1925年，20岁的高士其满怀着“科学救国”的理想，以全优的成绩从清华毕业赴美深造。高士其认为，化学可以制造许多东西，对贫困的祖国最有用，所以，他抱着“化学救国”的美好梦想，到美国威斯康辛大学攻读化学。

威斯康辛大学设在威斯康辛州的首府麦迪逊，是美国著名的大学之一，有师生上万人，开设文、理、工、农、医等众多分院。高士其到那里后，面对的第一件事，就是复试。结果他因成绩出众，被安排插入化学三年级就读，而化学系是五年学制，也就是说，高士其只要读三年，就可以毕业。但他在威斯康辛大学只学习了一年，又因为成绩超群，于1926年夏，转入芝加哥大学化学系四年级学习。在芝加哥大学，他学完无机化学、有机化学、物理化学、分析化学等课程，对化学产生了越来越浓厚的兴趣。1927年，在芝加哥大学获得化学系和细菌系学士学位后，他决定继续深造，报考化学系的研究生，再读三年。

1927年6月，正当高士其为实现自己的理想设计着完美的计划时，传来噩耗——父亲来信告诉他，姐姐度平被疾病夺去了生命！

姐姐？度平？怎么会呢？在一个月前，还收到她的来信和照片。从照片上看根本没有半点不健康的迹象，是那么的青春，充满美丽与活力。姐姐还问高士其有没有新近的照片，寄一张回家，说她和家人都非常想念他。高士其马上去拍了一张，照片刚刚才冲洗出来，还没有来得及给姐姐寄去，怎么姐姐就永远离开了呢？她才23岁呀！是生命力最旺盛的时候，怎么就发生了这样不幸的事呢？高士其无法相信这是真的。拿着父亲的信，一字一句地看，希望这样的结果不是真的。读着读着，过去与姐姐在一起的情景桩桩件件一齐涌现在眼前，他的眼前模糊了，再也读不下去了……

从父亲的信中得知，6月13日晚，度平吃过晚饭后，感觉不舒服，就上楼休息了。到了半夜，突然呕吐起来，而且很厉害，父母感到问题可能很严重，就马上雇车将她送到一家德国医院就诊。平时给度平看病的那位德国女医生不值班，由一位德国男医生接诊，诊断为霍乱。霍乱是一种由苍蝇传染的急性传染病。母亲怀疑起来，就在前天，度平吃了凉拌生黄瓜，可能是被苍蝇叮过了。医生劝慰家人不要紧张，便马上给度平打针吃药，到第二天早晨，度平的病好像减轻了很多。就在家人稍稍舒了一口气时，度平说她的心口痛得厉害，大家也没有想到什么。这时，正好平时给度平看病的那位德国女医生来上班，听说度平病了，就过来看望。她见度平握着心口直叫痛，感觉不妙，找来看病的处方，面色大变，惊呼着叫了起来：“糟了！”马上组织抢救，但已经太晚了，一个小时后，也就是6月14日，当一轮红日从东方刚刚升起，新的一天开始时，23岁的度平痛苦地离开了人间……原来，度平有先天性心脏病，不能注射某些药剂。但那位男医生并不知道这个情况，而家人在匆忙中将度平送到医院时，又忘记带上病历，偏偏了解情况的女医生又不值班。高士其怎么也想不通，怎么就这么巧呢？连一向不相信命运的高士其，也感到命运弄人，命运的无常，一连几天，陷入极度的悲痛中，不能自拔。高士其的父母也和高士其一样，眼看着心爱的女儿一夜间就永远地失去了，善良的父母在悲痛中不无自责，不断地责问自己：她吃黄瓜时，我们怎么就没有想到今年的苍蝇特别多，有可能传染疾病呢？送她到医院时，怎么又那么糊涂，没有想起带她的病历呢？白发人送黑发人，两位老人一夜间苍老了很多。父母不忍心马上将这样的消息告诉在外求学的儿子，但失去度平后，父母更加挂念远在异国他乡的高士其，不知他过得怎么样。待情绪稍稍稳定，高士其的父亲高赞鼎亲自给高士其写信，可提起笔来，又不知该从何写起。悲痛又一次重重地袭来，高赞鼎再也无力自持，含泪写下了四首哀诗，悼念爱女。其中一首这样写道：

送棺入寺去，归来月已升。

徘徊所居室，触目皆冤憎。

砚席画屏影，一一依珠灯。

日夜操琴声，恍惚留中庭。

壁间搜遗照，酸泪对之倾。

何来好女伴，问讯语犹聆。

迷忘每唤汝，魂魄倘来应。

何以止吾恨，万恨弥填膺。

读着父亲的信，从姐姐的死，想到在年幼时因病夭折的大弟、三弟和四弟，高士其做出了一个大胆的决定：放弃自己挚爱的化学，改学医学，主攻细菌学。他发誓要将那些夺人性命的白喉杆菌、霍乱病菌等等一切的“小魔王”消灭干净，不要让同样的悲剧在别的家庭重演！在他的眼前出现了北京“龙须沟”式的贫民窟，山东农村的穷山沟，广州又热又挤又脏的“弄堂”，还有在全国各地旅游时看见的贫穷落后的广大中国乡村，高士其仿佛突然间明白了一个道理：现在的中国，最需要的不是化学家，而是医学家，特别是能够捉住“小魔王”的细菌学家。于是，高士其放弃了报考化学研究生的计划，转入芝加哥大学医学院，专攻细菌学。他要像法国著名微生物学家巴斯德（1822—1895）那样，在微生物领域作出伟大的贡献，为人类造福。