赵元任还被称为罕见的通才、一个“文艺复兴式的智者”。他文理兼修，获得数学学士学位，哲学硕士、博士学位，并选修物理、音乐，教授过数学、物理学、逻辑学、中国音韵学、普通语言学、中国现代方言、中国乐谱乐调和西洋音乐欣赏等课程，他在语言学领域着力最深，在音乐领域也很深的涉猎。

1926年，赵元任到清华国学研究院担任导师，与他出生时就已经声名赫赫的前辈梁启超、王国维，以及另外一位国学大师陈寅恪并称清华国学研究院“四大导师”。

赵元任一生有一份煊赫的求学和教学经历：

1907年，赵元任进入南京江南高等学堂预科，成绩优异，英语、德语都学得很好。

1909年，赵元任考取了留学美国的官费生，进入康乃尔大学学习，主修数学，选修物理、音乐。1914年，赵元任获数学学士学位。赵元任在康奈尔大学的数学课程获得过两个100分，一个98分，多年保持了该大学平均成绩的最高纪录。

1914至1915年，赵元任在康乃尔大学校哲学院研究学习一年。

1915年，赵元任进入哈佛大学主修哲学并继续选修音乐。1918年，获得哈佛哲学博士学位。

1918年，赵元任在芝加哥和加州大学研究学习。

1919年，赵元任回到康乃尔大学物理系任教一年。

1920年，赵元任回清华任教，最初清华请他讲授数学，到校后又加开一门英语课程，后教务长让他改教中国史和哲学，最后决定教授心理学和物理。这年冬，英国著名哲学家罗素（B. Russell）来华，他担任罗素讲学的翻译。

1921年，赵元任携妻子杨步伟到哈佛大学任哲学和中文讲师，并致力于语言学研究。

1925年，赵元任再次回清华大学任教，教授数学、物理学、中国音韵学、普通语言学、中国现代方言、中国乐谱乐调和西洋音乐欣赏等课程。

1928年，赵元任作为中央研究院语言研究所研究员，进行了大量的语言田野调查和民间音乐采风工作。

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