Вильямс в то время предполагал еще, что и в существовавших тогда социально-экономических условиях передовая наука может приносить реальную пользу народу.
Совмещая слушание лекций и практические занятия с беготней по урокам, усиленно занимаясь по ночам, недоедая и недосыпая, Вильямс успешно усваивает программу первого курса, и в его зачетной книжке появляются пять пятерок и одна четверка — таковы были результаты переходных экзаменов с первого на второй курс.
На втором курсе заниматься Вильямсу стало еще более трудно: во втором полугодии объем практических занятий настолько возрос, что они заканчивались иной раз только в восемь часов вечера. Ежедневное двадцатидвухверстное путешествие из Москвы и обратно сделалось совершенно невозможным, и Вильямс вынужден был выделить из своего скудного бюджета 7 рублей в месяц, чтобы снять угол в крестьянской избе на Петровских выселках, располагавшихся по соседству с Академией. Он продолжал давать уроки здесь же, в Петровско-Разумовском. В Москву, домой, удавалось попадать нечасто, и каждый такой приход был радостным событием для младших братьев и сестер, которым очень недоставало их постоянного предводителя — организатора игр, создателя террариума и аквариума. Те редкие свободные вечера, которые Вильямсу удавалось провести в Москве, он посвящал музыке, которую он полюбил с детства, слушая игру своей старшей сестры Сони.
К этому времени сестра успела закончить консерваторию и являлась главной материальной опорой семьи, давая многочисленные уроки музыки. Соня доставала контрамарки и отправлялась вместе с братом на симфонические концерты. Особенно они оба любили Чайковского, Бетховена и Шопена.
А в шесть часов утра Вильямс отправлялся знакомой дорогой в Петровку, на две-три недели отрываясь от дома.
На первом семестре второго курса Вильямс с новым увлечением слушал Тимирязева, читавшего студентам свой любимый предмет — физиологию растений. Именно на этих лекциях с особой силой проявлялся дар Тимирязева вскрывать перед слушателями самую сущность закономерностей, управляющих развитием живой природы. Особенно подчеркивал Тимирязев значение среды для развития организмов. «Растение и почва, — говорил он в одной из своих лекций, — растение и влага, растение и воздух, растение и солнце, — вот эти четыре порядка явлений: с ними приходится считаться земледельцу; во всяком случае, ему необходимо понимать их относительную роль».
Этот диалектический подход Тимирязева к изучению и овладению природой был целиком воспринят Вильямсом, посвятившим всю свою дальнейшую деятельность разработке и пропаганде основ передового научного земледелия.
