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在中央研究院物理研究所工作的这一年，张煦有幸与吴健雄相识，而且后来成为终身好友，这对张煦的学术生涯也有重要影响。吴健雄在学业上的勤奋努力和卓越贡献，以及她对张煦的欣赏和鼓励，对张煦在学术上的不断进取起了十分重要的激励作用。
吴健雄1934年毕业于南京中央大学物理系，与张煦同时进入中央研究院物理研究所工作。吴健雄与张煦是无锡同乡，两人的父辈又是交通大学的同学，但此前他们并不相识。到物理研究所工作后，吴健雄在一楼的放射性实验室从事原子物理方面的实验研究。张煦在二楼，除了做些实验观测，其余时间就是查阅文献资料，做些理论性的探讨。由于两人从事的领域有差别，平时在工作上也没有合作，只在每周一次全部参加的研究所内部研讨会上，两人才能见面。虽然当时还没有个人往来，但双方都心知肚明，大学本科毕业能进这个研究所，学习成绩肯定不一般，互相都很欣赏。
吴健雄给张煦赠言手迹（1935年）
吴健雄不仅学业十分优异，而且治学非常刻苦，其时正在寻求机会出国进一步深造，打算继续把原子物理学领域作为一生奋斗的目标，这在当时的中国女性中实属罕见。吴健雄十分倾慕张煦的才华，在张煦以优异成绩考取庚款公费留美生时，十分羡慕。在张煦即将离开研究所时，欣然在其纪念薄上赠予一段西哲名言：“Human happiness depends chiefly upon having some object to pursue， and upon the vigor with which our faculties are exerted in the pursuit.”（人的幸福，主要发源于立志崇高事业，又寄托于现实理想而作的不懈努力。）张煦对吴健雄的这段赠言十分珍惜，其手迹一直保存至今。
在张煦实习结束即将出国之际，他得知吴健雄也即将赴美深造，便赶往上海愚园路吴健雄的家里拜访。此次拜访，两人谈起了自己的学术理想，对未来的憧憬和即将远洋留学的美好前景，谈得十分愉快和投机。吴健雄给张煦留下了十分深刻的印象，直到晚年，张煦回忆起当时的情景时仍难以忘怀：“她是多么美丽、活泼、热情和纯真啊！”
两人从此开始成为终身好朋友。
1936年秋，到美国之后，吴健雄在西部的加州大学柏克利分校，而张煦则在东部的哈佛大学，两人相距比较远。由于两人在学业上都非常投入，求知欲望又很强烈，不愿浪费一点课余时间，因此，在美国四年的紧张求学生活中，他们仅偶尔通信联系，见面机会不多。四年里，张煦曾两次抽空看望吴健雄，两次均留下非常美好的印象。一次是1939年上半年，张煦为世界贸易公司办理业务（为重庆国民政府采购无线电通信器材），从纽约到旧金山，抽暇前往柏克利国际大楼看望吴健雄。晚间，吴健雄陪同张煦到旧金山看电影，并共进晚餐，对张煦非常热情友好。另一次是1940年7月，张煦在哈佛大学拿到博士学位后，登轮经洛杉矶、旧金山回国。回国前张煦专程去国际大楼看望吴健雄。这次会见，吴健雄给张煦留下了终生难忘的印象：
约好早晨相晤，她穿了新装，陪我往旧金山参观世界博览会整整一天。我送她一朵鲜花，她戴上。我们一同进餐数次，但没有跳舞。两人谈话很多，气氛愉快。一天晚上，她带我至她工作的实验室，后来我才知道这是非常有名的劳伦斯原子物理实验室。后来又知道，吴健雄在加州柏克利大学获得博士学位，也是1940年。两人分别了，我登上轮船，脑海中仍想着与吴健雄友好相叙的情景，真是纯洁、热诚的同学情谊，在我一生中将是非常珍贵难忘的。船上有加州大学回国的几位男女同学，她们曾看见吴健雄和我一同游览世界博览会，并说吴平时非常用功，很少外出，如有男同学向她约会，她总是推脱说已有朋友在波士顿。想不到这波士顿的男生就是我，这些同学露出惊羡的眼光。
张煦回国后，在抗战大后方重庆工作，吴健雄则留在美国继续从事原子物理实验研究，两人仅偶尔通信。抗战一结束，张煦回上海工作，此后二人就中断了联系。1978年，张煦调回上海交大任教，得知吴健雄回国访问，相隔三十余年的老朋友才得以相见。直到20世纪70年代下半期，也就是已时过20年之后，张煦才从报纸上得知，1957年初吴健雄用高超的实验手段，证实了李政道与杨振宁1956年提出的弱相互作用下宇称不守恒的假设，李政道与杨振宁因而获得1957年度诺贝尔物理学奖。吴健雄没有一起获奖，国际上许多著名科学家为她鸣不平，但吴健雄却毫不在意，并谦虚地说自己不过是在一旁略尽援手而已，说科学研究本身就是一件乐事。由于吴健雄在实验物理学领域的突出贡献，以及超人的道德风尚，为国际科学界所敬佩。她登上了科学界的高峰，曾荣任美国物理学会会长等学术要职，但仍保持谦虚和朴素的风格，对老同学保持着一如既往的热情和友好。张煦常以吴健雄作为自己的榜样，激励自己。在《勤能补拙，跑完万米全程》一文中，张煦形象生动地描述吴健雄的事迹对他的鼓励作用：
在科学道路上的万米赛跑，我和这位老同学从同一起点出发，但老同学跑得飞快，率众首先达到终点，取得冠军，并打破世界纪录；而我呢，远远落在后面，得不到什么奖，但受到跑在前面的老同学影响，鼓足勇气，竭尽全力坚持到底，决心跑完万米全程。这叫做运动员风格（sportsmanship）。我想，这比喻也适用于科技工作者，不论才能高低，都应全心全意做出有益的贡献，要负起责任。一个人在一生中有好朋友，从纯洁的友谊得到鼓励，是非常幸福的。