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摩爾根自己發現，把水母切成若干段，切口會碰到一起，融為一體，呈鈴形。他還發現，切去魚的尾部或蚯蚓的基部，被截去的部分會慢慢再生出來。如果多截掉一些，，則再生加快。該動物所吃食物的多寡並不影響生長速度。
但是，切口的一端怎會“知道”該長出一個頭還是該長出一個尾巴？1901年，摩爾根發表了一系列演講，介紹他的研究成果。在闡述他對再生現象的看法時，他提出了一個假設性的答案。他的這些講稿發表在《哥倫比亞大學生物學論叢》上。理查德·戈斯博士認為，摩爾根寫的《論再生》一文至今仍不失為一篇最優秀的作品。他說：“摩爾根當時為之納悶的那些問題，現在已得到解答的仍何其少也。”
摩爾根根據蝌蚪、魚類、蚯蚓的移植與再生研究的結果提出一種推斷，認為動物體內的張力或物質從頭頂到尾端呈梯級分佈。截除軀體之一部分，則打亂了原來的張力或物質分佈模式。移植得完善，則恢復了原有張力，毋需再生。要是不移植，傷口處的細胞後面的壓力減低，它們就“知道”該長出一個頭；如果壓力增大，則傷口細胞“知道”該長出一個尾。
這一理論，蔡爾德在1904和1905兩年發表的文章中闡述得十分清楚。蔡爾德還承認這是他以後的生物化學梯度學說的起源，摩爾根認為他的全部研究工作都是為了解答受精卵如何演變成一個個體這一基本問題，雖然梯度學說似乎解答了部分問題，但還有好些問題未得到解答。由於這個原因，摩爾根只要有機會，就回過頭來搞再生研究。事實上，他1945年離開人世時，仍然在研究屬於蛇尾綱的海盤車類動物的再生現象。
假如摩爾根留在布林莫爾不走，他無疑會繼續紮紮實實進行胚胎學和再生現象的研究，但在1903年，他的朋友威爾遜請他到紐約去當全國第一位實驗動物學教授。除了當教授（這是哥倫比亞大學、也是威爾遜本人對實驗生物學的支援）以外，他們之間還有一條明確的協議：摩爾根不必上許多課（幾乎完全不上本科生的課），主要從事研究工作。威爾遜曾有一次謙遜地談到他對哥倫比亞大學的遺傳學研究的唯一貢獻是他發現了托馬斯·亨特·摩爾根。不過，假若托馬斯·亨特·摩爾根沒有發現威爾遜及其正在從事的細胞學研究，說不定哥倫比亞大學也就根本不會有遺傳學研究。決定到一個更大的學校去工作，這是摩爾根一生事業中的轉折點。
1903年，差不多是作為離開布林莫爾學院的準備工作之一，摩爾根以威爾遜為榜樣，也訂了婚。他那時三十六歲，到9月將滿三十六歲，這似乎是他一生中的初戀。他始終主張一個男子漢首先要在事業上有所建樹，要有雄厚的經濟基礎，然後才談得上解決婚姻大事。他說這話時，一定是把訂婚也包括在內的，因為他同未婚妻實際上已認識多年，現在才遲遲宣佈訂婚。
莉蓮·沃恩·桑普森1887年進入布林莫爾學院，是埃德蒙·威爾遜最早的也是最優秀的學生之一。她1891年畢業，後來在瑞士蘇黎世學生物學和小提琴，1894年獲布林莫爾學院碩士學位。她有段時間在亞利桑那州同朋友們在一起，前後共約一年光景。不過，她多數時間是在賓夕法尼亞州的日耳曼敦同把她撫養成人的祖父母住在一起。一有時間她就到布林莫爾學院繼續聽課，在實驗室搞她自己的胚胎學實驗，擔任帶學生實驗的教師。
她和湯姆訂婚時，年已三十四歲。她三歲就死了父母，同她的姐姐伊迪絲特別親近，而伊迪絲從布林莫爾學院畢業井出嫁以後，莉蓮幾乎又第二次成了孤兒。莉蓮的爺爺、奶奶和幾個姑母看見湯姆的愛情使她青春煥發，心裡十分高興，而莉蓮自己很快就成了摩爾根家族的忠實成員。她給摩爾根夫人的信中這樣寫道：“當我想到您和湯姆的母子之情，我就感到無限幸福，同時也體會到自己的渺小，因為我認識到，作為他的妻子，作為對自己的母親那麼孝敬的男人的妻子，她該要填補多大的空間啊！我知道，雖然我一天比一天更加愛他，更加崇拜他，但要充分了解他，我可以說還沒開始哩。我請求您幫助我，讓我明白怎樣才能使他過得更加幸福。”
那年春寒料峭，細雨霏霏，摩爾根每週暫時放下工作一次，來往於布林莫爾學院和日耳曼敦之間。莉蓮當時同姑母住在日耳曼敦。他起初趕火車，後來天氣轉暖，改為騎馬。4月，他給莉蓮買了一顆自鑽石。莉蓮在給她未來的婆母的信中這樣寫道：“我歷來就快活，但現在，歡樂和幸福充滿了我的生活，再沒有時間和空間去顧別的東西啦！”
因為婚禮要到6月才
