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马斯克成名后曾公开说过：“我的成功是拜美国所赐，换做在其他任何国家，我想我都做不到。美国是一片充满机遇的土地，这里的机会比其他任何地方都多。”
对于马斯克来说，加拿大只是跳板，他的目标一直是美国，去美国是他“蓄谋已久”的事情。早期对于计算机和科技的兴趣使他对硅谷产生了强烈的向往。那里，是创业者和冒险家的梦想之地。而在南非，年轻人要想做出一番大事业，太难了。就像弟弟金巴尔·马斯克所言：“南非对于我哥哥这样的人来说就像是监狱。”
1992年，21岁的马斯克靠着奖学金来到了美国，进入宾夕法尼亚大学沃顿商学院学习。在这里，他先后接触了经济学、互联网、清洁能源、太空、物理、材料学等多个学科领域，这些学科知识为他后来的“飞天”实践打下了坚实的基础。
宾夕法尼亚大学培养出了一大批改变世界的杰出人才，我国著名建筑学家梁思成、林徽因，经济学家郎咸平，中国半导体之母林兰英等，都是从这所学校毕业的；美国本土的杰出校友更是数不胜数，如美国第九任总统威廉·亨利·哈里森、股神沃伦·巴菲特、美国前总统唐纳德·特朗普、思科公司创始人莱奥纳德·波萨克、杜邦公司第一任总裁尤金·杜邦……根据2017年公布的福布斯富豪榜，宾夕法尼亚大学培养的亿万富豪校友数量位居全美国第一，超过哈佛大学和斯坦福大学。
马斯克就读的宾夕法尼亚大学沃顿商学院，是美国第一所商学院，也是世界首屈一指的商学院。沃顿商学院致力于培养未来的商界精英，对商业思想有深刻的研究成果。这也是为什么马斯克能够在这里获得太空与新能源尖端知识的原因所在。沃顿商学院的18个研究中心核心目标就是让教授、学生以及工商界成员共同研究和分析商务问题，它要求学生精通于跨学科方法从事研究和紧密联系商界。沃顿商学院对于马斯克的最大影响之一就是培养出了将科研成果转化为营利性企业的敏锐嗅觉。
马斯克修完沃顿商学院热门的经济学学士学位后，又留校一年去修物理学学士学位。为什么选择物理学而非其他工科专业呢？这就不得不提到他特别推崇的“第一性原理（First principle thinking）”。他在接受 TED 主持人的采访时说：
第一性原理的思想方式是用物理学的角度看待世界，也就是说，一层层拨开事物表象，看到里面的本质，再从本质一层层往上走。
在马斯克看来，浩瀚的知识如同一棵参天大树，只有打下一个好的基础，才能在实践中信手拈来，学为其用。物理学是自然学科之基，它可以帮助人找到事物的本质。物理学的奥秘早已深入到改变世界的方方面面，所以马斯克坚持修完了物理学的学位。
学习物理学的过程中，马斯克在宾夕法尼亚大学过得如鱼得水一般，和“同类”相处甚欢。
梅耶·马斯克从来没有为他这么开心过：“在宾夕法尼亚大学，有一群书呆子。他很享受与他们相处的时光。我记得有一次跟他们去吃午餐，他们讨论一个物理问题，A加B等于圆周率的平方之类的。他们会开怀大笑。看见他如此开心，这简直太棒了。”
在这里，马斯克和另外一位转学学生阿德·雷西（Adeo Ressi）成为好朋友，他们后来成为互相扶持的硅谷创业者。
马斯克对于太阳能和新能源领域的探索，也是从宾夕法尼亚大学开始的。1994年12月，他为一门功课撰写了一篇题为《论太阳能的重要性》的论文。在这篇论文里，他论证了太阳能技术的光明未来以及建设大型太阳能发电站的可能性，还对太阳能电池的工作原理和各个部分的有效利用做了深入研究。随后他又写了几篇论文，随着研究的深入，他萌生了一个更大的梦想：为何不把这些技术应用到汽车、飞机和火箭上呢？
显然，这个想法有些宏伟，不是立即就可以实现的，于是马斯克想到更容易实现的计划——做游戏软件。在宾夕法尼亚大学，他不分昼夜玩电脑游戏的爱好始终没丢。既然自己这么喜欢游戏，12岁也设计过游戏软件，相信毕业后从事这样的工作，也不是难事。
不过，马斯克很快否定了这个计划，原因在于：“即使我做出了非常出色的电脑游戏，这又会给世界带来多大影响呢？这不会对世界产生很大的影响，虽然我发自内心地热爱游戏，但我不会把它当作我的职业。”
说到底，他是一个以“改变世界”为使命的人。这也是他千里迢迢来到美国的初心。在宾夕法尼亚大学即将毕业的时候，马斯克经过短暂的思想斗争，决定还是要挑战一下别人都没有干过的事情。
关于将来要从事什么领域的工作，他在大学期间思考了很多。正如他后来在接受采访时所说：“我的确在大学期间就开始思考这些事情，这不是事后编造出来的故事。我不想被看作一个新手，我不喜欢跟风和投机。我不是投资者。我喜欢把那些对于未来真正重要和有价值的技术，以某些方式变成现实。”
马斯克认为影响未来的三个领域是：互联网、可再生能源和太空探索。当他郑重其事地宣布要进军这三大领域，干出一番轰轰烈烈的事业时，身边的人包括他的前妻，都说他像疯子一样在胡言乱语。
世人的不认可，甚至是亲近之人的怀疑，都不曾让他停下追寻梦想的脚步。为了验证自己是对的，1995年，进入斯坦福大学攻读材料学和应用物理博士课程的第三天，马斯克做出了退学创业的决定，这样的决定于我们普通人而言，肯定会说“他一定是疯了！”。但当我们站在当下的时间节点回顾历史的时候，也许我们会发出这样的感慨：伟大者之所以伟大，有时候不单单在于其远超常人的意志和能力，有时候也能够体现在，伟大者对于时代洪流或者说时代脉络的清晰认知。当时的马斯克便已经提前感知到互联网时代的必将到来，错过时代大势，再要想成就一番大事业就难如上青天。