晶体点阵结构研究
1909年9月，玻恩收到德国萨尔斯堡科学与哲学研讨会大会发言的邀请，这是他有生以来第一次在全德大规模专业会议上做受邀报告。在这次会上，爱因斯坦介绍了他的光量子理论，玻恩的发言紧随其后。玻恩第一次见到他所敬仰的爱因斯坦。这次会议之后，玻恩被接受为哥丁根大学哲学和数学学会成员，并得到大学教授的资格认证。自此，玻恩开始了哥丁根的教学与科研生涯。
根据德国大学教育体制的规定，不具有全职教授资格的教师的工薪不由学校开出，而是来自选修的学生。初选他的课的学生只有四五个人，其中听过他的课的学生回忆说：“他只讲了几句话，就匆匆地回过头去，对着黑板写了起来，然后说：‘好，这就是问题的结果。’整个一个小时，他只解释了几句话。”到了年终，尽管他的教学有些改进，但选他的课的学生更少了。过去，玻恩对老师讲课很挑剔，到了自己讲课时也不得不承认，他的课的确很糟糕。
在玻恩拿到教授资格证书（Habilitation）后，一些与他同级并选修化学、医学和药剂学的人邀请他为他们讲授热力学课。其中就有爱伦堡（Ehrenberg），此人后来成了他的妹夫。许多年以后，爱伦堡对他说：“你的课简直是对我们的折磨，我们几乎一句话也听不懂。然而，我们既不想打断你，也不敢离开。因为你是我们的同事，这个课是你自愿上而又不要报酬的。”［28］
1911年夏，迈克尔逊（Michelson）从芝加哥来访，玻恩很快与他成为朋友。迈克尔逊离开后，玻恩接受芝加哥大学的邀请，前去讲授相对论。这一理论的突破性进展源于欧洲，在当时还很少有人从欧洲被请到美国讲授这样的课。
玻恩先在纽约停留几天，犹太族裔的老亲戚为他举行了盛大晚宴。他惊讶地看到美国上等社会的奢侈和豪华。“每个人的背后都有一个肩搭毛巾，手端银盘的侍卫，每个人的面前都有一只烤好的整鸡，那可不是一只小鸡，足够4口之家吃上一顿。其他菜肴五光十色摆满一桌，众人谈笑风生却很少动用刀叉。饭后，绝大部分菜肴几乎原样未动地收走扔掉。”到了晚上，玻恩在街头亲眼见到在垃圾桶里翻找食物的穷人，他不无感慨地说，美国社会的“这种贫富悬差使我感到厌恶，也倍感震惊”。［29］其实，并不只是玻恩，在那一时期，先后访问美国的玻尔、薛定谔、泡利和海森堡等一行欧洲学者们，都有类似的想法，他们在品味上都不喜欢美国，认为美国的文化“浮躁”“粗制滥造”，但令他们万万没有想到的是，二三十年之后，世界的科学，无论是技术还是理论，乃至整个世界的经济都是欧洲向美国靠拢，美国成了世界关注的中心。
在芝加哥，玻恩在进行一周相对论讲座的同时，还参与了迈克尔逊实验室的工作。学术活动之后，他参观了加拿大的冰川湖（Glacier Lake）以及与路易斯湖齐名的安卡迪茵湖（Engadine Lake），去了美国加州的优胜美地山谷（Yosemite Valley）、威尔逊山（Mount Wilson）和大峡谷（Grand Canyon），在那里他骑着驴子下到了1200米深的谷底河床。
10月底，玻恩回到了哥丁根，这个冬季学期他讲授气体动力学理论课。这时，他有了一个新的室友，选修应用数学的匈牙利博士生冯·卡门（Von Karman）。多年之后，冯·卡门由于发现气体或液体中运动物体身后的湍流规律，即著名的冯·卡门涡道效应（von Karman votex street effect），成为著名的美籍空气动力学理论研究的鼻祖。当时，玻恩与卡门同时选修希尔伯特的学术讨论课“连续体力学”，引发了他们对固体内部结构及热学性质的关注，在卡门的激励下，玻恩暂时放弃了相对论研究，决定联合写一篇关于固体热学性质的论文。(https://www.daowen.com)
在19世纪，研究固体热学性质的论文及实验很多，当时的热动力学理论以及实验结果证明，无论哪种固体，每增加一定的温度，它们都会蓄积一定的热量，这就是固体的比热容性质。绝大部分固体的比热容量都保持为常量，与温度无关，但是有些固体却出现例外，例如金刚石，当温度趋于零度时，它的比热容量也随之减小。
1906年，爱因斯坦把麦克斯韦（Maxwell）和玻尔兹曼（Boltzmann）的统计力学与普朗克（Plank）的新量子理论结合起来，对这一现象做出了解释。他第一次在热学理论中引用了物质的量子特性，这一新思想立即引起了玻恩和卡门的注意。著名物理化学家能斯特（Nernst）也注意到了这一工作，哥丁根的麦德龙（Madelung）在讲课中也曾提起这一工作。他认为，在固体中，原子的运动并非完全独立，原子间不仅有着相互作用，而且也在不停地交换着能量。受到这些思想的启发，玻恩和卡门决定从理论上对其作用机制进行系统的研究。
首先需要建立一个固体的结构模型，再在此基础上研究固体的热学、光学甚至电学的性质。他们认为，这个模型的关键之处在于，它首先应该回答固体内部的原子振动究竟是什么样的。经反复切磋，他们终于找到了一个能表征固体内部的三维模型，这就是后来所称的“点阵结构”，这是第一个关于固体结构的典型图像。接着，他们为这个构架提出了量子化关系的数学表征。按照这个数学表征，经过一系列繁杂的计算，他们得到了固体比热容在常温区和低温区的数据，这些数据不仅在常温区，甚至在低温区都与实验结果相符合。这个结果表明，他们的理论优于爱因斯坦的解释，因为后者在低温区与实验结果偏离较大。
1912年4月，玻恩与卡门关于晶体点阵结构的论文在德国物理杂志《物理学期刊》（Physikalische Zeitschrift）上发表。这篇论文不仅第一次介绍了固体的点阵动力学的基本概念和基础理论，如典型点阵自由度、点阵动力学强度、点阵周期性分布，以及为避免表面效应的复杂性所引入的边界条件等，同时也对固体的热学、声学和光学性质，如比热容、声学和光学的频谱分析等进行了全面而系统的讨论［30］。
玻恩和卡门的这篇论文发表后不久，慕尼黑的物理教授，曾担任克莱因研究助手的索末菲立刻写信对玻恩说，他非常赞赏这篇论文，认为它所提出的固体点阵模型不仅是完全正确的，也为固体物理的研究指出了正确的研究方向和一整套系统的研究方法。［31］然而，几个月以后，索末菲来到哥丁根访问，带来了一个让人意外的消息。原来就在玻恩和卡门论文发表的前几天，苏黎世联邦理工学院（ETH）的荷兰裔物理学家德拜（Debye）在日内瓦的《物理杂志》（Archive de Geneve）上，也发表了一篇内容几乎完全相同的论文。这篇论文也讨论了固体的比热容，但是德拜并没有采用固体的点阵模型，其中的量子振动是相互独立的，所得到的结果也相似，即在温度趋于零摄氏度时，比热容也以相同的方式减弱。但由于模型的缺陷，使德拜的理论推证非常繁复，相比之下，玻恩和卡门的讨论要简洁而优美得多。但当时大多数物理学家对于点阵模型持有怀疑，宁愿接受德拜的理论。不久，玻恩和卡门却从劳厄那里得到了支持。1912年4月，物理学家劳厄（Laue）公布了他的实验结果，他从晶体的X射线衍射实验中，证实了玻恩和卡门的固体点阵结构模型，为此劳厄获得了1914年的诺贝尔物理学奖。
