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從
12歲到
16歲，愛因斯坦通過自學熟悉了基礎數學和微積分，閲讀了布赫納的《力和物質》和伯恩斯坦的大部頭的《自然科學通俗讀本》等科學著作。從這些卓越的通俗讀物中，他瞭解了整個自然科學領域裡的主要成果和方法。蓬勃發展的自然科學為少年的愛因斯坦展現出自然界的神奇和和諧。當愛因斯坦的中學同學們還在墨守成規地死死啃着教條的知識和為初等數學絞盡腦汁時，他卻早已在高等數學的海洋裡遨遊，並已奠定了充實的自然科學知識基礎了。
1894年
6月，面臨破產的愛因斯坦的父親接受了一位意大利人的建議，將家和工廠搬到了意大利的米蘭。幾個月之後，早已對德國死板的教條式教育深惡痛絶的愛因斯坦，毅然退學，啟程來到了米蘭，與家人團聚。到意大利的最初幾個月，他享受到了完全的自由，興緻勃勃地獨自徒步漫遊了意大利北部，盡情領略異鄉美麗的風光。他應該安排好自己的命運了。
他雖然退了學，但他並沒有喪失對科學的熱愛。他的志願已定：數學和理論物理吸引了他。他決定通過正式途徑繼續他的科學事業。於是，他向有名的瑞士聯邦工業大學提出入學申請。
由於他半途退學，沒有拿到中學畢業文憑，必須要接受該大學的入學考試。
1895年秋天，通過母親的關係，他獲准參加聯邦工業大學的入學考試，結果沒有考上。原來他沒有好好複習功課，德文、法文、動物學、植物學這些需要背誦記憶的功課都考得不好。幸好，他的數學和物理成績十分出色，贏得了教授們的稱讚。
校長建議他到瑞士的一所州立阿勞中學再讀一年，以補上除數學和物理以外的几乎其他全部學科。
1896年秋天，愛因斯坦順利地在阿勞中學拿到了畢業證書。
10月
29日，他被免試錄取到聯邦工業大學的教育系。其實，這個教育系實際應稱為物理數學系，因它是專門培養物理和數學教師的。
從
1896年
10月到
1900年
8月，愛因斯坦在聯邦工業大學度過了
4年大學生活。在大學，他選修了數學、物理以及哲學、歷史、經濟和文學方面的一些專門課程，但卻很少去聽物理和數學的主要講課。傑出電工學家韋伯所講授的物理課的內容他早已熟悉，他寧可自己直接去攻讀物理學大師麥克斯韋、克希荷夫、波爾茨曼和赫茲的著作。數學是由胡爾維茨、閔可夫斯基這樣一些傑出的研究者講授的，同樣未能引起他的興趣。
原因是他已逐漸改變了對數學的看法。他覺得數學分支太多、太細，每一個分支都能吮吸掉一個人的全部時間和精力。他擔心他永遠也不會有眼光去判定哪一個分支是最基礎的。那時他會處于布里丹驢子的境地：因為無法決定吃麵前的哪一捆乾草而餓死。
然而物理學不同，儘管物理學也分為若干領域，其中每一個領域也都能吞噬掉一個人短暫的一生，可是在這個領域裡，他認為他很快就學會了識別出那種能導致深邃知識的東西，而把其他許多東西撇開不管，把許多充塞腦袋，並使它偏離主要目標的東西撇開不管。在學生時代，愛因斯坦還不清楚，在物理學中，通向更深入的基本知識的道路是同最精密的數學方法聯繫着的。
在大學裡，愛因斯坦很快發現，要做一名優秀的學生，必須要集中精力學好所有的課程，必須要遵守秩序，循規蹈矩有條有理地記好筆記，並且自覺地做好作業。而他自感到，這些特性正是他最為欠缺的，他不願意為此多花精力，他要把他的時間集中用到學習那些適合於他的求知慾和興趣的東西上。他於是抱著某種負疚的心情，滿足於做一個中等成績的學生。他「刷掉了」很多課程，而以極大的熱忱在家裡向理論物理學的大師們學習。
因此他除了數學和物理學之外，其他成績平平。好在，按瑞士的教育制度大學只有兩次考試。更為幸運的是，愛因斯坦有位最要好的同學馬塞爾·格羅斯曼，他正好具備愛因斯坦所欠缺的那些品質，並且慷慨地同這位桀驁不馴的同伴分享他那細微而條理分明的筆記。所以愛因斯坦能夠坦然地按照自己的路子走下去，並且從格羅斯曼的筆記裡適當地往腦子裡填塞一些東西而順利地通過考試。
1900年愛因斯坦從聯邦工業大學畢業以後，几乎有兩年時間，就像他早年作為一個「差生」的歷史所預計的那樣，沒有什麼成就。他申請當助教，但助教的位置給了別人。在這段時期裡，他在知識分子的圈子裡找些臨時工作以維持生計。瑞士一所中學裡有位教師服兩個月的兵役，他就補缺去代課。
他也曾在一所私立的寄宿學校當補習老師，還曾替蘇黎世聯邦觀象台做過一些計算工作，而一直未能立即投身到物理學的研究中去。
最後，到
1902年春，愛因斯坦的好朋友，留校當了助教的「無可挑剔的學生」格羅斯曼幫了他的忙。格羅斯曼的父親把愛因斯坦推薦給瑞士伯爾尼專利局局長，經過一番嚴格的考試，他被任命為專利局三等技術員，幹起了專利審查員的工作。這使他解除了經濟上的困難，也提高了他的工作興趣，並時時激發他的科學想象力。除了
8小時的工作，他有充分的空餘時間來思索宇宙之謎了。
在伯爾尼專利局的
7年業餘時間裡，這位年輕的專利審查員創造了舉世矚目的科學奇蹟。他簡直把
20世紀中理論物理髮展的主要方向都勾划出來了，開創了物理學的一個新時代。
