善于总结学习方法的卢嘉锡后来走上了献身科学的道路。他发现，从事科学研究同样需要进行“毛估”，或者说进行科学的猜想。不过那是一种更高层次的思维活动，因为探索未知世界比起学习和掌握现成的知识要艰巨复杂得多。在形成科学上的毛估思想方面，他首先得益于留心揣摩他的导师、后来两度荣获诺贝尔奖（化学奖与和平奖）的鲍林教授的思维方法。那是1939年秋，在留英时导师萨格登教授的指点和推荐下，卢嘉锡赴美国加州理工学院，来到当时很有名气的结构化学家鲍林教授的身边。毫无疑问，探索物质和微观结构奥秘，正是这位不满24岁就获得伦敦大学博士学位的中国青年学者最感兴趣的问题。结构化学是一门在分子、原子层面上研究物质的微观结构及其与宏观性之间相互关系的新兴学科，不过当时的研究手段还处在初级阶段，通常，科学家们需要花费很大的力气才能弄清楚某一物质的分子结构。卢嘉锡注意到，鲍林教授具有一种独特的化学直观能力：只要给出某种物质的化学式，他往往就能通过毛估大体上想像出这种物质的分子结构模型。鲍林所表现出来的非凡才能令他的学生钦佩，但卢嘉锡并没有使自己仅仅停留在崇拜者的位置上。鲍林教授靠的是一种“毛估”，我为什么就不能呢？在反复揣摩之后，卢嘉锡领悟到：科学上的“毛估”需要有非凡的想像力，而这种想像力只能产生于那些拥有扎实的基础理论知识和丰富的科研实践经验、训练有素而善于把握事物本质和内在规律的头脑，于是，他更加勤奋刻苦，孜孜以求。