1937年，钱三强从清华大学物理班毕业后，前往法国巴黎大学居里实验室攻读镭学博士学位，他的导师就是发现放射性元素的约里奥·居里夫妇。1940年，钱三强获得法国理学博士学位。
异国逃难
随着希特勒军队吞并奥地利并占领捷克斯洛伐克，第二次世界大战的阴霾越来越临近法国。1939年8月24日凌晨，德国和苏联出乎人们意料，签订了《互不侵犯条约》和《秘密补充协定书》。消息一公布，法国就像炸开了锅，巴黎的大报小报无一例外地都惊呼战争即在眼前。
战争形势一天比一天恶化，其速度之快正如钱三强后来在自传里形容的，发生了“闪电般的变化”。
这种变化，是法国人及欧洲其他国家的人都没有想到的。因为法国当局和英国、美国共同奉行绥靖政策，默认希特勒占领一些小国，企图用既得利益来打消他的扩张野心。但事与愿违，希特勒把其占领的小国奥地利和捷克斯洛伐克当成两块跳板，从这里长驱直入，开始了更大范围的扩张。
1940年4月9日，德军先从西线发动进攻，只用4个小时就占领了丹麦，两个月后占领挪威。几天之内又先后占领了卢森堡、比利时、荷兰。这样，花了几年时间建成的马其诺防线，完全失去了作用，英国远征军不得不溃退到英伦三岛。
6月开始，希特勒集中148个师的兵力、数千架飞机和大量坦克，从法国北部的阿布维尔到莱茵河上游发动进攻。转眼间，巴黎全城出现一片慌乱景象：街头到处是德国飞机撒的传单，大楼的玻璃门窗，有的用油漆漆成蓝色或黑色，有的贴上了胶布条;在车站，挤满慌忙疏散的人群，最让人心疼的是那成群结队的小学生，他们的衣服上都缝着自己的名字和去往目的地的标签……
茫然中的钱三强来到居里实验室，希望能问到些情况。他的意大利籍同事庞德科沃见到他时很惊讶，说全所的人都走了，问钱三强为什么还没有走。他提醒钱三强赶紧往南方逃，不然让德国人抓住会被派去挖壕沟的。
钱三强急忙带些简单的行李，骑上一辆自行车，跟随逃难的人群毫无目的地向南方行进。一路上，多次遇到德国飞机轰炸，每当飞机出现，钱三强和难民便四处躲避;等飞机飞走了，人群又自动会合到一起，继续逃难。
逃出巴黎后的一个晚上，钱三强和一群人摸黑走进一所大房子，里边空空的，正好睡觉。天亮时，有人发现这房子是一处刚撤空的军营，因为害怕成为飞机轰炸的目标，大家又都匆忙跑出来。带的干粮吃光了，没有力气走路，钱三强和一些难民跑到地里拔胡萝卜充饥解渴;实在没有办法了，就到村镇上没逃走的人家里去乞讨……
走了几天，到了奥丽阳大桥，这是法国南方和北方的一处分界线。他们以为过了桥进入南方就安全了，没想到守桥的法国士兵把钱三强当成日本人，用枪指着他不让过桥。就在这时，碰巧又来了一个中国人，名叫张德禄。他比钱三强大十几岁，18岁就到法国留学，学应用物理，此时已经在法国的军工部门找到工作了。张德禄这次奉命南下，带着过硬的有效证件，还有两个法国工人跟随他。钱三强得到张德禄的帮助，证明他不是日本人，才过了桥，并同张德禄他们结伴而行。
一天夜里，钱三强和张德禄等人睡在一间堆着麦草的房子里，忽然远处传来坦克的隆隆声，他们以为是法国军队开赴前线作战。可是等近了一看，每辆坦克上都有纳粹旗，原来德国军队已经跑到难民前面了，用坦克挡住难民南逃的去路，一个劲地喝令他们往回撤。又饿又累的钱三强，实在没有力气了，只好和难民挤上一列没有座位的筒子火车折回巴黎，结束了十几天的战乱大逃亡。
当钱三强拖着疲惫的身子灰头土脸地走出巴黎火车站时，看到满街走的是德國士兵，跑的是德国汽车，巴黎变成了德国人控制的城市，连凯旋门和埃菲尔铁塔上都飘起了纳粹旗。他这才知道，德军已在6月14日占领了巴黎。
难忘的恩师情谊
钱三强逃难回到巴黎后，处境一天比一天艰难，到了8月份中法教育基金会的公费就断了。回国不能成行，留下来又没有生计，甚至连吃饭也成了问题。
一天，转机出现了。钱三强记得，“有一天，我在巴黎的一条小路上散步沉思，突然抬头看见约里奥先生正向我走来。我立刻吃了一惊，因为我没有想到他也没有走，竟然留在了沦陷的巴黎”。师生在战乱中意外重逢，倍觉亲切，两人找了一个僻静的咖啡店畅叙别后经历。
约里奥很同情钱三强的处境，当即说：“到实验室来吧。只要实验室还开着，我们还能工作，就总能设法给你安排。只要我们有饭吃，你就有饭吃。”
钱三强从这次谈话中知道，德国派在巴黎的机构中有几位物理学家了解约里奥的实验室，有的还在约里奥指导下做过研究工作，所以他的实验室没有遭到破坏。德军还派了士兵把守，不准任何人员进入。他们的头目——德国自然科学部主任夏尔·莫兰出面给约里奥写信，请他回研究室继续进行科学研究。
为了政治和军事的需要，德国人表面上对约里奥·居里夫妇另眼相待。双方达成协议：法兰西学院在建的回旋加速器加紧建完，约里奥的实验室接受4名德国研究人员工作，而约里奥则得到德国人出具的一份书面保证——他仍是实验室唯一的主任;实验室只进行基本的、非军事性的研究;任何时间里进行的任何工作，都要向他报告，都要归他指挥。
德国人之所以这样“宽待”约里奥·居里夫妇，是因为他们看中了在建的回旋加速器和约里奥掌握的核裂变工作，这是德国人企图抢先研制原子武器最急需的。
在安装回旋加速器时斗争开始了。约里奥秘密布置参加安装的法国人，要想办法不让德国人达到目的——大家心里都清楚，回旋加速器是用来研究铀的，德国人要加紧安装它的目的也在此。德方负责在回旋加速器上做安装调试的，是一个名叫莫勒的物理学家，和他一起在操纵台工作的法国机械师叫台尔曼。每次调试工作开始，台尔曼就找借口回到他的工作间去，然后顺道把冷却系统某个水龙头关掉。不出几分钟，莫勒便给台尔曼打电话：“快来呀！机器出毛病了！”于是他们把所有开关都关掉停机检查，结果发现绝缘体被烧坏了。这类的“事故”发生过好多次，而德国人一直被蒙在鼓里。
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