1809年2月12日，查理·罗伯特·达尔文出生在英国古城舒兹伯利。这座古城是一个美丽的商业城镇，坐落在曲折的塞文河的河湾中，距伦敦200余千米。塞文河大桥把舒兹伯利引向了外面的世界。
达尔文的家庭非常富裕，他的父亲罗伯特·瓦尔宁·达尔文是当地非常有名望的医生。他的母亲苏桑娜·韦季武德是英国著名的韦季武德美术瓷器厂创办人的女儿。达尔文医生夫妇一生共养育了6个孩子，查理·罗伯特·达尔文排行第五。
达尔文从小就对收集树叶、鸟蛋、贝壳等有着强烈的兴趣。他常常将他的收集品细细摆弄很长时间仍爱不释手。当父亲嫁接果树和培养花卉时，达尔文总是兴致盎然地观看操作的整个过程。对于父亲教给他的植物名称，他总是很容易就记住了。
还在很小的时候，达尔文就表现出了与年龄不相符的孤独。他喜欢做长时间的独自散步，常常沉浸于凝思的状态。有一次，他沿着环绕舒兹伯利的旧墙基行走时，因为只顾凝神思考，竟从两米多高的墙上失足跌了下去。
1817年，8岁的达尔文被送进当地的一所私立小学读书。在学校里，他经常摆出行家的姿态，滔滔不绝地大谈自己的植物知识，给那些大家叫不出名字的植物命名。
达尔文对植物和它的变异发生了浓厚的兴趣。有一次，达尔文向他的同学莱登宣告了他使植物发生变异的方法：将几种有色的液体洒在报春花的植株上，这样就可以使同一株报春花开出不同颜色的花朵。
一年后，达尔文已是舒兹伯利中学的中学生了。他在业余时间依然热衷于收集各种标本，同时也开始了动物学的学习。10岁时，他对地方动物志已相当熟悉。
在舒兹伯利中学，达尔文还利用从鸟类学书籍中学到的知识和方法来观察鸟类的习性，并做出鸟类学研究的标记。小达尔文发现，在刮着大风的傍晚，海鸥和鸬鹚很难顺利回家，因为它们总是沿着奇怪而又错误的路线飞行。
中学即将毕业的时候，受哥哥的影响，达尔文又对化学着了迷。他们在自家花园的工具房里布置了一个装备齐全的实验室，达尔文做哥哥的助手。他们每天不知疲倦地做各种实验，制造出种种气体和化合物。达尔文因此而被同学们赠予了“瓦斯”（英语音译，意思是气体）的绰号。后来在自传中，达尔文提起“瓦斯”这段经历时写道：“它从实践上向我揭示了实验科学的意义。”
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