吴大猷科学研究吴大猷的学者生涯可大致分为三个时期：北京大学时期（1934—1946）、北美时期（1946—1978）和台湾时期（1978年起）

他的研究领域涉及原子和分子理论、相对论、经典力学和统计力学的各个方面

尤其在原子和分子理论、散射理论和统计力学方面有独创性

 20世纪30年代，吴大猷研究了多种原子分子光谱，研究了苯及其衍生物的拉曼光谱，发现并证明了苯的同位素移动并对此作了正确的解释

20世纪30至40年代，在中国最早进行了原子多重激发态的研究，较早计算了氦原子双激发能态；计算慢中子与原子碰撞的散射截面；提出原子碰撞的理论模型和计算方法；研究了氯化乙烯的同分异构体的红外光谱及分子对称问题；讨论了由分子或电子激发的分子振动、分子振动与转动的交互作用、分子简正振动等问题

 吴大猷在原子和分子的一般理论方面做出了重大贡献

他的两项研究为后来的工作开辟了道路，一项是关于重原子f态的计算，另一项是闭壳层电子激发态的计算

吴大猷认为，铀离子能级的相对位置应该很类似于钋、钍和锕的相应的离子能级

这就等于给出了锕、钍、钋和铀四个重要元素最低态的电子组态的信息

他肯定，93号以后的元素必定以5f电子为最低态

于是他预言，中性的93号原子的正常态至少包含一个5f电子，因而有可能存在一个类似于周期表中稀土族的元素系，从铀开始的化学性质类似的14个元素

这就是说，吴大猷通过f态的计算，预言了铀后元素的存在

吴大猷的这一工作为铀后元素的发现和M.C.麦耶尔对同类问题的计算开了先河

从1940年开始，铀后元素分别以各种方式被发现

吴大猷的第二篇论文题为《两个最低点的特征值问题和重原子f态的量子亏损》，讨论了前人没有讨论的具有两个不对称的最小值位势的量子力学问题

他WKB（Wentzel-Kramers-Brillouin）近似法求解了波动方程的本征值，并将结果用于某些原子能态的计算，特别是用以说明量子亏损

对此，学术界评价吴大猷这一工作具有非常不寻常的意义

 吴大猷在原子光谱方面的一项工作已被Y．P．瓦施尼称为“吴态”

“吴态”的存在，1967年已由P.费尔曼和R.诺威克用实验所证实

对于散射理论，吴大猷通过对原子和分子的电子碰撞激发和双重激发研究，做出了贡献

他关于氦的双重激发能态研究已被D.E.高耳登列入电子－原子散射共振研究的早期贡献

在统计力学方面，吴大猷把跃迁概率的概念同不可逆过程联系起来，为严密表述和深入理解不可逆过程的时间方向性也做出了功绩

20世纪70年代中期后，吴大猷先生开始关注物理学哲学问题

他的一系列关于物理学发展与哲学的讲演，于1975年出版，书名为《现代物理学基础的物理本质和哲学本质》

吴大猷先生认为，一位物理学家，从对物理学的历史和哲学的更深刻更具批判性的理解中，会有助于更全面地了解物理学

此后，吴大猷先生一直关注物理学哲学和科学哲学的问题

1988年，他在医院病榻上写出了《物理学的性质、简史和哲学》

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