Окончание им курса совпало с той порой, когда Крымская война была на исходе; около Севастополя происходили последние кровопролитные схватки и во врачах ощущался большой недостаток. Боткин по сдаче экзаменов принял немедленное решение отправиться на место военных действий, и в этом намерении особенно поддерживал его профессор Грановский, со своим страстным красноречием убеждавший его не мешкать принести посильную помощь раненым, гибнувшим от недостатка помощи. Он попал в число врачей того отряда, который вторично снарядила Великая княгиня Елена Павловна в Крым под начальством Н. И. Пирогова, и в сентябре уже уехал в Симферополь, куда после падения Севастополя направлены были главные транспорты больных и раненых. Поездка эта продолжалась около двух месяцев и оставила у Боткина мало добрых воспоминаний; он вблизи увидал, какой страшной неурядицей в госпитальном деле сопровождалась эта великая, самоотверженная борьба русского народа, впервые познакомился с бесчисленными злоупотреблениями и хищениями администрации и убедился, сколько своей драгоценной энергии и сил должен был тратить Пирогов на борьбу с ними в ущерб своим прямым обязанностям, и тратить почти безуспешно.
Боткин следующими словами вспомнил об этом времени в своей речи по поводу 50-летнего юбилея Пирогова, произнесенной в обществе русских врачей и помещенной в № 20 «Еженедельной клинической газеты» за 1881 год: «…добиться того, чтобы кусок мяса или хлеба, назначенный больному, дошел до него в полной сохранности, не уменьшившись до minimum'а, – дело было нелегкое в те времена и в том слое общества, который относился к казенной собственности как к общественному именинному пирогу, предлагаемому на съедение… По распоряжению Пирогова мы принимали на кухне мясо по весу, запечатывали котлы так, чтобы нельзя было вытащить из него объемистого содержимого, – тем не менее, все-таки наш бульон не удавался: находили возможность и при таком надзоре лишать больных их законной порции». С другой стороны, Боткин не придавал короткому пребыванию в Симферополе никакого значения в своем медицинском развитии; слишком лихорадочная и торопливая работа не давала ему спокойно разобраться во всем виденном и проделанном. В одном она убедила его окончательно: в его личной непригодности к хирургии, для которой требуется более тонкое зрение, чем то, какое у него было, – и он нередко вспоминал потом о своем отчаянии, когда после ампутации он никак не мог разыскать кровоточившие мелкие сосуды, подлежавшие перевязке.
По возвращении в декабре 1855 года в Москву Боткин тотчас же стал обдумывать, что должен с собой делать. Существенные пробелы в своих медицинских познаниях, вынесенных из университета, он сознавал отчетливым образом, а потому нашел нужным прежде всего заняться своим «дообразованием» и отправиться не откладывая с этой целью за границу. По счастью, его стремление на Запад совпало с той мудрой и здоровой эпохой нашего пробуждения, когда и правительство, и общество, убежденные наглядно неудачной войной в пагубном влиянии невежества и отсталости, признали обособленность России от остальной Европы за главную причину своих бедствий и поспешили ее исправить. В числе первых мер царствования императора Александра II было облегчить формальность получения заграничных паспортов и уничтожить высокую плату, какая взималась за них до того, – Боткин был одним из первых, воспользовавшихся этими льготами, и в самом конце 1855 года выехал в Германию. В упомянутой уже выше речи, посвященной Вирхову, он сам говорит о своем выезде таким образом: «Уезжая в 1855 году за границу с целью учиться, я ни от кого не мог получить указаний и советов, где, как и у кого можно было заниматься с пользой в Европе; некоторые говорили даже так: и охота вам ехать, пристроились бы где-нибудь в госпитале и учились бы здесь. Остановившись в первом университетском городе – Кенигсберге, в терапевтической клинике профессора Гирша, я в первый раз услышал от одного молодого ассистента, что Вирхов – профессор патологической анатомии в Вюрцбурге – считается одним из лучших учителей в Германии, что его приглашают в Берлин для поднятия тамошней медицинской школы и что я должен торопиться застать его в Вюрцбурге».
Попав в Вюрцбург, Боткин с жадностью набросился на работу у Вирхова; здесь перед ним открылся совершенно новый мир знаний, то неизвестное ему дотоле плодотворное направление в медицине, одним из ревностных и видных поборников которого он вскоре сделался. До Вирхова научная медицина была догматикой, основанной не на фактах исследования, а на гипотезах и теориях, большею частью чисто умозрительных, а потому стояла совсем особняком в ряду человеческих знаний. Вирхов же ввел ее в разряд естественноисторических наук, приложив и разработав экспериментальный метод, благодаря которому открылось совершенно новое поле для исследований, оправдавшихся самыми богатыми результатами и в корне преобразивших изучение медицины. В ней до того господствовало так называемое «гуморальное» направление, приписывавшее происхождение болезней изменениям в крови; то было учение о кразах венского профессора Рокитанского – учение совершенно умозрительное и принятое на веру, несостоятельность которого Вирхов так ясно доказал своими гениальными и фактическими трудами, что сам Рокитанский вынужден был признать справедливость их и отказаться от своего учения. Вместо разрушенных гипотез Вирхов создал и сложил в стройное целое учение о клетке, которое легло в основание всей современной науки вообще и патологии в частности.
Боткин в своей речи о Вирхове так, между прочим, охарактеризовал его заслуги: «Патологоанатомические исследования Вирхова, пополнявшиеся опытами над животными и клиническими наблюдениями, оказали особенно важное значение для практической медицины; Вирхов научил целые поколения не ограничиваться одними гипотезами, а путем исследований искать истину… Его окончательные выводы могут измениться, целлюлярная теория, может быть, заменится новою; но путь исследований, указанный Вирховым, останется надолго открытым – с богатыми плодами в будущем». Главным орудием в деле открытий Вирхова и обновленной им науки являлся микроскоп – инструмент, не находивший в преподавании медицины в Москве никакого применения, так что студенты того времени если и видели его иногда, то издали, и считали за что-то таинственное, кабалистическое. Боткину как вскормленнику старой школы пришлось в Вюрцбурге начинать изучение медицины чуть ли не с азов, со знакомства с микроскопом, с элементарного микроскопического исследования как нормальных тканей человеческого тела, так и патологических изменений в них. «Я должен был много работать, – продолжает он в той же речи, – много учиться, от многого отказаться, чтобы слушать Вирхова и понимать значение его лекций и все богатство их содержания. Привыкши слышать общие катехизисные истины, мы лишены были возможности отличать гипотезу от фактов. Еще менее, конечно, умели ценить отдельные факты и давать им истинное значение».
Боткин понял не только громадное значение нового направления, но и всю цену личного руководства Вирхова, а потому когда последний осенью того же 1856 года занял по приглашению правительства кафедру в Берлине, то и Боткин вслед за ним перебрался туда же. Здесь, в центре обширного сада, в котором помещались клиники Charite, возникло по мысли и плану Вирхова здание института патологии со всеми необходимыми для занятий приспособлениями – и Боткин стал в нем почти безвыходно проводить целые дни, деля свои занятия между микроскопом и лабораторией, которой заведовал тогда Гоппе-Зейлер, впоследствии весьма известный профессор Страсбургского университета. Кроме того, он аккуратно посещал расположенную в том же саду клинику профессора Траубе, отличавшуюся не столько богатством материала, сколько строго научным и всесторонним его изучением благодаря преподавателю. Траубе в ряду славных клиницистов нашего времени занимает бесспорно первое место; он обладал многими из тех драгоценных для клинициста свойств, какие были присущи натуре Боткина. При одинаковой у обоих основательной подготовке в физиологии и мастерском владении методами исследований Траубе тоже поражал своей необыкновенной наблюдательностью и пытливостью ума, помогавшими ему в самом ординарном клиническом больном уловить индивидуальные особенности и разбор его болезни сделать интересным и поучительным не только для студентов, но и для врачей – для последних даже как для лучших и более опытных ценителей всех тонкостей диагностики еще в гораздо большей степени, чем для первых.