1934年，他拿到了柏林大学的博士学位，他心里的第一个念头便是回国。德国的科学家们劝他：科学是没有国界的，中国很落后，没有你需要的科学研究条件，你又何必去呢？王淦昌却回复说：科学虽然没有国界，科学家是有国界的，我的祖国正在遭难，我要回去为我的祖国服务。
王淦昌心急如焚，一刻也不愿意多耽搁便马上启程回国。在德四年，什么都可以不要，王淦昌却悄悄地带了一样东西——镭，那将是全亚洲唯一的一块镭。
27岁的他在浙江大学当了一名教授，对于此时的王淦昌来说正是需要环境和机会，大展身手的时刻。可那时的中国有多乱大家也都清楚。日本侵华战争爆发后，浙江大学甚至被迫内迁，王淦昌不得不跟着学校跋山涉水颠沛流离，要靠科学救国，却不能做研究怎么办？他就把家里的金银细软全部都捐出去，给军队买枪炮，而他自己和家人穷到根本就生活不下去。堂堂浙大教授，为了生活不得不每天牵一只羊去学校，上完课就去放羊然后回家，学生们亲切地称他为“牧羊教授”。
这只羊，王淦昌看得无比金贵，因为那是他小女儿的奶水来源。可是每次空袭警报响起，跟着他一起跑往防空洞的不是那只全家支柱的羊，而是他死死守着的那一块镭。可是终究是没有条件做实验研究啊，怎么办呢？王淦昌开始整理自己的核物理理论，并寄往美国著名杂志发表。2个月后远在美国的物理学家阿伦根据王淦昌的论文进行了实验，并发表了论文《一个中微子存在的实验证据》。这实验被人们称为：王淦昌-阿伦实验方法。
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