В свободное от работы время Мечников изучал Японию: ее природу, быт, историю, литературу и экономику. Свои наблюдения он тщательно записывал, а если обстоятельства позволяли зарисовывать, то тут же брал альбом и делал наброски или подолгу просиживал над рисунком. Он собрал значительное количество материалов о стране и впоследствии опубликовал работу под названием «Японская империя».
Япония, глазами русского ученого, предстала перед европейским читателем во всем своем своеобразии, во всей сложности. Мечников рассказывал о нравах и обычаях японского народа, не всегда простых, порой очень странных и очень непривычных для европейцев.
Так, по словам Мечникова, рукопожатие у японцев считалось варварским обычаем, присущим только европейцам, в то же время харакири — казнь, точнее, само-казнь, соответствует, по мнению японцев, обычаям европейского рыцарства — дуэли.
Однажды Мечникову на железнодорожной станции Канагава, рядом с поездом, довелось увидеть всадника в традиционной самурайской одежде с длинной саблей на широкой перевязи. «Он стоял сильно согнув ноги, на коротких стременах, имевших вид громадных раковин из черного, ярко лакированного дерева с золотыми разводами и узорами. Всадник, нагнувшись над лукою, дергал обеими руками длиннейшие поводья, сплетенные из толстых жгутов алого цвета. Жеребец его, изогнув назад широчайшую шею… танцевал, вздымая густыми облаками пыль, в которой мелькали яркие кисти, украшавшие седло и узду… Посмотрев на наш поезд угрюмым диким взглядом своих узких черных глаз, он поднял лошадь на дыбы, круто повернул ее на задних ногах и быстро ускакал, возбуждая любопытство японской толпы не менее, чем мое собственное».
В тесных, заполненных чрезвычайно разнообразной публикой вагонах Мечников ездил по вновь открытой железной дороге из Иокогамы в соперничающий с ней порт Осака и далее в бывшую столицу страны — Киото, живописно раскинувшуюся в холмистых предгорьях. Осматривая древнейшие, сохранившиеся с VIII века пагоды, украшенные сложными орнаментами, Мечников поражался таланту японских зодчих. Он побывал также на серебряных рудниках, ездил смотреть медные копи и мраморные карьеры в Асио, посетил Ниигату — «порт, лежащий вне большой торговой и почтовой кругосветной дороги».
Прибрежная токийская низменность удивляла его обилием рисовых полей. Она одна «производила ежегодно почти столько же риса, сколько вся остальная Япония, вместе взятая». Вдоль рисовых полей были рассажены чайные кусты.
В Иокогамском порту рядом с огромными океанскими пароходами качались на водах традиционные японские суда с маленькими мачтами, гигантскими рулями и красивыми деревянными решетками по середине изогнутых боков. Мечников любовался их архаическим видом, который несколько напоминал галеры Древнего Рима и Греции, однако созданы они были по образцу китайских джонок, впрочем, значительно измененных. По преданию, родоначальник последней династии наследственных диктаторов Иэясу Токугава, заботившийся об изоляции Японии от внешнего мира, приказал своим подданным строить только такие суда, на которых можно было добраться лишь до ближайшего острова.
Куда ни посмотришь, всюду горы, море и вулканы, Япония — классическая страна землетрясений, ставших привычными. Еще давние верования убеждали в том, что «трясутся земли японские от взмахов хвоста страшного чудовища, а может, гигантской рыбы, живущей под островами». Землетрясениям сродни были по злости и тайфуны, и наводнения, которые чуть ли не каждый год разоряли тысячи японских семей.
Снежная голова знаменитой Фудзиямы, поразившей Мечникова своими строго геометрическими линиями, казалась неизменно близкой, манившей его, но идущей вместе с ним все дальше вверх. Все было здесь для него необычным: бамбуковый лес, аралии, криптомерии и, конечно, камелии — настоящие деревья, цветущие белыми, розовыми и багровыми цветами.
Русский ученый полюбил простых людей Японии и сблизился с ними. Он нередко в обществе японцев и в японской одежде путешествовал по стране, жил в их семьях.
Бродя где-нибудь по дорогам за городом, Мечников заходил в одну из многочисленных харчевен, часто встречающихся по пути, и в обществе нинзоки, то есть здешних бедняков, отдыхал и съедал за умеренную цену свою порцию обеда. Усаживаясь на циновках, ему никак не удавалось подобрать под себя больные ноги, и русскому учителю сочувственно делали скидку. Вообще японцы, отмечал Мечников, очень чувствительны к чужим страданиям и очень миролюбивы. «Я в течение своего двухлетнего пребывания в самых людных и плебейских кварталах столицы, — записал Мечников, — ни разу не встречал двух японцев, ссорящихся между собой. В японском языке даже не существует ругательских выражений».