Этим Гильберт вступил на первую ступень академической карьеры. Если бы его карьера сложилась удачно, он смог бы добиться конечной цели — стать полным профессором. Это положение было столь высоким в Германии того времени, что на могильных плитах умерших профессоров писались их титулы и специальности. Будучи же просто доктором философии, он не имел права даже читать лекции студентам. Для этого ему прежде всего нужно было выполнить ещё одно оригинальное математическое исследование и представить его в качестве «Habilitation» 11. В случае его одобрения факультетом ему было бы присуждено
В качестве спасения от превратностей такой карьеры молодой доктор мог сдавать государственный экзамен, дающий право стать учителем гимназии. Это не было наградой, которой следовало стыдиться. Хотя многие не пользовались этой возможностью, надеясь на высокопочитаемую должность профессора, надо было только сравнить число доцентов с числом профессорских кафедр, имеющих шанс стать вакантными, чтобы увидеть выгоды этой альтернативы. Учтя это, Гильберт начал готовиться к государственному экзамену, который он сдал в мае 1885 года.
В то же лето Минковский вернулся в Кёнигсберг, получил степень доктора философии, после чего почти сразу же был призван на год в армию. (Гильберт был одним из его официальных оппонентов на выпускном экзамене.)
Феликс Клейн в период его жизни в Лейпциге.
Гильберт не был призван на военную службу. Он обдумывал научное путешествие. Гурвиц настаивал на Лейпциге — и Феликсе Клейне.
Хотя Клейну было всего 36 лет, он уже стал легендарной фигурой в математических кругах. В возрасте 23 лет (теперешний возраст Гильберта) он уже был полным профессором в Эрлангене. Его вступительная лекция, известная в истории математики как Эрлангенская программа, составила эпоху. В ней с помощью теоретико-групповых понятий ему удалось классифицировать и объединить различные и, на первый взгляд, не связанные друг с другом геометрии, созданные в этом столетии. С самого начала своей карьеры он проявил редкостное сочетание творческих и организаторских способностей, а также ярко выраженное стремление разрушить барьеры между чистой и прикладной наукой. Его интересы затрагивали всю математику. Геометрия, теория чисел, теория групп, алгебра и теория инвариантов — всё было привлечено к его главной работе — развитию и завершению великих идей Римана в геометрической теории функций. Венцом этой работы явилась его теория автоморфных функций.
Однако Клейн, которого Гильберт встретил в Лейпциге в 1885 году, уже не был прежним ослепительным талантом. За два года до этого, в середине его занятий автоморфными функциями, один молодой математик из провинциального французского университета начал публиковать работы, показывающие, что его усилия сосредоточены в той же области. Клейн сразу же оценил силу своего соперника и начал с ним лихорадочную переписку. Почти с нечеловеческими усилиями он заставил себя добиться цели раньше Анри Пуанкаре. Окончательный результат в этом соревновании был, по существу, ничейным. Но Клейн не выдержал. Ко времени приезда к нему Гильберта он только недавно оправился от целого года глубокой душевной депрессии и физической усталости, вызванных его нервным потрясением. Это время он провёл за созданием небольшой книжки об икосаэдре, ставшей со временем классической. Однако будущее его карьеры было ещё неопределённым.