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早期在罗森斯特的工作中，作者对研究站多年积累下来的大量观察数据，如天气、收成、收成分析等，给予了极大的关注。气象记录在多大程度上能够提供来年收成的预测？对于这类问题，上述数据是有独特价值的。现在这篇文章是用于此目的的系列研究的首篇。
这个系列研究最多有6篇论文，《作物收成变动研究Ⅱ》发表在1923年，而史密斯先生给我的那篇标号为“Ⅲ”，在1924年问世。《作物收成变动研究Ⅳ》则在1929年发表。标号为“Ⅴ”的论文没有出现在费歇尔的文集中。在科学史上还很少有这种事件：标题那么不起眼，而其内容却如此重要。在这些论文中，费歇尔开发了用于数据分析的原创性工具，建立了这些工具的数学基础，并描述了如何将它们应用到其它领域中去，包括如何应用到他在罗森斯特所遇到的“垃圾堆”上。这些论文表现了令人眩目的原创性，充满了奇妙的内涵，这足够理论家们在20世纪余下来的日子里忙乎的，也许那之后还会继续激发更多的研究。
《作物收成变动研究Ⅰ》
费歇尔系列研究的后两篇文章是有共同作者的，但《作物收成变动研究Ⅰ》却是他独立完成的，那需要大量的计算工作。他的唯一后援是一台名字叫“百万富翁”的计算器，那是一台原始的带有手摇曲柄的机械计算器。如果要算乘法，比方说算3342乘27；先要将转盘放在个位上，设定3342这个数字，摇动曲柄7次；再将转盘放在十位数上，设定3342这个数，摇动曲柄2次，计算方告结束。这架机械叫“百万富翁”，因为它的转盘大得足够容纳以百万计的数字。
为了体会到这篇论文所耗费的气力，我们来考虑一下《作物收成变动研究Ⅰ》中第123页的表7。如果完成一个多位数乘法需要1分钟，我估计费歇尔需要大概185个小时来完成这张表。这篇论文中有15张复杂程度相当的数表，还有4张更为复杂的图。只考虑体力劳动本身，准备这些图表至少需要耗去费歇尔8个月的时间，而且每天得工作12个小时！这还不包括其它工作所花费的时间。比方说：思考理论数学问题、整理数据、设计分析框架、修正不可避免的错误等等。
高尔顿回归思想的一般化
回顾一下高尔顿所发现的“向平均数回归”，他试图找到一个数学公式，将随机事件彼此联系在一起。费歇尔接过高尔顿“回归”（regression）这个词，建立了某个给定地块小麦收成与年份之间的一般数学关系，这个相当复杂分布的参数描述了小麦产量产业化的不同方面。要深入理解费歇尔的数学式，你得有坚实的微积分基础，得对概率分布理论有好的辨别力，还要对多维几何学有感觉，但理解他的结论并不那么难。
他将小麦产量的时间趋势分成几个部分，一个是由于土地退化导致产量稳定地整体性地下降；另一个是长期的缓慢的变化，每个阶段都要花几年时间；第三个是一组更快的移动变化，考虑的是气候在不同年份的差异。自从费歇尔开创性的尝试，时间序列的统计分析在他的思想和方法的基础上，建立了起来，现在我们有了计算机，可以用更巧妙的演算法进行大规模的计算，但基本的思想和方法仍然未变。给定一组随时间波动的数据，我们可以将之分解为不同来源导致的结果。时间序列分析用来检验：美国太平洋海岸拍激的海浪是不是印度洋风暴的起因。这些方法使研究人员能够区分地下核爆破与地震，能够精确地为病理学上的心中节律定位，能够确定环境管制对空气质量的影响，其应用范围还在继续扩大。
农场有一个名称叫“宽田硬”（Broadbalk）的地块，在分析其粮食收成时，费歇尔感到有些困惑，这块地只用了动物粪肥，所以不同年份收成的变动与人工肥料无关。当土壤得自动物粪肥的养分逐渐耗尽，地力退化的长期因素就可以得到解释，同时费歇尔还可以确定不同年份降雨类型不同所带来的影响。那么，什么是缓慢变化的原因呢？从缓慢变化的形态可以看出，在1876年产量开始下降，比从另两个因素所能预计的程度还要大，这种下降在1880年速度更快了；这种情形在1894年开始改善，持续到1901年，而后又是下降。
费歇尔发现了带有同样缓慢变化的另一种记录，不过形态是相反的，那是关于麦田里野草的。1876年后，野草蔓延得越发严重，而到了1894年突然开始消失，只是在1901年又开始茂盛起来。
后来发现，雇用小男孩到地里去拔草，在1876年以前是通告的做法。在英格兰的大地上，下午经常可以看到瘦弱的小男孩穿行于田间，不停地拔草。到了1876年，教育法（the Education Act）使得上学带有强制性，田间小男孩的大部队开始不见了。而1880年第二部教育法通过，对致使孩子辍学的家长施以罚款，田间剩下的男孩也离开了。没有了拔草的小手，那些野草就又茂盛起来了。
那么，在1894年又是什么事情发生，使得趋势逆转了呢？在罗森斯特附近有一所女子寄宿学校，新校长约翰？劳斯（John Lawes）相信，充满活力的户外活动有助于他那些年轻的被托管人的健康。他和实验站的头儿一起安排，让这些年轻姑娘在周六和傍晚出门，到地里去拔草。1901年劳斯去世后，这些小姑娘恢复久坐的习惯，多是在户内活动，野草也就又回到了“宽田埂”。
随机化控制实验
第二篇研究收成变动的论文也是发表在《农业科学期刊》上，时间是1923年。这篇论文并不处理罗森斯特过去实验所积累下来的数据，取而代之的是新实验：一组不同的人工肥料组合对不同品种马铃薯的影响。费歇尔到了罗森斯特后，实验有了明显的改善。不再将某种实验的人工肥料用于整个农场，现在他们把土地划成小的地块，每个地块进一步区分作物的行，地块中的每一行都给予不同的处理。
基本的想法是简单的，之所以简单，那是因为一经费歇尔提出后，它就简单了，但这之前却没有人想到它。任何人观察土地上的作物时，都会很明显地感到有的地块土质好于其它地块。在某些角落，作物长得又高又密，而其它角落，作物则又细又稀。这可能是由于排水方式、土壤类型的改变、未知养分的出现、多年生野草的抵制，或者一些其它未能预见的原因。如果农业科学家要测试两种人工肥料间的区别，他可以将一种施于地块的其它角。但这会将肥料的效应与土壤或者排水等的效应混淆在一起。如果试验在相同的地块不同的年份进行，又会把肥料的效应与气候变化的效应相混淆。
如果同一年里，在相同作物上进行肥料的比较，土壤的差别就会减到最低程度，但他们仍然存在，因为所处理的作物不会有绝对相同的土壤条件。如果我们使用足够多的成对比较，在某种意义上，土壤差异所造成的区别就会被平均掉。假定我们要比较两种肥料，其中一种磷肥的含量是另一种的两倍，我们将地分成小块，每一块有两行作物。我们总是将磷肥多的施于北边这行，南边的那行则施磷肥少的。做到这里，反对的声音就会出来了。如果土壤的肥力梯度（fertility gradient）由北向南，那么北边这行的土质就会比南边那行稍好一点，土壤差异的影响就不会被平均掉。
别急！我们正要做调整，在第一个地块，我们把磷肥多的施在北边，到了第二地块，它将被施在南边，就这样来回调整。我的读者中可能有的已经画出地块的草图，将施磷肥较多的行标上了记号。它会指出，如果肥力梯度从西北向东南，施以额外的磷肥的行将总是比别的行土质好。也会有人指出，如果肥力梯度从东北向西南，结论正好相反。好啦，另一个读者发问了，到底谁对了呢？肥力梯度究竟如何分布？我们的答案只能是：天晓得！肥力梯度这个概念是抽象的，当我们选择从北到南或从东到西时，肥力的真正形态可能以非常复杂的方式上下变动。
我可以想象得出来，当费歇尔提出小地块定型处理将得到更为细心的实验时，罗森斯特的科学家们之间也会有这样的讨论。我也可以想象，当讨论集中到如何确定�