На своей половине в большом доме на Средней Пресне сыновья и дочери Вавиловых устроили настоящую лабораторию, хранили гербарии, различные препараты, собрали солидную библиотеку по ботанике, археологии, истории науки, географии с книгами не только на русском, но и на французском, немецком, английском, итальянском языках. Эти языки Николай Иванович выучил уже в детстве.
Впрочем, сестры его с таким же увлечением занимались и музыкой, обе учились в филармонии. И братья интересовались искусством: посещали выставки, концерты, музеи, собирали репродукции картин.
А что касается гербариев, то, как свидетельствуют воспоминания, у младшего брата, Сергея, будущего физика, они получались даже лучше, чем у Николая. Так что, конечно, трудно говорить о призвании, о каких-либо наследственных способностях, когда речь идет сразу о четырех естествоиспытателях, вышедших из одной купеческой семьи.
Несомненно одно: не расплывчатые полудетские мечтания, а широкий круг интересов, проверка их характерны для юности Николая Вавилова, его сестер и брата. И родители — Александра Михайловна и Иван Ильич — всячески поощряли интерес к науке у своих детей.
Позднее Сергей Иванович Вавилов вспоминал об отце: «Был он человек умный, вполне самоучка, но много читал и писал и, несомненно, был интеллигентным человеком. По-видимому, он был отличный организатор, «дела» его шли всегда в порядке, он был очень смел, не боялся новых начинаний. Общественник, либерал, настоящий патриот… Его любили и уважали. В другой обстановке из него бы вышел хороший инженер или ученый».
Иван Ильич поместил старшего сына не в гимназию, а в коммерческое училище. Древние языки здесь не изучали, но зато много внимания уделяли современным европейским языкам и естественным наукам. Химию, физику, естествознание преподавали выдающиеся педагоги Я. Я. Никитинский и С. Ф. Нагибин. Они устраивали краеведческие экскурсии, учили своих воспитанников овладевать методикой научных исследований и опытов, водили их на лекции крупнейших ученых в Политехнический музей. Все это укрепляло молодого Николая Вавилова в его интересе к естественным наукам.
Внешне братья так походили друг на друга, что их порой путали. Но характеры у них были очень разные. Это проявлялось даже в забавных мелочах. Иван Ильич был вспыльчив и нередко хватался за ремень. Сергей переносил наказание столь мужественно, что отец даже восхищался, хотя ему стоило задуматься над тем, почему звук при порке получался несколько подозрительным… Находчивый Сергей сделал себе щит из толстого картона и при возникновении опасности поспешно закладывал его в брюки.
