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他专心致志地研究他所搜集的大量事实，并说明这些事实，其中每个说明都要经过检验。
他在一八五七年六月五日给虎克的信的末尾说：“最近，我把我的思想统统告诉了您，您是一个最好的朋友和哲学家”。可是二十天之后，他告诉虎克，黄尝木的叶子随着子叶的出现，在形态上几乎是三叶草式的，他问虎克，“在这里是否可以同幼狮花纹这样的特征（看来是从祖先那里传下来的）相提并论呢？
虎克还给他寄来了他所需要的植物学书籍。达尔文深信，在占有广大分布区的很多属中，变种和物种应当最多，他想根据各国的“植物志”的资料来检验这一点。虎克还给他寄来了波鲁的《法国中部的植物志》和菲恩罗尔的《拉底斯本的植物志》。达尔文非常认真地检验了某些论点，拿出了他在一八五七年八月检验过的一个“植物志”的统计表。在英国的植物志方面有巴秉顿、汉斯罗、华生的；在法国的植物志方面有波鲁的，在荷兰的植物志方面有米吉尔的，在美国的植物志方面有爱沙·葛雷的，在新西兰和印度的一部分植物志方面有虎克的。此外，在马德拉群岛的昆虫方面有华拉斯登的。但是，他对此还不满足，并且在同一封信中还要虎克给他弄到“好的德国的植物志”、“大俄罗斯的植物志”，而且还要那些“把物种分得很细和很粗”的作者的植物志著作。
看来，这部关于在大小属内部物种的分布和变化情况的著作，需要他非常细心而又要花费很大力气去工作，因此占用了他九个月的时间，以致他在一八五九年五月才把自己关于这个课题的手稿寄给虎克审阅。达尔文当时给自己明确提出的任务是，“事实要充分而且有条理”。他把自己所写的这本书告诉福克司时写道，他愈来愈感到兴趣的是，怎样使事实更有条理。他接着写道：“我象克雷兹①一样，有过多的丰富的事实，而且我想使该书尽可能臻于完善”。
①大财主，古代吕底亚国王。——译者注但是，虽然达尔文拥有大量的事实，但他仍然积极地搜集事实，向与自己有通讯联系的人提出很多问题。例如，他在思考细小生物身上表现的返祖特征时，请福克司在搜集各种品种的马、波尼马、驴等背上的黑条纹和肩上的横向条纹的事实方面给予帮助。
他在关于大陆在以前的地质时期是联结在一起的问题上，同虎克发生了深刻的分歧。这种思想，特别是似乎曾一度把美洲同旧大陆联结起来的大西洲的存在这一思想（为了说明马德拉群岛的昆虫分布），在达尔文看来，是幻想的，而主要的是为时过早的。在研究这种很少有真实性的假说以前，还要解决大海是不是使动植物分迁的真正不可克服的障碍。为了弄清楚这个问题，达尔文决定研究植物的种子和动物的卵在海水里是否会飘流，它们在盐水里能活多长时间。他认为，海流和海浪可以把种子和卵带到很远的地方去。在接受大陆是联结起来的假说，以便说明在被大海隔开的一些地方上有某些相同的植物存在以前，还必须证明在这些地方不可能发生一般的迁移。
一八五五年五月，达尔文请福克司为他那所学校的学生提出奖励，使他们去寻找蜥蜴蛋或蛇蛋，并给他往唐恩寄去两、三打这种蛋。因为蜥蜴住在每个岛上，达尔文想在自己住处作试验，确定蜥蜴蛋是否真能抵抗海水的作用，它们在地窖的海水里放一两个月是否仍然保持生命力，还要弄清楚，它们在海水里是飘浮的还是下沉的。
达尔文在瓶子装的盐水里保存莴苣、萝卜、白菜、山莴苣、胡萝卜、芹菜和洋葱的种子。尽管水发臭了，可是所有这些种子，除了某些品种的白菜子以外，都长得非常好。因为很多海流每小时的速度是一海里，根据达尔文的计算，在一个星期内可能就是一百六十八海里。
虽然许多种子很好地经受住了盐水的浸泡，但是它们很快就被浸透而下沉，这种情况使达尔文大失所望。达尔文在给虎克写的信中讥讽自己道：“这件事是令人懊恼的，如果这些中了邪的种子想下沉的话，那么我在用盐水浸泡这些忘恩负义的小玩艺上白白花费力气，为自己找麻烦……”他接着写道：“近来不论什么事都和我作对：动物学会的鱼吃了许多浸泡过的种子；于是在我的头脑中幻想着鱼和种子已整个地被一只鹭鸶吞下去了，然后被带到几百海里的地方，排泄在另一个湖岸上，在那里发出极好的芽来。可是突然那条鱼使劲把所有的种子连同所有的呕吐物却一齐吐了出来”。
但是，失败并未妨碍达尔文继续工作，做许多新的试验。他记得，“贝格尔”号航行到基林岛时，有人使他相信，被抛到岸上的种子，曾发过好芽。看来，虎克非常怀疑达尔文的试验，而维护福勃斯的思想。达尔文给他写信道：我不能明白，为什么您宁愿采取大陆传送的方法而不采取海洋传送的方法……似乎您应该为这么多的传送方法而高兴才是……至于谈到我个人的那些得意的结论，海洋传送还是陆地传送反正都一样，既然任何一个比较可信的方法都基本上已得到·证·明（着重号是我加的——作者注）。但如果没有任何其他的、独立的证据的话，创造陆地是不符合我的学理的……“
他还在书刊中，例如在高德龙的《尤维纳利斯的植物志》中寻找这样的证据，这本书中有对偶然随出口木料一起运出去的植物的描述。
最后，“大陆的划分”（为了说明在被大洋和大海分开的地方的生物地理分布）使达尔文勃然大怒，他一向为人彬彬有礼，讲客气，可他给赖尔写了（在一八五○年六月十八日）一封措辞十分激烈的信。我把信的全文引证如下：我的亲爱的赖尔：我想做出世界上最不光彩的行动。但是一想到您的许多门生在地质上的行为无礼，我就万分激动，有时暴跳如雷，有时心灰意冷。
时而可怜的福勃斯要建立一个新大陆（也就是使该大陆延伸）到北美，而另一个延伸到马尾藻海；时而虎克要建立一个从新西兰到南美的大陆和环绕世界直到克尔盖伦陆地；时而华拉斯登说，马德拉群岛和圣港有从前大陆的可靠而又明确的特征。乌德瓦尔德给我描述了那里的情况，又把大陆增加到大洋二百或三百海里深的地方（好象如果再往下去就什么也没有了）。为什么不使大陆延伸到太平洋和大西洋的每个岛呢？可是所有这一切都是在现代物种存在时间之内的全部情况。如果您不为这提出一个界限，如果您真的为了惩罚地质学家而给他们提出更深的地域，我想，我的亲爱的老师，您也要到那里去。您的门生已经·慢·慢·地·和·秘·密·地·超·过·了·过·去·所·有·老·的·灾·变·论·者（着重点是我加的——作者注）。您还会活到您将成为灾变论者首脑的时候。好吧，我已经很好地发泄了自己的忿怒。现在请您原谅我，亲爱的老师，而且请您相信，我永远是您的
查·达尔文
又及：请您不要对此复信。我是为了使自己轻松愉快才写的“。
达尔文告诉虎克，他在忿怒之下给赖尔写了一封怎样的信，然后补充说：“但是，我一定设法使自己不再成为容易发怒的人，而竭力做一个心平气和的人，并且使您象厨师做布丁这样的点心一样轻而易举地创造大陆……”
但是，他不单是用信来“消除自己的忿怒”，而且在另一封写给赖尔的长信中，语气已经平静了。详细地分析了他据以坚决反对蛮横无礼的大陆创造说的那些论点。他认为，福勃斯的大西洲，也就是被设想的在大西洋那个地方上的一个洲，“对科学起了坏作用，因为它阻止了对生物分布手段作周密的研究”。
在植物问题方面，达尔文不只同虎克一人商议，而且还同其他植物学家商议。例如，从一八五五年起，他开始同美国植物学家爱沙·葛雷通信。爱沙·葛雷出生于纽约州，他比达尔文小两岁。他父亲是一个制革匠，受的教育不多，可是，在校学习非常出色的儿子却顺利地读完了费尔菲尔德的大学，而后又在同一个地方读完了（一八三○年毕业）医务学校。由于热衷于植物学，他又在大学念完了植物学夏季讲习斑。他对植物学的酷爱得到了植物学教科书作者约·托列依的支持。一八三四年，爱沙·葛雷出版了《北美的禾本科和沙草科》一书。由于这本书，他开始同一些欧洲学者通信。他以教授身份到了欧洲，观看了欧洲的植物园和收集品，并同著名的植物学家建立了私人关系。
一八三八年，他访问了英国。值得指出的是，对推广达尔文主义有功的爱沙·葛雷是一个笃信宗教的人。在格拉斯哥，他受到当时住在那里的虎克的父亲和他的儿子亲切的接待，并研究了植物标本集。在伦敦，他结识了罗伯特·布朗、达尔文、奥温、植物学家林德雷和其他许多博物学家。他从英国到了大陆，在这里，他访问了欧洲所有著名的植物学家。他还结识了施列登，并了解了使施列登得出细胞学理论的有关细胞的一些想法。
爱沙·葛雷刚刚返回美国，就被聘为旧哈佛大学的植物学教授，他在该校讲课出了名，因为他努力钻研他所讲的课程，而且这些课程内容新颖、丰富。他很容易地成了美国植物学家这一派的首领。达尔文也同这个精力充沛的植物学家开始通信。信是达尔文主动先写的。他在第一封信里请爱沙·葛雷帮点小忙。达尔文告诉葛雷说，他从事研究生物的变异已经好几年了。他已经对动物得出了一些结论，并且作为一个非植物学家想从专家那里得知，这些结论是否可以适用于植物。此外，有关美国高山植物的材料也使达尔文感兴趣。
达尔文向来对提出这样的请求总是一再表示各种各样的歉意。
爱沙·葛雷非常乐意地答复了达尔文所提出的要求。除了写信和邮寄美国高山植物统计表外，他还把自己的新版植物学课本寄给了达尔文。达尔文当时正致力于地理分布和类型的种属关系问题的研究，他希望爱沙·葛雷在课本再版时，能在他的美国植物统计表里指出，哪些植物是当地的，哪些植物是从欧洲移植进来的，还要指出这些植物的产地在哪里。
这一时期使达尔文感兴趣的问题，当然是同物种一书的准备有关系的问题。他向爱沙·葛雷询问某一科植物的物种占美国植物区系物种的总数的比例。他感兴趣的还有各种植物区系“相近的”物种，他请葛雷为他指出这样的物种，哪怕是在旧的校样里指出也行。达尔文给他写道：“我对于一些相近的物种所下的定义是：这是一些可以认为是不同‘物种’的生物，但也可以认为是任何其他优秀的植物学家可能把它们看成亚种或变种；还可以认为它们是与任何其他物种难以区别的一些生物。”
爱沙·葛雷由于受到达尔文询问的影响，撰写和刊出了一篇《北美合众国植物区系的统计》，达尔文在收到这篇论文后，对爱沙·葛雷所作的关于大属的物种总是有着广泛的分布范围的结论非常高兴。这个结论同达尔文从分析其他植物区系所得的结论以及他的理论观点是一致的。
但是，爱沙·葛雷关于联结高山植物的那条线是通过格陵兰的论点，同达尔文的理论却相矛盾。这使他感到不安。他总是努力做到理论不脱离事实，所以北美另一个有威望的学者亚格西的过于自信，他并不赞成。他给爱沙·葛雷写道：“赖尔告诉我说，建立关于爬虫纲最初是什么时候被创造出来的理论的那位亚格西，当听到同他这一学说相反的一些审慎的观察时，兴奋地说，他还没有考虑这一点，因为‘大自然从不说谎’。我的处境也正是这样，而且要您向重复一遍：”大自然从不说谎‘也就是说，从事理论的人永远是对的……“
后来，达尔文问葛雷，他是否认为，植物学家们在他们的植物统计表里，会不加区别地把变种列举出来，而不管它们是否存在于大属或小属里，或者他们更倾向于只是在这些情况中的某一种情况下把变种列举出来。
这几年达尔文�