По-видимому, уже тогда Генсло, опытный и зоркий педагог, понимал, что Дарвина ждет карьера ученого-натуралиста, а не священника. Вероятно, именно поэтому он предложил молодому Дарвину совершить в конце лета 1831 года геологическую экскурсию по горам Уэльса вместе с крупнейшим геологом того времени кембриджским профессором А. Седжвиком, — он считал, что Дарвину необходимо приобрести опыт в полевых геологических исследованиях. Именно после этой экскурсии, вернувшись в самом конце августа домой в Шрусбери, Дарвин нашел письмо от профессоров Генсло и Пикока, которые предлагали ему принять участие в кругосветном путешествии на корабле «Бигль» в качестве натуралиста. Генсло писал ему, что не видит еще в нем вполне законченного натуралиста; но вполне уверен в том, что Дарвин умеет отлично наблюдать, отмечать и собирать все то, что заслуживает быть, отмеченным в природе. Он горячо рекомендовал ему воспользоваться этим предложением, которое представляет собой счастливую и притом крайне редко случающуюся возможность изучить природу, животный и растительный мир Южной Америки, Австралии, Новой Зеландии и островов Атлантического, Тихого и Индийского океанов.

Однако доктор Роберт Дарвин решительно воспротивился этому плану. Он считал, что путешествие помешает Чарлзу сделаться священником, к чему он готовился в Кембридже. Положение было спасено дядей Чарлза по матери Джосайей Веджвудом, сыном основателя керамической фабрики. Он убедил доктора Дарвина согласиться на поездку сына: Чарлз еще не стал священником, сказал он, а приняв предложение поехать, он лишь продолжит тот путь изучения естествознания, на который уже стал в Эдинбурге и Кембридже. Так Дарвин и не сделался священником. Вспоминая впоследствии, какой злобной критике он подвергался со стороны церковников за учение о происхождении видов растений и животных, Дарвин писал в своей «Автобиографии»: «Если вспомнить, как свирепо нападали на меня представители церкви, кажется забавным, что когда-то я и сам имел намерение стать священником».

«Бигль» покинул берега Англии в конце декабря 1831 года. Это был небольшой трехмачтовый парусный корабль (барк). Экспедиция была снаряжена английским адмиралтейством для нанесения на карту со всей подробностью береговой линии Южной Америки, разработки подробных планов гаваней и бухт, расположенных на восточном и западном берегах Южной Америки, составления карг проливов Огненной Земли, островов Атлантического и Тихого океанов. «Бигль» должен был, кроме того, произвести цепь точных хронометрических измерений долгот вокруг земного шара, что также имело важное картографическое значение.

Таким образом, этот военный, вооруженный шестью пушками барк, плававший под командой морского офицера капитана Роберта Фиц-Роя, преследовал под видом строго научных целей задачу составления мореходных карт, которые облегчили бы плавание английским военным и торговым кораблям в южных, малоизведанных в то время морях. Англия в первой трети XIX века усиленно расширяла сферу своего политического и торгового влияния на молодые южноамериканские республики, только что сбросившие с себя многовековое ярмо испанской метрополии.

В задачу Дарвина, отправившегося в экспедицию на «Бигле» в качестве натуралиста, входило изучение геологического строения, фауны и флоры тех стран, которые посетит «Бигль». А так как «Бигль» в связи с осуществлением гидрографических работ подолгу оставался у одних и тех же берегов, Дарвин имел возможность совершать длительные сухопутные экскурсии внутрь страны, а не ограничиваться только изучением прибрежных районов. Так, им были проведены экскурсии по западной Аргентине, Уругваю, вверх по течению реки Санта-Крус в южной части Патагонии (совместно с Фиц-Роем и другими офицерами «Бигля»), две экскурсии по Чили и Перу и переход через Анды (Кордильеры), через перевал Портильо и обратно через перевал Успальята в непосредственной близости от высочайшей вершины Андов — Аконкагуа. Длительные остановки на Огненной Земле, Фолклендских и Галапагосских островах, острове Таити, в Новой Зеландии, юго-восточной и юго-западной Австралии, Тасмании, коралловых островах Килинг, на острове Маврикия, мысе Доброй Надежды, острове Вознесения и острове Св. Елены позволили Дарвину и в этих местах собрать обширный материал по геологии, зоологии и ботанике.

На протяжении всех пяти лет путешествия Дарвин пересылал в Англию, в адрес профессора Генсло в Кембридже, обширные коллекции собранных нм образцов минералов, горных пород, современных и вымерших животных и растений, снабженных точными этикетками, на которых были обозначены место и время нахождения данного экземпляра или образца. Эти коллекции вместе с подробными записками, которые Дарвин вел во время путешествия, послужили впоследствии основой для ряда геологических, палеонтологических, зоологических и ботанических трудов, написанных самим Дарвином или изданных при его участии и под его редакцией.

Путешествие на «Бигле» живо и увлекательно описано самим Дарвином в его широко известной книге «Путешествие натуралиста вокруг света на корабле «Бигль», точное название которой звучит так: «Дневник изысканий по естественной истории и геологии стран, посещенных во время плавания корабля ее величества «Бигль» вокруг света, под командой капитана королевского флота Фиц-Роя». Эта книга, написанная на основании дневников, которые Дарвин вел во время путешествия, была впервые издана в 1839 году и второй раз в переработанном виде в 1845 году. В этом втором издании она и получила громадную известность и продолжает поныне переиздаваться в Англии и в переводах на множество языков.

Оценивая в своей «Автобиографии» то значение, которое имело для него путешествие на «Бигле», Дарвин писал: «Путешествие на «Бигле» было самым значительным событием моей жизни, определившим весь мой дальнейший жизненный путь». И дальше: «Именно путешествию я обязан первым подлинным дисциплинированием, т. е. воспитанием, моего ума; я был поставлен в необходимость вплотную заняться несколькими разделами естественной истории, и благодаря этому мои способности к наблюдению усовершенствовались, хотя они уже и до того времени были неплохо развиты». И наконец: «Оглядываясь на прошлое, я замечаю теперь, что постепенно [во время путешествия] любовь к науке возобладала во мне над всеми остальными склонностями… Я обнаружил, правда, бессознательно и постепенно, что удовольствие, доставляемое наблюдением и работой мысли, несравненно выше того, которое доставляют какое-либо техническое умение или спорт». В этих трех отрывках Дарвин с предельной ясностью показал, что путешествие в гораздо большой мере, чем университет, явилось для него школой, как нельзя лучше развившей его ум и волю, определившей круг его знаний и жизненных интересов. Но вдумываясь в содержание и смысл этих отрывков, можно сказать и нечто гораздо большее: путешествие посеяло в Дарвине те семена, из которых он в последующие двадцать лет вырастил замечательное здание материалистического учения об историческом развитии, или, как стали говорить впоследствии, эволюции органического мира. И в этом прежде всего заключается великое историческое значение кругосветного плавания Дарвина на корабле «Бигль».

Фундаментом, на основе которого Дарвин построил свое эволюционное учение, были его биологические (преимущественно зоологические) и геологические наблюдения, осуществленные им во время путешествия, и идеи, возникшие тогда у него. Зоологические и геологические наблюдения Дарвина расшатали его старые, привычные представления об органическом мире и вплотную подвели к вопросу об естественных причинах возникновения и развития видов животных и растений. Процесс формирования у Дарвина этих его новых идей представляет большой исторический интерес.

В первый период путешествия Дарвин мыслил себя прежде всего как будущего геолога. Уезжая из Англии, он взял с собой, по совету Генсло, только что вышедший в свет первый том сочинения' «Основные начала геологии», написанного молодым в то время, впоследствии прославленным английским геологом Ч. Ляйеллем. Это революционное для своего времени сочинение положило конец господствовавшим в ту эпоху метафизическим представлениям о катастрофах типа «всемирного потопа», после которых каждый раз совершенно изменялся лик Земли и весь состав животного и растительного мира. «Катастрофисты» делились на два лагеря: одни — нептунисты — считали, что все решительно горные породы образовались, отложившись на дне мирового океана; они распространяли это представление не только на земные пласты явно осадочного происхождения, как известняки, глины, но и на такие породы явно вулканического происхождения, как базальт, гранит; другие — плутонисты — настаивали, в противоположность этому, на происхождении всех горных пород, в том числе и всех осадочных пластов земной коры, из расплавленных масс под действием «подземного жара».