1950年,王、胡两先生帮助杨忠道获得Teaching Fellowship,去美国Tulane University (Louisiana)读博士学位,旅费由中央研究院给。
初到美国时,杨忠道英语不好,羞于开口。在十多位数学系的研究生中,他是唯一的非美国人,所以大家对他都很照顾。第一学期杨忠道选了四门数学课及一门阅读报告。其中一位授课老师是 A.D. Wallace 教授,也是他博士论文的指导教授,其教课的方法是 R.L. Moore 创造的,将课程内容分做许多小命题,预先发给学生。上课时他要学生上台去证明,他自己坐在台下听。一个学生没完成时叫第二个上去,一个小时没有完成就留到下一小时再继续,他自己绝不帮忙。杨忠道的英语虽然不好,在他的课中表现得不错,所以一开始就给他一个好印象。他对学生们很友善,常常在课余时到研究生的办公室,谈谈数学,也讲笑话。见到杨忠道的时候,总要提出或大或小的数学问题,嘱杨忠道多想想。第二个学期一开始,他嘱扬去读法国数学家H. Cartan 在哈佛大学教授代数拓朴的讲义。
Cartan讲义中一个主要成果是“For compact Hausdorff spaces, certain two cohomology theories are equivalent”在 Wallace 教授的课程中,杨忠道学到了fully normal spaces的概念。经过几个星期的思考,杨忠道觉得 Cartan讲义中的成果可以被扩充到 fully normal spaces。当他向Wallace教授提起这一发现时,Wallace教授十分惊讶,于是抽空和他讨论其构想。几星期后这位教授逐渐相信他的构想很可能是对的,可以作为他的博士论文。
Wallace教授的初意是希望他去普林斯顿大学数学系任讲师,使能从 N. Steenrod教授做代数拓朴的研究,但是没有成功。1952年秋天他去了University of Illinois数学系当博士后研究,每周教授三小时,同时参加系里研究活动。那时候系里有一位代数拓朴的教授 D.G. Bourgin,带五、六位博士研究生,研究的主要对像是 (F.J.) Dyson 的猜测。他不但去听 Bourgin 教授的课,也去参加其率领的讨论班。经过一年的努力,他得到了一个Dyson猜测的证明,Bourgin 教授知道后十分惊讶,因为Bourgin 教授自己也做得差不多了。这件事使杨忠道很尴尬,于是去向陈省身先生请教。他得到的建议是:最好的解决方法,是两人合写一篇文章去发表,不过必须由Bourgin 教授提出来才是。如果对方不提,杨忠道应该自己发表,不过文章中应提及听说Bourgin 教授有一独立的证明。结果杨的文章于1954年发表在《Annals of Math》上,Bourgin的文章于1955年发表在瑞士一数学杂志上。在University of Illinois他停留了两年。他在那里的时候,施拱星先生正在那里读博士学位。周元燊院士去读博士学位恰在他离开之后。
杨忠道在 University of Illinois 所写的两篇文章颇引人注意,同时Wallace 教授继续努力推荐他去普林斯顿做研究。1954年秋天,他获得美国国科会一年的资助,去普林斯顿高等研究院做研究,主要的对像是将Dyson猜测再扩充,使亦包括 Borsuk-Ulam 定理。
1956年秋天,杨忠道去University of Pennsylvania(简称宾大)工作。在宾大他一共工作了三十五年,先是助理教授,1958年被提升为副教授,1961年被提升为正教授。在职期间,曾兼任数学系里研究生部主任四年,数学系系主任五年。在他指导下完成博士论文的有L.Mann(1959),后来任University of Massachusetts 数学系系主任多年,1961年有苏竞存,于1954年毕业于台大物理系,后来改念数学,并成为University of Massachusetts数学系教授。在宾大教书最大的好处是可以常去看Montgomery教授,这样维持了二十多年,合写了二十多篇文章。
1968年,杨忠道被选为中央研究院院士,1972年,列名于《美国名人录》 (Who’s Who in America)。
第一学期他选了四门数学课及一门阅读报告。其中一位授课老师是A.D.Wallace教授,他教课的方法是将课程内容分做许多小命题,预先发给学生。上课时他要学生上台证明,自己坐在台下听。一个学生没完成时叫第二个上去,一个小时没有完成就留下一小时再继续,他自己绝不帮忙。杨忠道的英语虽然不好,在他的课中表现不错,所以一开始就给他一个好印象。他对学生们很友善,常常在课余时到研究生的办公室,谈谈数学,也讲笑话。见到杨忠道的时候,总要提出或大或小的数学问题,嘱他多想想。第二个学期一开始,他嘱杨忠道去读法国数学家H.Cartan在哈佛大学教授代数拓朴的讲义。第一学年结束后系里给杨忠道生活费,嘱他在暑期中好好用功。Cartan讲义中一个主要成果是“For compact Hausdorff spaces,certain two cohomology theories are equivalent”在Wallace教授的课程中,杨忠道学到了fully normal spaces的概念。经过几个星期的思考,他觉得Cartan讲义中那成果可以被扩充到fully normal spaces。当杨忠道向Wallace教授提起这一发现时,他十分惊讶,于是抽空和杨忠道讨论构想。几星期后他逐渐相信杨忠道的构想很可能是对的,可以作为博士论文,于是他开始筹划杨忠道的前途。Wallace教授通过系主任请研究院给杨忠道一个例外待遇,特许杨忠道于第二学期不选课,专心去书写博士论文。