В 1909 году за работу об Аральском море, которую Берг представил в качестве магистерской диссертации, ему сразу была присуждена докторская степень. Отзывы представили – Д. Н. Анучин, В. И. Вернадский, А. П. Павлов, М. А. Мензбир, Г. А. Кожевников, В. В. Бартольд и Э. Е. Лейст, несомненно, лучшие специалисты того времени.
С 1904 по 1914 годы Берг заведовал отделом рыб и рептилий Зоологического музея Академии наук в Петербурге. В эти годы он закончил и издал ряд прекрасных исследований по рыбам Туркестана и Амурского края.
В 1916 году Берга избрали профессором Петроградского университета.
Главные работы этого периода посвящены происхождению фауны озера Байкал, рыбам России, вопросам происхождения лесса, изменениям климата в историческую эпоху и разделению азиатской территории России на ландшафтные и морфологические области.
Революционные события надолго прервали полевые исследования Берга.
Первыми крупными работами ученого, вышедшими после революции, оказались «Номогенез, или эволюция на основе закономерностей» и «Теории эволюции» (1922). Обе эти книги Берг написал сидя в пальто в нетопленой комнате, подогревая замерзающие чернила на огне коптилки. В этих работах, посвященных теории эволюции, Берг выделял три направления:
критику основных эволюционных учений и в первую очередь – дарвиновского,
разработку собственной гипотезы о причинах эволюции, основанной на признании некоей изначальной целесообразности и «автономического ортогенеза» как главного закона эволюции, действующего центростремительно и независимо от внешней среды, и
обобщение закономерностей макроэволюции, таких как необратимость, повышение уровня организации, длительное продолжение эволюции в одном и том же направлении, конвергенция и т. п.
Эволюционные работы Берга были вызваны тем кризисом, который переживал дарвинизм в первой четверти двадцатого века. Берг никогда не разделял точку зрения Чарльза Дарвина на причины эволюции. Он считал, что изменчивость в природе всегда приспособительна, а организмы на изменение внешних условий реагируют не постепенно, а наоборот – резко, скачками, массово. Таким образом, решающее значение Берг придавал изменчивости, а не естественному отбору. Разумеется, «Номогенез» («совокупность закономерностей»), разрабатываемый Бергом, вызвал массу возражений. Утверждение Берга, что в биологической эволюции нет места случайностям, а все происходит закономерно, звучало слишком вызывающе. Но исторически указанные работы Берга оказались чрезвычайно важны, хотя бы тем, что обе остро ставили проблему направленности эволюции и роли внутренних факторов в филогенезе, полифилии, конвергенции и параллелизмов. Взгляд большинства оппонентов Берга хорошо выразил профессор Н. Н. Плавильщиков. «Книга „Номогенез“, – писал он, – одна из очередных попыток ниспровергнуть теорию отбора. Конечно, ничего путного из этой попытки не вышло и не могло выйти, несмотря на чудовищную начитанность автора и известное остроумие его выводов: дважды два всегда четыре. Отрицать теорию отбора… А разве может быть другое объяснение целесоообразности в строении организмов?…»
На это, впрочем, можно ответить словами Герберта Спенсера: человечество идет прямо, лишь исчерпав все возможные кривые пути.
Будучи ученым-естествоиспытателем, Берг всегда стремился придать своим аргументам форму строго эмпирических построений. «Выяснить механизм образования приспособлений и есть задача теории эволюции», – писал он. Что же касается живой материи, то Берг вообще считал, что она мыслима только как организм. «Наивны мечты тех химиков, которые думали, что, произведя в колбе синтез белка, они получат „живое вещество“. Живого вещества вообще нет, есть живые организмы».
«Теория Дарвина задается целью объяснить механически происхождение целесообразностей в организмах, – писал он в работе „Теории эволюции“. – Мы же считаем способность к целесообразным реакциям за основное свойство организма. Выяснять происхождение целесообразностей приходится не эволюционному учению, а той дисциплине, которая возьмется рассуждать о происхождении живого. Вопрос этот, по нашему убеждению, метафизический. Жизнь, воля, душа, абсолютная истина – все это вещи трансцендентные, познания сущности коих наука дать не в состоянии. Откуда и как произошла жизнь, мы не знаем, но осуществляется она на основе закономерностей, как и все происходящее в природе. Трансмутация, происходит ли она в сфере мертвой или живой природы, совершается по законам механики, физики и химии. В мире мертвой материи господствует принцип случайности, т. е. больших чисел. Здесь осуществляются вещи наиболее вероятные. Но какой принцип лежит в основе организма, в котором части подчинены целому, мы не знаем. Равным образом, не знаем мы и того, почему организмы в общем повышаются в своем строении, т. е. прогрессируют.