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一九五七年諾貝爾物理獎得主公布之後，由於吳健雄並沒有和楊、李同列其中，立刻引起一些大科學家的不滿。在這個這些人當中，最出名的是在柏克萊時代就認識吳健雄的大物理學家歐本海默。那個時候，擔任普林斯頓高等研究院院長的歐本海默就公開的替吳健雄的沒有得到諾貝爾獎，發出了不平之鳴。吳健雄未能獲得諾貝爾獎，有相當複雜的影響因素，到現在可以了解的就是，那一年瑞典的皇家科學院受到相當大外在的壓力，使得吳健雄不能共同得到那一年的諾貝爾獎。
由於吳健雄做出來如此的一個震動科學界的實驗工作，使得她終於在一九五八年得到哥倫比亞大學正教授的教席，這無疑是一個遲來的正義。另外在前一年，也就是民國四十六年她和楊、李二人共同被選為中研院的院士，一九五八年又獲選為美國國家科學院的院士，同一年吳健雄也成為普林斯頓大學創校百年來第一位獲頒榮譽博士學位的女性。
從一九五八年以後，吳健雄繼續在實驗物理工作方面有新的工作成就，譬如說她在一九六零年代初期所完成的「向量流守恆」，以及在稍後所進行的所謂「雙貝塔衰變」，都在物理科學上有相當深遠的影響。吳健雄後來還進行了低溫效應和輻射探測器等的實驗，一直到她在一九八零年退休為止。
吳健雄道在物理科學上雖然著有成就，但是對於離開中國和父母家人，心中總有著一份遺憾。在民國五十九年以前，由於美國和中國還處於敵對的狀態，吳健雄曾經多次的到台灣來訪問。民國五十一年吳健雄和袁家騮一同回到台北參加中央研究院的院士會議，並且探望當時擔任中研院院長的她的老師胡適，很不幸的是，胡適竟在那一次中研院院士會上講話時，因心臟病發去世，使得吳健雄哀慟逾恆。民國五十四年台灣的嘉新水泥公司設立的嘉新文化基金，將頭一屆的嘉新特殊貢獻獎頒給吳健雄，吳健雄到台灣訪問兩週，除了將嘉新特殊貢獻獎的一萬美金獎金捐出做為鼓勵國內學術之用，她還發表數場學術演講，並且憑弔她老師胡適的墓園，同時也和當時的總統蔣介石見面。
吳健雄雖說長年旅居在美，但是心繫中國之情從未歇止。原本她到美國去留學並沒有久留的打算，但是學成之時正是中日戰爭期間，吳健雄可說是有家歸不得。抗戰勝利之後，吳健雄和袁家騮曾經認真考慮回國的問題，那個時候吳健雄的母校中央大學也曾經提供她和袁家騮教席，並要他們在美國多停留一年，覓妥實驗室儀器以後再回國展開工作。但是由於國民黨和共產黨很快的在中國展開鬥爭，並爆發全面內戰，因而阻隔了他們回國的路途。民國三十九年美國和中共在朝鮮半島開戰，美國禁止科學家到中國去，吳健雄和袁家騮因而不能再回到中國大陸。不過他們曾經在民國四十五年計劃到台灣來訪問，不過吳健雄正巧開始準備她驗証「宇稱不守恆」的實驗，分身不得，後來袁家騮就一個人到了台灣訪問。
吳健雄是一九三六年到達美國，一直用的是中華民國護照。一九五二年她有一次到荷蘭去出席國際會議，居然拿不到入境簽証，後來找瑞士籍的鮑利幫忙，才得以成行入境。因為這些原因，吳健雄後來改變初衷，在一九五四年申請入籍美國。吳健雄入籍的那一天，是由她的兩位學生替她作証，按照慣例，移民官要問吳健雄一些簡單的問題。那一天問的問題是，「什麼是民主？」吳健雄看著那個人說，「對不起，如果要回答這個問題，我必須坐下來慢慢說。」那位官員笑起來說，「不，妳只要簡單說一下就可以了。」
在民國五十一年吳健雄和袁家騮訪問台灣以前，吳健雄還曾經有兩次與聞了台灣的政治事務。頭一次是民國四十八年三月十二日，吳健雄和楊振寧、李政道、吳大猷四人，聯名由普林斯頓拍發了一封電報，給當時在台任中研院院長的胡適，對於麻省理工學院著名物理教授黃克孫的岳父母的被捕，表示震驚和失望，並希望胡適幫忙使其得到立即和公正的調查。第二次是民國四十九年台灣所爆發的【自由中國】雜誌創辦人雷震的被捕事件，楊振寧因為知道吳健雄和胡適熟識，因此要她向胡適說項，請胡適出面要求釋放雷震，後來因胡適到美國來開會，吳健雄在紐約見到他，便曾經要求胡適寫信籲請釋放雷震。
民國五十一年和民國五十四年吳健雄兩次回台灣訪問，都曾經和蔣介石總統見面，蔣介石問起她做原子彈之事。對於原子彈製造方面的知識，可以說有絕對權威地位的吳健雄，並沒有積極的回應蔣介石的詢問，只說這種計畫花錢太多，如果沒有配合條件，發展出來也沒有多大的意義。吳健雄在美國的生活經歷，使得她對於蔣介石有所保留，對她年輕時代曾經仰慕過的宋美齡，也有了全然不同的看法。
民國六十年以後，美國與中國的關係解禁，吳健雄和袁家騮才得以在民國六十二年回到睽違三十七年的家鄉。但是父親和母親早已分別在一九五九年和一九六二年的先後過世，哥哥健英也更早於一九五八年病逝。就是民國五十四年在香港和她見過一面的叔叔吳琢之和弟弟吳健豪，也都先後在文革中遭迫害死亡。「少小去國老大回，雙親家人皆凋零」，真可謂是情何以堪。
民國六十二年吳健雄的這一次歸鄉之旅，在大陸一共停留了五十三天之久，會見了許多親朋好友，也和大陸的許多科學界人士見面。特別令他們印象深刻的，是他們在北京人民大會堂和當時中國總理周恩來的會面，周恩來和他們會面中所顯現的廣博見識和一流政治家氣度，使他們多年來一直津津樂道，欽佩不已。民國六十六年吳健雄、袁家騮和他們的兒子袁緯承以及兒媳婦露西一同有一次大陸之行，訪問了許多地方，後來中國大陸有計畫要建造一個做科學研究的加速器，吳健雄和袁家騮也同意了在大陸物理界有發言地位的著名物理學家張文裕的建議，一同向中國大陸當局建議支持這一個計劃。
由於當時台灣和大陸關係緊張，吳健雄和袁家騮的到大陸訪問，便在台灣引起一些負面的說法，吳健雄他們為了避免不必要的干擾，也就多年沒有到台灣來訪問。民國七十年吳健雄和袁家騮在海外中研院院士的座談會上，向當時的錢思亮院長建議在台灣開始一項「同步輻射」的科學計畫。兩年之後，他們再次到台灣訪問，除公開講學之外，在和當時的蔣經國總統見面時，說服了蔣經國支持這一計劃，也促使這個科學設施十年後在新竹科學園區的完工運轉。
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一九七五年吳健雄在美國獲得物理學界普遍的支持，當選成為美國物理學會頭一位的女性會長。美國物理學會在美國科學界動見觀瞻，影響深遠，過去的會長一向是由男性白種人擔任，吳健雄以一位具中國血統的女性，打破此一個慣例，也益見她在美國物理學界所受到的敬重。同年她也得到美國白宮所頒發的國家科學獎章，這是美國科學方面的國家最高榮譽。
一九七八年她還得到一項至高榮譽的國際獎項，那就是由一位以色列工業家捐款設立的沃夫獎。沃夫獎當時設立的一個目的，就是為了獎勵那些應得諾貝爾獎卻沒有得到的傑出科學家，吳健雄成為沃夫獎頭一屆的物理獎得主，可說是直指諾貝爾獎對她的輕忽。
當然除了這些顯赫的獎項之外，吳健雄還得到了許許多多其他的獎項，和不計其數的榮譽學位，甚至一顆由南京紫金山天文台所發現的小行星，也以吳健雄來命名。吳健雄在一九八零年正式退休以前，由於在物理科學上的傑出貢獻，使她得到許多的讚譽稱號；普林斯頓大學在頒給她的榮譽博士頌辭中，稱讚她為「世界頂尖的女性實驗物理學家」，吳健雄在柏克萊的老師塞格瑞也稱她為「原子核物理的女王」，一九七三年吳健雄成為哥倫比亞大學第一位普平講座教授時，也得到「物理研究第一夫人」的美譽。
就作為一個物理學家來說，吳健雄的特質和風格特別是表現在她精確美妙的實驗方面。吳健雄的許多科學同僚，都盛讚吳健雄精確無誤的實驗水準，對於她在科學方面的眼光和品味，也評價甚高。吳健雄以一位女性，處身於以男性為主的物理科學世界中，難免感受較多的壓力，因此許多科學家都說，吳健雄是一個強悍而競爭性的物理學家，甚至在五零年代的哥倫比亞大學，吳健雄就有了一個「龍女強人」（Dragon Lady）的綽號 ，她的學生對她的嚴格要求，也都印象深刻，吳健雄柏克萊時代的老師塞格瑞還曾經公開指說吳健雄對於學生的嚴於役使。
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1986年 與孫女合照。
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但是了解科學界的人都知道，科學界的許多成功的大科學家，都是自我中心意識超強的人物，吳健雄在哥倫比亞大學的許多學生都說，她是那個年代哥倫比亞大學物理系中最具有人性的教授，很慷慨和溫暖，也很關心學生的生活，不像其他的教授那樣的高高在上。
吳健雄確實是一個老派作風的教授，她雖然對學生要求很嚴，但是把學生當作自己的子弟看待，經常關心他們的生活，由於她自己是女性科學家，所以對於女性學生也多一份關懷，並鼓勵她們要排除萬難投身科學研究，不要受到性別的阻礙。吳健雄並不多言，也不是一個口若懸河的演講者，比起哥大物理系一些有名的物理學家，並不是最會講課的老師，但是她在物理實驗方面得的紮實工作，確使她的學生獲益良多。 |
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