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鲍林成为托尔曼的系主任时，他也从来不称呼托尔曼为“理查德”，而总是“托尔曼教授”。不过托尔曼毕竟是鲍林成长过程中一个重要的角色。鲍林后来感谢迪金森传授给了他细致的实验工作技巧，但是托尔曼将他引入了由量子物理学家最初发现而为化学家开创的更广阔的科学领域中，可以说托尔曼发挥了更为关键的作用。“我的许多老师都是极其出色的，但是托尔曼对我事业的影响超过了其他任何人，”鲍林这样说。
诺伊斯就不同了。鲍林从没有认为诺伊斯像托尔曼和迪金森那样影响了自己在科学事业上的发展，尽管诺伊斯是最终负责指导他研究生学习的人。这种态度一方面是由于他们科学兴趣的不同。鲍林不无轻蔑地把诺伊斯的热力学称为“黑盒子”，化学家只管往里输入数据，得到结果而并不知晓为什么，而且诺伊斯从来没有像鲍林那样能够熟练地运用量子理论这种新方法来研究化学问题。鲍林还认为诺伊斯在为化学系谈判的时候态度不够坚决。最后，鲍林喜欢“男子汉”，而诺伊斯在某些方面太浪漫、太谨慎、太女性化。（并不单是鲍林有这种看法；他记得托尔曼就曾称诺伊斯为“老处女”。）至少在鲍林一方，他与诺伊斯保持着距离。
但是诺伊斯对鲍林抱有越来越大的希望。他看着这位天才青年在极短的时间里就掌握了复杂的X射线晶体学。他看着他在迪金森外出访学时掌管实验室。他看着鲍林毫不客气地质询德拜的理论，然后又改弦易辙与他愉快地合作。他看着鲍林在实验和理论两方面都取得了成功——对一个研究生而言这是不同一般的成就。1925年，诺伊斯给了鲍林最后一次考验，要他指导十几个本科生进行一些创新的研究——这是诺伊斯让未来化学家尽早接触实验室计划的又一组成部分。在这项工作中，鲍林又一次获得了成功。本科生们干得相当不错，其中一名一年级新生埃德温·麦克米伦还与鲍林合作写了一篇论文。（麦克米伦后来赢得了诺贝尔化学奖——先于鲍林。）
到了研究生三年级，鲍林在教室和实验室里表现出来的独立思维和动手能力给诺伊斯以及加州理工学院的所有人都留下了深刻的印象。他把以前发表过的五篇论文汇集为一篇博士论文，题目是“用X射线确定晶体结构”，并在1925年6月获得了化学博士学位，辅修物理和数学。
鲍林的出色表现源出于他的勤奋。他记得在加州理工学院第一年的日程安排：“我想，我一周上45个小时的课（在某些大学里算15个学时），主要是高等物理和数学课程。后来系里规定兼课的研究生只能上30小时的课。另外我还花大量时间进行研究。晚饭后我就回到实验室，一直工作到大约晚上11点。周六和周日我总是全天工作。”
他第一年的室友埃米特记得，鲍林的工作比他说的还要多。他们合用一张床，轮流睡觉。照埃米特的说法，鲍林总是凌晨3点从实验室回来，那时埃米特正好起床开始学习。
每天晚上在实验室里，鲍林都要给爱娃·海伦写一封信。绵绵书信缩短了他们之间的距离，鲍林发现自己非常想念爱娃。不出几个月，他们就决定不再等待，也不顾双方家长的反对，在鲍林入学的第一年底结婚。
1923年春天，鲍林花50美元买下了迪金森用了七年的T型福特车，在街上转了几圈算是学会了驾驶。6月，他一路北上俄勒冈参加婚礼。“我原打算天黑就休息，”他回忆说，“但是我急切地想早日回到俄勒冈，所以就想，为什么不一直开下去呢？”半夜时分，鲍林驾着旧车在西斯基由山脉的崎岖山路上疾驰。为了让头灯发光，他得保持高速行驶，不小心一下子把车开进了路边的一个大坑。车最终停了下来，人也被颠倒了过来，一块车顶支架的碎木片还扎进了他的大腿。他挣扎着爬了出来，包扎了伤口，熬了一夜等待别人来救援。第二天一早，救援的人终于来了。刚把车修好，他又上路了，回到家刚好赶上婚礼。
婚礼在塞勒姆爱娃的姐姐家中举行。这是一个小型的家庭婚典，双方母亲都暂时把不悦放在一边参加了。鲍林高中时的朋友杰夫列斯是他的男傧相。在俄勒冈小镇科瓦利斯度过了一天的蜜月之后，鲍林又开始了暑期打工，还是测试铺路材料。新婚夫妇先在波特兰与鲍林的母亲一起生活，爱娃尽量地讨好贝莉——但她从未完全成功过。随后她又和鲍林一路追随筑路工人穿行于华盛顿州和俄勒冈州，每到一地都住在临时租来的房子里。
爱娃的才智早就打动了鲍林。比如鲍林在加州理工学院写给爱娃的一封信中提到泡菜中含有醋酸；她回信说：“谁都知道泡菜中没有醋酸，而是乳酸。”指出以前的教授在他本人专业中的错误是需要有勇气的，而且这类情况以后还会发生。一天工作下来，为了打发时间，鲍林翻开一本从当地图书馆借来的智力测试书，与妻子一起解答其中的问题。“我吃惊不小，”多年以后，在一次与爱娃同时接受采访时他说道，“我发现自己的新娘解数学题的速度比我还快，而且在多数场合答案比我的要正确。后来我想幸好没有在结婚前就发现这本书……不然可能会影响我的虚荣心。”
“你指的是伤害你的自尊心吧，”爱娃回答。
1923年秋天，鲍林把新娘带到了加州理工学院，搬进了校园边的一套小公寓。鲍林又恢复了老的工作习惯，选修了许多课程并把大多数晚上和周末都扑在实验室里。爱娃把一部分时间用来盘算如何用微薄的研究生津贴来维持生活，另一部分时间用来设法与辛勤工作的丈夫呆在一起。她精力旺盛，静不下心在家等鲍林结束一天的工作回来。她同鲍林一同上学，陪他听周五晚上的物理讲座，在实验室里帮忙，帮他做晶体模型，描绘球心投影，帮他计算公式，还在实验室纪录本上听写鲍林读出的衍射测量数据。鲍林在1923年的实验室纪录本上随处可见爱娃的手迹，包括在一页顶端写的“我爱你”。在实验室工作是和自己丈夫在一起的一种方式——可能也是唯一方式——而且这也让爱娃得以熟悉他的工作和专用词汇。她需要这些知识，以便和丈夫谈论他最感兴趣的话题。她不应该妨碍鲍林对工作的乐趣，妨碍他获取成功的抱负，她同样也不允许这一雄心将他俩分隔开来。
不过，工作并非唯一的生活内容。鲍林夫妇一同去听音乐会，去看电影，与迪金森一家野营，一同去海边。他们的第一个孩子是男孩，取名小莱纳斯，诞生于1925年3月10日。他们甚至还一同密谋，帮助鲍林的旧时朋友杰夫列斯与一位父母不赞成其婚事的姑娘秘密举行了婚礼。当时杰夫列斯正在伯克利攻读心理学硕士，鲍林夫妇时常去那儿拜访他。
1924年，鲍林又一次访问加州大学伯克利分校。他来到化学学院，把自己介绍给了路易斯。后者关于原子分享电子对形成化学键的论文曾经给了鲍林非常深刻的影响。路易斯当时不到50岁，正处于科学创造与个人权威的巅峰。自从1912年离开诺伊斯来到伯克利开设化学系之后，路易斯在科学研究和学术管理两方面都表现出了杰出才能。1923年，也就是鲍林首次拜访他之前不久，他刚出版了一本热力学经典教材（路易斯在推广现在早已被人们广泛接受的自由能概念方面功不可没），而且还撰写了一本总结其他原子分享电子对的思想，是一本具有巨大影响的专着。在校方的支持下，路易斯在过去十年中重组并扩大了伯克利的化学系，使其成为全国最有影响的基础科学研究机构。
尽管诺伊斯和路易斯两人同是美国物理化学方面的领袖，而。且家庭背景相似——两人都是17世纪移居美国的英国人后裔，两人的父亲都是具有学者思维的律师——然而两人在其他方面可谓是迥然相异的一对。诺伊斯生长于新英格兰，浸润在清教徒的传统中长大；而路易斯则生活在美国中西部，自学成才，独立思维。诺伊斯沉稳谨慎，喜欢在幕后操作；路易斯直率好辩，总是冲在最前沿。诺伊斯吟诵诗歌；路易斯爱说笑话。路易斯领导下的化学系像一个辩论协会，面对挑战和答辩他兴高采烈。他的一位同事回忆说：“他就像个顽童，总要寻找机会打击保守的偏见。”这位伯克利的化学家在海象唇髭下总叼着一支雪茄，“不管是否喝过酒，不管身处何地，他总是热烈讨论的焦点，总是欢乐人群的中心。”路易斯和鲍林一见如故。在第一次见面时，鲍林向路易斯介绍了自己在晶体方面所做的工作，并问他可否在毕业后到伯克利来在他指导下攻读博士后。和诺伊斯一样，路易斯慧眼识英雄，高兴地答应要考虑。
诺伊斯听说此事后忧心忡忡。对鲍林，他有自己的打算。早在鲍林进入加州理工学院的第一年，诺伊斯就写信给海耳说：“我这里有一个来自俄勒冈的学生，已经证明不同一般。”在鲍林即将结束研究生学习时，诺伊斯已经赞誉他为“学院历史上最有资格获得化学博士学位的候选人”。诺伊斯惯于在自己最得意的门生一毕业时就提供他们任教的职位——他对迪金森和其他早期的加州理工学院毕业生就是这样做的——早在鲍林拿到学位之前，诺伊斯就决定把他留下来。但是，有一条不成文的规定，最优秀的新博士总要设法取得博士后奖学金到别的院校呆上一两年，向别的大师们学习新的技能。最有声望、数额最高的奖学金是由全国科学研究委员会颁发的；具备鲍林这样能力的毕业生，自然希望能赢得全国科学研究委员会奖学金，到别的学校学习一段时间，然后再回到加州理工学院谋求一个教职。
唯一的问题是路易斯。诺伊斯深知伯克利化学系的实力，也深知路易斯的个人魅力，他不想冒险让鲍林到伯克利去与路易斯形影不离地过几个月。他建议鲍林申请国家委员会奖学金，同时提出了一个独特的要求，要鲍林在母校攻读博士后。鲍林希望进行X射线晶体学研究，诺伊斯在推荐信中强调，除了加州理工学院，其他学校都没有像样的晶体学实验设备，他还提出指派几个研究生协助鲍林工作，并暗示以后将安排鲍林的教职。“我担心，如果鲍林现在到了别的学校，这个杰出的青年研究人员就会失去一个绝好的研究机会，”诺伊斯在给全国科学研究委员会的信中这样写道。
同时，诺伊斯又积极准备了第二手方案。全国科学研究委员会不大可能为鲍林破例；要是那样的话，鲍林就有可能去伯克利，并且一去不复返。1925年春天，诺伊斯听说一个新的国际奖学金计划——古根海姆家族基金刚刚启动。尽管第一批正式的古根海姆研究基金获得者要到1926年4月才会最终选定，但据说有一个先期的特别需求小组将获得资助在1925年夏天成行。诺伊斯把这个消息告诉了自己最赏识的弟子，并和密立根一起竭力劝说鲍林申请，以便到欧洲向量子物理学的大师们学习。
但是鲍林并不急着去欧洲。在加州理工学院他还有许多工作没有完成，而且他也盼望能到伯克利与路易斯工作一段时间。所以当他获悉自己赢得了全国科学研究委员会奖学金后——附带规定他在完成博士论文答辩后的六个月内一定要到另一所学校去——他立即通知古根海姆基金会，自己想一年后再考虑出国的事情。
欧洲是鲍林顺理成章的选择。在他获得博士学位之前的四分之一世纪里，美国在基础科学方面取得了长足的进步。在诺伊斯以及其他人的努力下，美国的化学已经与欧洲的化学并驾齐驱了——在某些方面甚至已超过欧洲。在需要动手的方面也同样如此。私营企业新增的资助，加上诸如密立根这类精明的本国科学家的技术，美国已经毫不落后于世界潮流了。但在理论物理方面，在思维实验、笔纸运算和对新定律的发现方面，仍是欧洲一统天下。这一点在量子理论上表现得尤为突出。到1925年时，玻尔和索末菲的“陈旧的”量子理论显然已经被推翻，新一代的年轻理论家开始彻底与经典物理学决裂。新生代几乎全是欧洲人——主要来自德国、法国和英国。越来越多的美国大学认识到了这一新浪潮的重要性，纷纷派遣新造就的博士到欧洲量子学中心去学习：去哥本哈根的玻尔研究院，哥廷根的玻恩研究院，慕尼黑的索末菲研究院，苏黎世的薛定谔研究院。
诺伊斯只有六个月的时间，之后鲍林可能去伯克利，也许再也不回头。
诺伊斯是幸运的。从1925年夏天开始，鲍林的注意力集中到了那个重大的命题：化学键的本质。他开始雄心勃勃地撰写一篇论文，直接把量子理论和化学键的问题联系起来，通过收集到的大量晶体学和其他化学数据来批驳路易斯旧的静态原于模型，支持玻尔的动态原子模型。接着，为了说明苯的结构，他延伸了这一思想，提出旋转的电子对可能围绕着两个、而非一个原子核旋转，这样建立起一个分享电子对化学键。量子物理学的进步很快就将证明这一方法行不通，但在当时这篇论文相当重要，因为这不光表明鲍林能够把结构化学与现代物理学有机地结合起来，还表明这位新博士能够宏观地思考科学问题。
与此同时，诺伊斯也在积极谋划着鲍林的未来。他认识古根海姆基金会的上层人物弗兰克·艾迪洛特，他在1925年秋天安排鲍林和艾迪洛特在加州理工学院教工俱乐部共进了一次晚餐。那时鲍林对欧洲量子物理学的新进展正怀着日益浓厚的兴趣。大家正在谈论一种全新的理论方法，一种奇特的数学工具，“矩阵力学”，可以用来澄清玻尔—索末菲原子中的一些悬而未决的难题。甚至路易斯也建议鲍林在适当的时候到欧洲去，向量子革命的奠基人学习。这样鲍林在12月份向古根海姆基金提出奖学金申请，学习“原子内部结构的拓扑数学和分子结构，特别是对化学键本质的应用”。他同时向哥本哈根的玻尔研究院和慕尼黑的索末菲研究院提出申请，寻求学习的机会。
在与艾迪洛特共进的那次晚餐后，诺伊斯已经得到私下的保证，他学生的名字将出现在来年4月份的名单中。但是，期间仍然有几个月的真空，鲍林可以到路易斯那儿去学习。正当鲍林和爱娃收拾行囊准备奔赴伯克利时，诺伊斯又一次插手了。他邀请鲍林夫妇到他家去共进圣诞晚餐，这一社交荣誉让鲍林觉得“颇为意外”。当诺伊斯说他们可以带上9个月大的儿子时，他们更感到诧异了。晚饭时，这个老单身汉和蔼可亲，表现出父性的一面是跑林从没见过的。他们抵达诺伊斯家时，小莱纳斯还没醒，诺伊斯把婴儿放到餐厅隔壁的一间屋内。“每隔几分钟诺伊斯就要起身离开餐桌去看看婴儿是否还睡着，”鲍林回忆说。“他表现出了极大的兴趣。”对鲍林夫妇尽早动身赴欧洲，诺伊斯同样表现出了极大的兴趣。“你肯定能够获得古根海姆奖学金，”他告诉鲍林，但是何必等到正式通知呢？他建议说，如果鲍林夫妇提早走的话，他们在那不勒斯靠岸之前可以沿途在马迪拉群岛、阿尔及尔和直布罗陀逗留，然后可以在意大利游览几个星期。意大利！诺伊斯神采飞扬地提到罗马的辉煌，皮斯顿的遗迹。“我会给你钱购买到欧洲的船票，”他说，“以及从3月底到古根海姆奖学金开始前的生活费。”这是一分精美的圣诞礼物，鲍林夫妇无法拒绝。最后诺伊斯一锤定音，“你们现在搬到伯克利去，马上又要搬到欧洲去，真是太不值得了。”这是在路易斯和欧洲大陆之间的取舍。路易斯落选了。
后来鲍林说：“在许多年后我意识到，诺伊斯为了实现他已经作出的决定所采用的手法是非常高明的。”
鲍林采纳了诺伊斯的建议，放弃了全国科学研究委员会奖学金。根据鲍林的回忆，他喜新厌旧的做法招来了全国科学研究委员会一封“非常严厉的回信”。
欧洲这个目标已经定了下来，但是去哪个科学中心呢？鲍林无需费心：玻尔没有答复鲍林，而索末菲写来了回信。鲍林将去慕尼黑。在走之前还有最后一个问题：他们的婴儿怎么办？鲍林原以为小莱纳斯会跟他们一起去欧洲，他记得，当爱娃提议把孩子留在家里时，他感到“十分震惊”。起先，他提出了反对的意见，后来经过反复的考虑，他觉得还是这样好。他和爱娃将四处奔波，而且要省吃俭用；他们将没有独用的住房，没钱雇人看孩子，也没有时间来哄孩子。把孩子带上会给爱娃造成巨大的压力，也可能影响他的工作。他们安排让爱娃的母亲带孩子——这是一个符合逻辑的决定，鲍林母亲的健康正日益恶化——他们将每个月寄给她25美元。1926年3月4日，他们在波特兰火车站向小莱纳斯挥手道别，搭上一列东