費米能從一個課題輕鬆跨越到另一個課題，這種本事真是令李政道欽佩之至。
費米和李政道關係非常密切，每個星期，都拿出半天時間單獨和李政道討論物理。此外，費米通常都和學生們在芝加哥大學的餐廳一起吃午飯，邊吃飯邊討論物理問題。費米那時正對宇宙線的起源和原子核的合成感興趣。他先指導李政道做核物理，後又轉入天體物理。他經常讓李政道就某一個課題考慮一下，並查閱有關文獻，過一個星期給他做一次「講演」。
李政道按照費米的要求做了，這樣不僅了解了課題，而且每次都會得到費米的鼓勵，讓他感覺很興奮，受益匪淺。李政道從這裡意識到，這是一個指導學生獨立工作的絕妙方法。
費米還特別注重培養學生的自力更生精神，對問題要有獨到見解。他的學生必須能夠證明或推導所用的一切公式。
有一次，費米問李政道太陽中心的溫度。李政道回答說大概是一千萬度絕對溫度左右。費米問，這個數據是從哪裡來的。李政道回答，是從文獻上看到的。費米又問，你自己算過沒有。李政道說沒有。費米說這樣不行，應該自己計算以後才能相信。關於太陽內部溫度和亮度的分布，有關其輻射傳遞等有一組微分方程，它的解答的計算相當繁複。由於這不是李政道當時的研究課題，他就不想花太多時間去做繁複的驗證，於是就引用了有名的文獻上的結果。費米看了之後很不滿意，他認為，一個人絕對不能接受自己沒有獨立驗證過的別人的計算結果。
為了做這項繁複的驗證，費米甚至巧妙地設計並親自動手製作了一個專用的算尺來處理那套微分方程。他花了整整兩天時間，幫助李政道製作算尺。這個算尺長有六英尺七英寸，頗為壯觀。
有了這個算尺，連積分都很好算。於是，李政道只用了一個多小時的時間很快就推算出太陽中心的溫度，大約是一千萬度。又花了一天時間，沿半徑算出一百多個位置的數據。
費米的這種言傳身教，使李政道終生難忘。之後，李政道每逢遇到困難的問題，都會去設想一下費米在類似的情況下會怎樣做，而每次都會從中得到啟示。
1949年李政道和羅森布魯斯、楊振寧聯名發表了論文《介子相互作用》。這是李政道的第一篇科學論文，是他在費米指導下做研究生時寫的。這是第一篇在科學文獻裡討論可能有中間玻色子存在的論文。關於這篇論文的來源和產生，還有更多的故事。
1948年，費米實驗室裡的另一位研究生斯坦博格正在做宇宙線中μ子的衰變實驗，研究μ→e+…衰變的電子譜。李政道則與斯坦博格平行地做μ介子衰變和俘獲的理論分析。斯坦博格的實驗顯示，μ衰變和β衰變一樣涉及了四個費米子。除了β衰變之外，是不是存在著其他的反應也可以用費米理論描述呢？
斯坦博格和李政道是費米的研究生，羅森布魯斯和楊振寧是泰勒的研究生，斯坦博格在做宇宙線中的μ介子的衰變的實驗，而羅森布魯斯雖然不是費米的研究生，那時他在隨泰勒教授做質子的理論研究，但卻和李政道共在一個辦公室。斯坦博格到李政道辦公室討論μ介子實驗時，羅森布魯斯自然在旁，漸漸對這項工作也發生了興趣，願意參加進來。
楊振寧也不是費米的研究生，那時，他大部分時間在位於別處的艾立遜高能實驗室做實驗，工作不很順利。周末，他和李政道兩個經常在一起聚會，提到李政道的這項工作，楊振寧也感興趣，表示願意參加進去，於是才有了以李政道為首的三人的合作。李政道和羅森布魯斯、楊振寧三人決定對這個問題做系統的探討。
他們三位發現，如果μ衰變和μ俘獲用一個類似β衰變的四費米子相互作用來描述，則它們所有的耦合常數大致相同。這其實就是弱作用普適性的開端。隨後，他們推測，基本的弱作用和電磁作用是類似的相互作用，可以通過一個重玻色子的普適耦合來傳遞。後來，李政道給這個玻色子起了一個名稱叫W±(是英文weak的第一個字母)。