所知的鸣鸟相比，它们差别太大，以至于达尔文认为是鹪鹩、黑鸟或其它鸟类。1837年3月，古尔德告知达尔文，所有的雀科鸣鸟之间关系非常紧密，另外十几只实际上也是雀科鸣鸟的不同种类。虽然与已知鸣鸟明显不同，但仍然有着千丝万缕的联系。是否这些不同的种类，是来自同一祖先的不同分支？是否不同种类的嘲鸫源于同一种嘲鸫？是否不同种类的鸣鸟源于同一类鸣鸟？
达尔文在达温宅的书房，在这个安静的房间里诞生了进化论。文件资料堆放在炉边一侧；另一侧是帐帷遮盖的浴室。
达尔文一边研究雀科鸣鸟，一边责怪自己没有为每种鸣鸟的来源地做出更好记录。借助自己和贝格尔号其他帮助收集标本的人的回忆和记录，达尔文确信，不同种类的鸣鸟来自不同的岛屿。显而易见，地域的分割与物种的变异之间有必然的联系。达尔文得出结论，所有种类的雀科鸣鸟，都是从南美大陆飞来的一对鸣鸟的后代。经过世世代代的繁衍，最初的雀科鸣鸟为了适应不同岛屿的生物龛，进化为十几种不同的新种类。有一种鸣鸟的嘴又长又尖，能够刺穿海鸟吸食血液；还有一种鸣鸟嘴又短又粗，便于嗑开种子；第三种鸣鸟的嘴又壮又强，能够翻开卵石寻找食物；第四种鸣鸟的嘴又弯又细，利于从仙人掌上啄食昆虫；如此等等，不胜枚举。达尔文开始相信，生命不断地变化以适应环境和需要的塑造力量。1837年7月，达尔文与古尔德会面四个月后，开始第一本物种演化（或者进化）笔记的写作。
加拉帕戈斯群岛的大雀科鸣鸟。雀科鸣鸟是解开进化之谜的一把钥匙，尽管达尔文回到英国后才认识到它们的意义。
学者们仍然在追寻影响、激发达尔文思想的因素，力图研究出达尔文关于进化论的思想和阐述的确切时间表。他的笔记、信件和自传表明，1837年中期，达尔文确信物种是不断变化的；如同他在笔记中所说，某种自然法则或力量必定“改变生物种类来适应不断变化的世界”。但是，这个法则到底是什么呢？是什么机制促使物种进化的发生呢？达尔文开始系统地收集后来他称之为“所有以某种方式与动植物变异有关的全部事实”。
达尔文雄心勃勃，广泛地搜集信息、资料，就像一个痴迷智力拼图游戏的人。他清楚地知道，最终完成的图画应当代表当今世界所有的动物和植物。但他不知道最终需要多少块拼图板，才能解释这些动植物是怎样形成的，如何在地球上分布的，以及如何将化石拼入图画。达尔文广泛全面地收集拼图板——事实和标本，耐心地将它们拼在一起。有些板块从他筛选的科研杂志和游记的记录中得到。大部分是来自邮递，达尔文给旅行家和科学家发送了上百封信件，请求提供有关物种及其变异的各种各样的信息，有些信件包含详细冗长的问卷调查。有关这个话题长篇累牍的答复持续了许多年，直到达尔文关于物种起源的理论发表很久以后，都没有停止。达尔文知道在科学界，一种理论必须接受能否解释各种各样细微事实的检验，他总是不厌其烦地搜集这些资料和事实。
调研的领域之一与物种的分布或者地理范围有关。达尔文在加拉帕戈斯群岛、澳大利亚和其它地方的观察表明，在岛屿上，地方性物种，即自然产生的物种的比率，比其它任何地方都高。达尔文推断，孤立的规模小的动植物群落，由于不能与规模较大的母群落共同繁衍，新物种易于从中脱离出去。岛屿为新物种的形成提供了完善的条件。岛上动植物与距离最近的陆上母源的联系完全断绝，不断地分化变异，直到形成全新的物种，如同加拉帕戈斯群岛上的雀科鸣鸟从南美洲的鸣鸟祖先中脱离出去一样。然而，像加拉帕戈斯群岛这样的岛屿，这些生物体祖先是怎样首先到达的呢？
达尔文热心地收集有关物种迁移的资料：向猎人询问鸟儿最多能飞多远；跟一位在遥远海岛上船只遇难的水手打听，他从海滩浮木中看到什么样的树木种类。后来，达尔文在达温宅做实验，验证植物如何从大陆迁移到岛屿的假想。他在广口瓶里用盐水浸泡种子，然后把它们种到地里，高兴地报告胡萝卜种在“海中”浸泡42天后已经开始萌芽。沿湾流不远万里漂流的热带荚果种子，被英国驻挪威领事递送给达尔文，�