Больше всего Вильямса интересовали биология и химия. Ему было жаль расставаться со своей химической лабораторией в училище. Он хотел продолжать практическое изучение химии и свои занятия по различным биологическим наукам.
В это время в Москве было учебное заведение, привлекавшее к себе, молодежь не меньше, чем университет. Нередки были даже случаи поступления в это учебное заведение выпускников университета. Этой высшей школой была знаменитая Петровка — Петровская земледельческая и лесная академия, основанная в 1865 году на окраине Москвы, в Петровско-Разумовском, «Здесь, — говорил писатель В. Г. Короленко, — наука, трактующая вопросы земли — самые жизненные интересы страны и народа, — устроилась в прелестнейшем уголке среди парков, рощ, прудов и полей, достаточно далеко от столицы для того, чтобы городская сутолока не врывалась сюда своим назойливым шумом и суетой, но и достаточно близко, чтобы кипучие интересы умственного центра могли находить здесь отклик и непосредственное живое участие».
Во время своих ботанических экскурсий ученик реального училища Вильямс часто заходил в академические владения, немало обогатившие его гербарий.
Вильямс познакомился не только с ботаническими богатствами академической лесной дачи. Он знал о существовании при Академии опытных полей, теплиц, оранжерей, фермы, где студенты практически изучали агрономию. Но главной славой Петровской академии была ее профессура — К. А. Тимирязев, Г. Г. Густавсон, И. А. Стебут, М. К. Турский, А. А. Фадеев. Это были выдающиеся русские ученые, создатели новых направлений в науке и превосходные воспитатели учащейся молодежи.
Петровка была знаменита и своими революционными традициями. В одном из донесений московское охранное отделение сообщало, что «инициатива всех происходящих среди московских учащихся беспорядков безусловно принадлежит студентам Академии». В 1876 году, во время революционного выступления студентов Петровки, московская жандармерия арестовала и выслала трех студентов Академии — В. Г. Короленко, К. А. Вернера и В. Н. Григорьева.
Революционно-демократические настроения были сильны и среди части профессуры. Еще в 1870 году профессор политической экономии Академии М. П. Щепкин (1832–1909) и управляющий учебной фермой Михаил Васильевич Неручев (впоследствии видный русский агроном, знаток степного сельского хозяйства) опубликовали в газете «Русская летопись» некролог, посвященный великому русскому демократу А. И. Герцену. Министр государственных имуществ, которому была подчинена Академия, заявил, что положительное отношение к Герцену является «оскорбительным и непростительным для людей, искренне любящих отечество и искренне преданных его интересам».
Щепкин и Неручев были немедленно уволены, несмотря на возражение Совета Академии.
Особенно широкую известность приобрело выступление К. А. Тимирязева в защиту Короленко и других студентов, арестованных в 1876 году. Тимирязев выразил свой протест царскому сановнику барону Ливену, специально прибывшему из Петербурга для борьбы с «крамольной» Академией. Побывав в Академии, Ливен заявил: «Если действительно таков дух, господствующий среди студентов, то я уже не знаю, как я осмелюсь сообщить об этом его величеству… Академию останется только закрыть». Однако тогда царское правительство не решилось привести в исполнение эту угрозу, отложив ее осуществление на будущее.
Революционное выступление студентов, арест трех студенческих депутатов, выступление в их защиту Тимирязева — все эти события нашли живейший отклик в городе. «В Москве в этот день, — вспоминал В. Г. Короленко, — только и говорили в интеллигентных кругах об истории в Петровской академии».
Много лет спустя, в 1913 году, В. Г. Короленко, благодаря К. А. Тимирязева за приветствие к шестидесятилетнему юбилею, вспомнил об этих событиях: «Из тех годов… когда судьба свела нас, учителя и ученика, в Петровской академии, я вынес воспоминание о Вас как один из самых дорогих и светлых образов моей юности… Мне в моей жизни так часто хотелось сказать Вам, как мы, Ваши питомцы, любили и уважали Вас и в то время, когда Вы с нами спорили, и тогда, когда Вы нас учили любить разум как святыню, и тогда, наконец, когда Вы пришли к нам, троим арестованным, в кабинет директора, и когда после до нас доносился из комнаты, где заседал Совет с Ливеном, Ваш звонкий, независимый и честный голос».
Революционно-демократические настроения Академии были широко известны и в Москве и далеко за ее пределами, поэтому, естественно, отношение к Петровке не могло быть нейтральным: прогрессивные слои общества поддерживали Академию, реакция ее — травила. Реакционные газеты в семидесятых и восьмидесятых годах полны были злобных нападок на Академию.