Когда Артур получил степень доктора, семья вернулась в Соединенные Штаты и Ирвинга послали в Академию Честнат Хилл в Филадельфии. Его сжигала страсть к науке. Самостоятельно он в течение шести недель изучил книгу о дифференциальном и интегральном исчислении. В четырнадцать лет он поступил в институт Пратта в Бруклине, а когда ему исполнилось семнадцать, стал студентом Колумбийской горной школы, где изучал технику. В 1906 году он получил диплом доктора физики в Геттингене. Институт Стивенса в Хобокене пригласил его преподавать химию. И тут на время вихрь утих.
Когда истекал третий год его работы в институте Стивенса, Лангмюр решил вместо обычного отдыха в горах провести лето в новых лабораториях «Дженерал Электрик» в Скенектеди. Несколько месяцев растянулись до самого конца его научной карьеры, потому что он попал в «Дженерал Электрик» в тот момент своей жизни и жизни лаборатории «Дженерал Электрик», когда они как нельзя более нуждались друг в друге.
К 1900 году, благодаря жесткости, предприимчивости и могучей поддержке Дж. П. Моргана, «Дженерал Электрик» соединила патенты Эдисона с патентами фирмы электрического оборудования в Новой Англии, принадлежавшей Томпсону-Хьюстону, и превратилась в одну из крупнейших американских корпораций. Директора понимали, что компания может устоять против конкурентов лишь в том случае, если будет постоянно предлагать потребителю все новую продукцию и новые услуги. До сих пор они использовали академические знания, накопленные учеными в течение XIX века. Теперь директора «Дженерал Электрик» А. Г. Дэвис и Е. В. Райс решили, что компания сама должна внести вклад в этот свод фундаментальных научных знаний. Необходим был новый тип индустриальных лабораторий.
С этой целью в качестве директора был приглашен профессор Массачузетского технологического института Виллис Р. Уитни.
Когда в 1909 году Лангмюр впервые приехал в Скенектеди, он имел весьма смутное представление о том, что ему там предстоит делать. Несмотря на широкую рекламу новых лабораторий «Дженерал Электрик», Лангмюр ожидал, что его засадят за обычную, ставшую уже рутиной, работу. К его удивлению, Уитни предложил ему, не стесняя себя никакими сроками, ознакомиться с лабораториями и выяснить, какого рода проблемы там изучают, а затем выбрать тему, над которой он хотел бы поработать.
«Когда я стал работать в лаборатории, — писал Лангмюр, — я обнаружил, что там гораздо больше „академической свободы“, нежели в любом университете».
В то время как Лангмюр изучал лаборатории, Уитни изучал Лангмюра. Уитни приглядывался к нему в течение лета и понял, что нашел в Лангмюре редкое сочетание проницательности и догадки, педантичности и воображения. Исследование казавшейся незначительной темы, которую выбрал Лангмюр в то лето, открыло впоследствии пути во многих направлениях. Оно повлекло за собой:
1) значительное усовершенствование обычной электрической лампочки;
2) совершенствование триодов, которые изобрел де Форест;
3) развитие теории элементов в химических соединениях;
4) развитие учения об особом двухмерном мире плоскости и его применение в химии, физике и биологии;
5) объяснение замечательного явления катализа;
6) такие метеорологические опыты, как воздействие на тучи, вызывающее дождь.
В течение своей долгой карьеры Лангмюр никогда не брался специально за исследования, преследуя прямую практическую цель. Все эти полезные результаты были просто побочными продуктами изучения основных загадок природы. Лангмюра часто спрашивали, почему он начал то или другое исследование, и он неизменно отвечал: «Наверное, потому что я очень любопытен». Когда же его спрашивали, почему он продолжал в этом направлении, он отвечал: «Меня это забавляет».
Двумя столетиями раньше, Горэс Уолпол назвал «искусство использовать неожиданные случайности — serendipity».
Талант Лангмюра в этом искусстве целых пятьдесят лет давал ему немало возможностей «позабавиться», принес ему почетные дипломы, медали и Нобелевскую премию. Лангмюр же открыл миру больше увлекательных подступов к новым областям знания, чем любой другой из его современников-американцев.
За все эти неожиданные удачи «Дженерал Электрик» платила щедро, но отнюдь не оставалась в накладе. В результате открытий, полученных в собственных лабораториях, «Дженерал Электрик», эта частная американская корпорация, в 1954 году была богаче и могущественней, чем были до первой мировой войны многие вместе взятые европейские королевства и империи, чьи гусары и лейтенанты щеголяли расшитыми мундирами в Вене, Берлине и Париже как раз в то самое время, когда Ирвинг Лангмюр в высоком крахмальном воротничке и брюках с узкими манжетами сошел с поезда на станции Скенектеди (США) в 1909 году.