1938年初，杨振宁随父母到昆明后，就在昆明的昆华中学继续读高二。在那时，辗转而来的中学生非常之多，所以教育部在1938年的夏天公布了一项措施：所有学生不需要文凭，可以凭同等学力报考大学。所以杨振宁在念完二年级后，没有再念高三，于当年夏天以同等学力参加了统一招生考试，考进了西南联大。
然而，国难当头，这些爱国的科学家，把自己的安危置之度外，他们宁愿过这种困苦的生活，而不去侵略者统治下过较为舒适的生活。杨振宁对西南联大困苦的生活有过这样一段生动的描写：
“在西南联大从1938到1942年，我念了四年的书。那时联大的教室是铁皮顶的房子，下雨的时候叮当之响不停。地面是泥土压成的，几年以后，满是泥坑……窗户没有玻璃。风吹时必须要用东西把纸张压住，否则就会被风吹掉。”
战争给师生们带来了学生的灾难，常常是正在上课，就要跑警报躲飞机。然而西南联大的学术风气却非常良好，教师的阵容非常强大。清华、北大、南开三所著名大学原有的教师都在联大教书，名教授非常多。
因为杨振宁没读过高三，没学过高中物理，所以投考西南联大时报的是化学系。入学之后杨振宁逐渐发现，现代物理中，许多令人万分激动的新思想不断涌现，新理论不断创立，新发现层出不穷。
自从1895年伦琴发现X射线，揭开了现代物理发展的序幕以后，紧接着贝克勒尔发现了放射性（1896）、汤姆逊发现了电子（1897）；特别是普朗克大胆引进“能量子”的设想，建立了与当时实验结论完全相符的黑体辐射公式（1900），奠定了现代物理学的基础以后，人们对物质世界的认识更加深刻；爱因斯坦创立了狭义相对论，并推广普朗克的理论提出了“光量子”的假说，成功地解释了光电效应，即光照金属表面，金属表面逸出电子的现象（1905）；卢瑟福通过著名的α粒子散射实验，建立了原子结构的有核模型（1911）；玻尔把量子化的思想引入原子结构模型，成功地解释了氢原子光谱（1913）；在光量子理论的启发下，德布洛意提出物质波假说，把光的波粒二象性理论推广到所微观客体（1924）；随后，薛定谔和海森堡分别从波动力学和矩阵力学两个角度，异途同归地创立了量子力学……
更令杨振宁振奋的是，30年代前后，原子物理和粒子物理的迅猛发展：狄拉克提出空穴理论并预见正电子的存在（1929）；泡利假设存在中微子，并以此解释了β衰变的连续能谱（1930）；查德威克则发现了打开原子核大门的钥匙——中子（1932），这一点很重要，因为这预示着核裂变即将被人类发现；紧接着当代物理大师费米提出了β衰变理论，诺贝尔奖金获得者居里夫妇发现了人工放射性……世界科坛正在为核时代的到来进行着最具开创性的冲刺。
在这物理学界大变革、大发展的时期，每一项发现都使刚刚跨入联大校门的杨振宁激动不已。他觉得物理对自己更有吸引力，自己对物理更感兴趣，就毅然决然地转入物理系学习。
战时的西南联大，汇聚了清华、北大、南开三所中国名牌大学的师资力量。然而最起决定作用的是，教杨振宁物理的更是名师荟萃。
最年长的，是叶企荪教授，他曾与人合作进行了普朗克常数的测定（1919—1923），这一世界物理史上第四次的测定值（6.556±0.009）×10-27尔格秒，为世界物理界沿用了16年，他还独立地研究了流体静压对铁、镍、钴的磁导率的影响，开创了中国物理学界这一领域的研究道路。
饶毓泰是另一位资格较老的教授，当年（1922）从美国获博士学位回国后，创办了南开大学的物理系，出类拔萃的吴大猷教授就是他的学生；他还在德国的莱比锡大学从事过原子光谱线的斯塔克效应的研究，在量子力学这一重要的应用领域中作出过贡献。
此外还有来自清华的霍秉权教授，他是留学剑桥大学的学者，擅长粒子实验物理；来自北大的教授朱物华，是哈佛大学的电工博士，专攻电网络及瞬流等问题；北大的马仕俊教授，是剑桥的理论物理学者，专长场论；曾在法国和奥地利从事过拉曼效应研究的学者郑华炽教授，也来自北大；而著名的许贞阳教授，则来自南开……
教杨振宁普通物理的是擅长实验的物理学家赵忠尧。他于20年代末进行了硬γ射线的吸收和散射实验，并与其他几位科学家同时发现了重元素的反常吸收；他发现了在反常吸收过程中还放出一种特殊辐射，并测定了这种特殊辐射的波长。重元素对硬γ射线的反常吸收和同时放出的特殊辐射，是人们最早接触到的正负电子对的产生和湮没的过程，比正电子在宇宙线中的发现早两年，赵忠尧教授因此而饮誉科坛。赵忠尧教授给杨振宁印象最深的是他那对事业孜孜以求的精神。杨振宁还清楚地记着这样两件事。第一件事是在清华大学撤离北平来昆明的途中，赵忠尧教授克服难以想象的困难，一路上精心保护着50mg镭。就是用50mg镭，赵教授给西南联大物理系的学生们开展了难得的人工（中子）放射性元素实验；第二件事是在西南联大艰苦的条件下，他和张文裕教授一起，发动学生冒着敌机轰炸、扫射的危险，在昆明全市到处收购废铜烂铁，想建一座小型加速器，两位教授为此深感遗憾。在兢兢业业的赵教授的教导和影响下，杨振宁学习更加勤奋刻苦，他的普通物理课的成绩是99分，在联大存在的8年中，这是这门课最好的成绩。
教杨振宁电磁学的是1926年在美国芝加哥大学获博士学位后回国的著名学者——吴有训，他是芝加哥大学康普顿（A.H.Compton，1892—1962）教授一生最得意的学生，在验证著名的“康普顿效应”方面做了一定的工作。1924年夏天，康普顿让他的研究生——中国留学生吴有训做X射线实验。两年以后，吴有训以《康普顿效应》为题完成了他的博士论文。他以铁的事实，无可置疑地证实了康普顿效应。由于发现康普顿效应的意义十分重大，康普顿于1927年与英国物理学家威尔逊（C.T.R.Wilson，1896—1959）一起荣获了诺贝尔奖。吴有训以其工作严谨、刻苦和颇有成效，而被康普顿誉为自己一生中最得意的学生。从1928年起，吴有训教授先后任清华大学物理系教授、系主任、理学院院长。由于他与杨振宁的父亲杨武之既是芝加哥大学同学，又是清华的同事，所以杨振宁从小就认识这位著名学者。
著名的北京大学校长、中国科学院副院长周培源教授在当时教杨振宁力学。周培源教授是1924年赴美国的留学生，学成回国后，在清华大学物理系任教。在任课的同时，还在清华大学的理科研究所物理部从事科学研究，他先从事广义相对论的研究，后又对磁性理论进行了研究；在30年代，当流体力学中的湍流理论研究，在世界上逐渐成为研究热点时，周教授正在西南联大那种几乎与世隔绝的环境下，独立地进行着湍流运动的研究。在此期间他指导的研究生林家翘，1939年考取了中英庚款留学生后，沿着湍流研究方向继续钻研，终于解决了湍流理论上的一个基本性的重要问题。周培源教授活跃的科学思想及持之以恒的奋斗精神，都给杨振宁以深刻的影响。
对杨振宁颇有影响的还有受业于英国剑桥大学卡文迪许实验室主任卢瑟福教授的张文裕，他在西南联大最早开设了原子核物理课。张文裕教授的课，使杨振宁大开眼界，使他在读大学时就得以较全面地了解了当时前沿学科的实验结果和理论，为他日后的研究起了重要的作用。
然而对杨振宁影响最大的两位导师还应该说是吴大猷教授与王竹溪教授。
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