洪堡不顾一切地想要避开战场，于是决定改变去往柏林的路径。途经意大利北部的科莫湖时，他见到了亚历山德罗·伏打，这位意大利科学家刚刚发明了电池。恰值初冬时节，翻越阿尔卑斯山的途中风雪交加，洪堡和盖伊-吕萨克需要冒着雨雪和冰雹前行。一路向北，洪堡在德国各州拜访了一些老朋友，并在哥廷根见到了他旧日的师长，约翰·弗里德里希·布卢门巴赫。1805 年 11 月 16 日，即他返回欧洲一年多之后，亚历山大·冯·洪堡和盖伊-吕萨克一起到达柏林。
在巴黎和罗马生活过之后，柏林对洪堡而言就显得狭小而偏僻，周围平坦的乡间地势也给人单调乏味之感。已经习惯雨林湿热气候的洪堡选择了最坏的季节回到家乡。初冬的柏林寒气逼人，不出几个星期，洪堡就病倒了，浑身都出现了麻疹般的肿块，高烧不断、虚弱无力。1806 年 2 月初，他给歌德写信，抱怨天气坏得令人难以忍受。他已经具有“热带体质”，不再适应德国北部潮湿寒冷的气候。
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从到达的第一天起，他就想要离开。在这里如何能够工作并找到志趣相投的朋友呢？城中连一所大学都没有，走在路上，地面好像在烧灼脚底，令他焦躁难耐。然而国王腓特烈·威廉三世却为这位普鲁士名人的回归而欣喜不已，因为这位驰名欧洲的勇敢探险家将为宫廷增添光彩。国王慷慨地为洪堡提供一年 2 500 塔勒的薪水，并且没有附加任何义务。这在当时可是一笔不小的收入，手艺高超的木匠或者细木工匠每年的收入不过 200 塔勒。但与威廉·冯·洪堡作为普鲁士大使的每年 13 400 塔勒相比，这又算不上什么。国王还任命亚历山大为总管大臣，并且不需应允任何条件。洪堡几乎花光了他继承到的财产，因此需要这笔钱；但与此同时，他又抱怨国王的恩宠“令人窒息”。
腓特烈·威廉三世性格阴沉而节俭，并不是一位善于鼓舞人心的君王。不像他的父亲腓特烈·威廉二世，他既不寻欢作乐，对艺术也缺乏兴趣，更没有其伯叔祖父腓特烈大帝在军事和科学上的雄才。据说，拿破仑曾经这样评论腓特烈·威廉三世：他应该当一名裁缝，因为他“对为一名战士制作军装需要多少码的布料了解得一清二楚”。
洪堡为宫廷琐事的牵绊而感到尴尬，要求朋友们不要公开他的王室职务。这或许是明智的，因为很多人都很震惊，这位热衷追求自由，并且支持革命的洪堡先生竟然愿意屈膝成为国王的臣仆。利奥波德·冯·布赫抱怨道，洪堡现在待在宫里的时间比那些真正的廷臣还长；还批评他不踏踏实实地进行科学研究，而是醉心于宫廷的飞短流长。这样的指责颇不公平，因为洪堡对科学的倾注远胜过对王室事务的关注。虽然他必须经常出现在宫中，但他仍然找机会在柏林科学院演讲、写作以及继续自己始于南美洲的地磁观测，并将新旧数据进行比较。
一位旧日的家族老友、富有的酿酒坊主让洪堡住在他的花园别墅里。别墅地处施普雷河畔，往南走几百码就是著名的菩提树下大街。这座小房子设施简朴，但洪堡十分满意。这不仅能为他省去开销，还能有助于他专心地进行磁学观测。他专门在花园中建了一间小屋，全部通过木结构连接，不使用一片金属和一枚钉子，彻底排除可能对测量造成的影响。在一段时间内，他和一位同事连续几天记录数据，每半小时一次。他们夜以继日，只能抽空打个盹。这次实验共收获了 6 000 多笔数据，可把他们累坏了。
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1806 年 4 月初，和洪堡一起待了一年的盖伊-吕萨克返回巴黎。留在柏林的洪堡郁郁寡欢，十分孤独。几天后，他给友人写信，抱怨自己过得“与世隔绝，像个陌生人”。普鲁士于他而言更像是一个陌生的国度。洪堡还在为邦普兰负责的植物学著作焦虑。这部描述他们从拉丁美洲获得的植物标本的专业书籍将以科学家为主要目标读者。作为一名专业的植物学家，邦普兰比洪堡更合适写作此书。然而邦普兰却在尽可能地拖延：他从未真正地喜爱过描述植物标本的枯燥工作，与漫长的案头写作相比，他更喜欢去丰茂的雨林探险。洪堡对此很失望，一再催促邦普兰加快进度。而当邦普兰终于将一些样稿寄到柏林时，洪堡又生气地发现了很多错误。他认为邦普兰太不重视表达的精确性，“特别是在拉丁文解释以及数字方面”。
但邦普兰拒绝赶工，而且宣布将离开巴黎，去往下一次探险。洪堡感到绝望：他已经将自己的植物标本分送给欧洲的藏家，并且还在为手头的其他图书项目忙碌奔波。他迫切需要邦普兰集中精力来完成植物学报告，但他也逐渐失去了耐性。然而别无他法，他只有接连给这位老朋友去信，在信中百般哄劝、抱怨和恳求。
洪堡自己对待工作则勤奋得多。他已经完成了《去往新大陆赤道地区的旅行》（Voyage to the Equinoctial Regions of the New Continent）的第一册（最后共计 34 卷），该册题为《植物地理学随笔》（Essay on the Geography of Plants），发表了法文和德文版本。其中收录了那幅壮丽的“自然之图”。这幅图包含了他关于自然之内部关联性与整体性的新想法，草绘于南美洲的旅途中。正文中的大部分都旨在解释这幅图，类似于批注或一条很长的说明。洪堡在序言中写道：“本书的大部分写作都在它所描述的事物近旁完成——在钦博拉索峰的山脚下，在南太平洋岸边。”
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“自然之图”最终被制成长三英尺、宽两英尺的铜版画折页，手工上色。图中展示了根据纬度与海拔高度分布的气候带和各类植被的相互对应关系，其底本是洪堡离开钦博拉索峰后所画的草图。洪堡已经准备好向世界呈现一种全新的看待植物的方式，他决定通过一幅图来达成这一愿景。“自然之图”将钦博拉索峰分为几个横截带，分别描述了从山脚到雪线的植物分布。在旁边空白的天空部分，他注明了其他山峰的高度：勃朗峰、维苏威火山、科托帕希峰，以及盖伊-吕萨克在巴黎乘坐热气球所达到的高度。他还标出自己和邦普兰、蒙图法尔在钦博拉索峰所攀登到的最高处，并不能自已地在下面注明了德拉孔达米纳和布盖于 18 世纪 30 年代到达的位置。山峰左右两侧的若干列栏目提供了详细的数据，例如重力、温度、空气的化学组成以及水的沸点，都按海拔高度加以整理。洪堡以清晰的结构解释与比较了一切数据。
洪堡对一位友人说，他采用这种富有视觉冲击力的呈现方式，是为了唤起读者的想象力：因为“世人喜欢眼见为实”。《植物地理学随笔》将植物放在更宽广的视野中进行观察，将自然看作大千现象相互作用所形成的整体。他说，自己采用了“疏阔的线条”去描绘这个世界。这是有史以来第一部生态学专著。
在此之前的几个世纪中，植物学研究被分类系统所主导。人们曾经按照各类实用角度对植物进行分类——例如药用价值或装饰性,又或是根据它们的气息、味道和可食用性。在 17 世纪的科学革命中，植物学家试图找到更理性的分类方式，即根据不同结构中的共性与特性来界定物种，例如种子、叶片和花等。事实上，这是一种将秩序加于自然之上的尝试。18 世纪上半叶，瑞典植物学家卡尔·林奈在分类学上取得了革命性突破，即按照生殖器官（柱头和雄蕊）的数量来对被子植物进行分类。18 世纪末，一些继起的分类方法得到了更多关注，但植物学依旧以分类系统为最根本的研究手段。
《植物地理学随笔》（下称《随笔》）则推崇另一种理解自然的方式。洪堡的旅行给了他独特的思考角度：他认为，南美洲是世界上最能体现“自然中的联系”的地方。他还将前几年接受到的想法整理成更普适的观念。例如，他的老师约翰·弗里德里希·布卢门巴赫提出过关于“生命之力”的理论，认为一切生命共同构成一个有机的整体。洪堡将这一想法应用于整个自然，试图呈现植物、气候与地理环境之间的联系，而并不仅仅关注单个的有机体。他按照分布地带和区域对植被进行分组，而不是将它们分入某个特定的分类学单元；他在书中解释了植被带的概念，称它们为“在全球范围内铺展开来的‘长条形带’”。①他为西方科学界提供了一种全新的看待自然世界的视角。
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洪堡给“自然之图”加上了详细的注释，并辅以大量表格、统计数据和引用文献。他将人类的文化活动与生物圈和物理环境交织在一起，绘制出一幅展示全球模式的图。
数千年来，庄稼谷物和蔬菜水果都跟随着人类的脚步传播，它们跨过大洲，远渡重洋。人类将植物带到新的家园，也改变了地球的面貌。农业将植物与政治和经济挂钩，无数战争因抢夺植物资源而爆发，茶叶、蔗糖和烟草等商品左右了庞大帝国的发展进程。有些植物在向洪堡启示自然规律的同时，也向他揭示了人类的活动；另一些植物则让他认识到地理变迁，标识出大陆漂移的轨迹。洪堡写道，沿海植被惊人的相似性提示了非洲与南美洲之间的“远古”联系，并表明某些相互孤立的岛屿可能曾经一度相连。这一结论无疑是石破天惊的：100 年后，科学家们才开始讨论大陆板块漂移现象以及其中的原理。洪堡像阅读书本一样地“阅读”植物，从中发现了塑造自然的全球性因素，以及文明和陆地的迁移。从未有人这样研究过植物学。
《随笔》所揭示出的那些极难想象的相似性，以及书中所附的精美“自然之图”，都照亮了一张长久以来都不为人知的生命之网。建立联系是洪堡思考的根本。他写道，自然是“整体的体现”，科学家必须以整体的眼光来看待全球的植物、动物以及岩石圈，否则就会犯下短视的错误，就像宣称“已经按照自己近旁小山的形状”重构了整个世界的地质学家一样荒谬。科学家应该走出阁楼，去探索真实的世界。