吴健雄是吴家出生的第一个女孩。幼时的吴健雄长得眉清目秀，十分讨人喜欢。和其他许多小孩一样，在学习方面，吴健雄也是从诗文背诵、识方块字和算学起步的。在学习过程中，吴健雄已显现出颇不寻常的智力。 1923年，11岁的吴健雄到离家50里的苏州去读书。吴健雄就读的苏州第二女子师范是当时一所相当有名的学校。校长杨诲玉女士是一位很有眼光的教育家，经常邀请知名学者来校演讲。在这些学者中，给吴健雄印象最深的是胡适先生。其实，在胡适来校演讲之前，喜爱看书的吴健雄已在《新青年》等杂志上读过胡适的文章，对胡适非常仰慕。胡适来校演讲前，校长杨诲玉知道吴健雄的文章写得很好，又对胡适很崇拜，便说：“健雄，你一向喜欢胡先生的思想，这一次就由你来把演讲记录写出来好了。”吴健雄还记得，胡适那次演讲的题目是《摩登的妇女》，内容是讲妇女应如何在思想上走出旧的传统。 1929年，吴健雄以优异成绩从苏州女师毕业，并被保送到中央大学（现东南大学）。吴健雄念的是师范，按规定要先教书服务一年，才能继续升学，但由于当时规定并没有那么严格，因此吴健雄在这一年当中，并没有去教书，反倒是进了上海的中国公学再读一年书，因而也有机会成为胡适的得意门生。吴健雄曾说过，在一生中影响她最大的两个人，一个是她父亲，另一个则是胡适先生。 刚开始的时候，胡适并不认识吴健雄，虽然他知道中国公学有一个资质极其优异的学生叫吴健雄。有一次考试，吴健雄就坐在前排，考试是三个钟头，吴健雄两个钟头就第一个交了卷。胡适很快看完卷子，送到教务室去，正巧中国公学的两位名师杨鸿烈、马君武都在。胡适就说，他从来没有看到一个学生对清朝三百年思想史懂得那么透彻，于是给了她一百分。杨鸿烈、马君武二人也同时说，班上有一个女生总是考一百分。于是三人各自把这个学生的名字写下来，拿出来一看，结果三人写的都是吴健雄。 吴健雄和胡适的这段师生经历，不但吴健雄认为对她影响深远，而且胡适也曾在公开场合说过，这是他平生最得意、最自豪的事情。胡适勉励吴健雄：“凡治学问，功力之外还需要天才。龟兔之喻，是勉励中人以下之语，也是警惕天才之语。有兔子的天才，加上龟兔的功力，定可以无敌于一世。仅有功力，可无大过，而未必有大成功。你是很聪明的人，千万尊重自爱，将来成就未可限量。这还不是我要对你说的话，我要对你说的是希望你能利用你的海外往留期间，多注意此邦文物，多读文史的书，多读其他科学，使胸襟阔达，使见解高明，做一个博学的人。凡一流的科学家，都是极渊博的人，取精而用弘，由博而反约，故能大有成功。” 20世纪30年代初，吴健雄开始大学求知生涯之时，物理学在西方正经历革命性变革。对于令人眼花缭乱的物理学进展，18岁的吴健雄虽然并不完全知晓，但她少年时念过关于居里夫人的传记，居里夫人是吴健雄崇拜的偶像。不过，她完全没有想到，不到20年后，自己会因为在原子核物理方面的杰出贡献而被誉为“中国居里夫人”。
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