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世界著名物理学家吴大猷博士在南开，度过了他青春岁月中10年最美好的年华。
吴大猷先生自14岁至24岁在南开生活了10年：南开中学4年，南开大学4年，又在南开大学任教2年。他说：这10年“是性格、习惯的形成，求学基础的训练的重要时期”，“这十年决定了我这一生的为人和工作。”
他对南开感情甚笃。赤子心怀，老而弥坚。他从60年代中期起，就利用教研之余撰写回忆文章，如《求学的回忆》《十年的南开生活》《怀念饶毓泰(树人)师》《南开大学和张伯苓》等。动情的回忆，表达了老人对南开的怀念。
1921年夏，吴大猷先生的伯父吴远基受聘为广东旅津中学校长，由广州带吴大猷、吴大业、吴大任和吴大立来到天津。老伯父决意要用他当校长的收入，栽培这四个分属三房的堂兄弟。同年兄弟4人考上了南开中学，吴大猷和吴大任编在一年级，业、立则在补习班。4人同住7斋同一间寝室，整齐划一的夏布蚊帐、被褥、衣箱、书箱、洗脸用具等。每天早晚，4人一齐拿着脸盆去洗脸，一齐去食堂，许多活动都是兄唱弟随，很是惹人注目。
转眼四年过去。吴大猷就要读完高中二年级，他决定以“同等学历”资格投考大学。可是高三的《大学普通化学》还没有学，他决心自修。功夫不负有心人。高考时化学、英语考试极佳。
吴大猷没读高中三年级就上了南开大学矿科。他所以要学矿科，一是觉得家境不充裕，选学实用性学科以后容易找到职业，二是以为自己天资有限，可能不是搞基础理论研究的料子。后来的事实证明，他对自己的估计并不太准确。
吴大猷在矿科实际上就学习了一年。这一年的学习成绩除上学期物理得B，余皆为A。1926年夏，支持南开办矿科的李组绅表示不再给学校经费，矿科决定停办。于是，吴大猷改学理科的物理。改科，当时的吴大猷并未看得多么重要，他后来甚至把这件事看成自己“不成熟”时期中的一件“没有道理的事”。因为，物理是他当时数、理、化三科中成绩最不理想的一科，而且，他最害怕物理教授饶毓泰先生。
但是，他偏偏选了物理，而且引领他进入深奥的物理学领域的也正是饶毓泰先生。吴大猷多次说过：“我最怀念的老师是在南开大学物理系教我的饶毓泰先生。”他认为，饶毓泰先生是影响他一生最大的两位师长之一。饶毓泰博士是中国现代物理学前驱之一，南开大学物理系和理学院奠基人，学识渊博，治学严谨，对学生要求极严。吴大猷先后选习他的普通物理、力学、近代物理、气体运动论、光学和电磁学等课程。除物理课程外，他在大学还学习了微积分、高等微积分、高等解析几何、微分方程(张锡禄)、近代代数、复变函数(姜立夫)、定性化学分析、定量化学分析、物理化学(邱宗岳)、气象学(竺可桢)、世界文学(司徒月兰)、德文(段茂澜)、国文(范文澜)等。每一课程的课题他都一丝不苟地认真去做，而且养成了做学术笔记的习惯，读一本有新课题的有系统的书时，他都花费许多时间写读书笔记。
他对读书产生了浓厚的兴趣，特别是物理学中一个个未知的课题吸引着他，引发出他内心探求知识的动力。讲授《近代物理》时，饶毓泰先生开始注意到吴大猷的才华和他所蕴含的潜力。吴大猷也下定了献身物理学的决心。
吴大猷开始沉湎于学术探求之中。他成了学校理科学会的活跃分子。三年级时，他当选理科学会委员，第二年他与陈省身、叶恭绍等再度当选，领导起理科学生的学术活动。这时他开始翻译专业性著作。先是把一本讲原子的读物译成中文，接着又将德国物理大师蒲朗克的热辐射论由德文翻译成英文。他并且逐渐养成了不依赖老师，自己探讨学问的习惯。他与三位高他一班的同学杨景才、龚祖琰、沈士骏组成读书研讨会，4人各选一门，不烦教师，自行研读，轮流报告心得。当时他选的是相对论。后来他曾在台湾暑期科学研讨会讲坛上滔滔讲解相对论，并且声言：“现在我知道和了解的相对论，大部分时间还是在南开时自己摸索得来的。”
近代科学的课程和南开良好的训练与纪律，使吴大猷在广阔的物理学领域有了扎实的根基。
大学期间，吴大猷的生活并不富裕，为了不给家庭增加负担，他靠半工半读补贴自己的生活费用。大学一年级暑假，他就在南开中学暑期学校代教代数，又为华侨廖氏兄弟补习英文和数学。整个暑假赚的钱，可供一年费用卓有余裕。同时，他还以一年级矿科及理科学习成绩的最高分获得学费宿费奖金，以后他又以优异成绩得到预科物理实验助教的津贴。
1929年夏，吴大猷大学毕业，并以其学习成绩“极其杰出”而被留校任物理教员，理学院院长邱宗岳教授请他讲授近代物理和高等力学两门课程。他住进“百树村”教员宿舍，一面教学，一面研读古典力学、量子力学，并抽暇兼任南开中学和南开女中的物理教员。在近两年的时间里，他与卢祖诒先生鼎力支撑南开大学物理系，教书育人，培育良好的教风和学风，为30年代物理系的发展做出了贡献。
1931年，吴大猷经饶毓泰和清华大学叶企孙先生推荐，获中华文化教育基金董事会乙种研究奖助金。9月，偕女友阮冠世及钱思亮、杨照等，乘船前往美国西雅图。从此，结束了10年的“南开”生活。
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