，当年詹氏曾祖一辈为了经营茶叶买卖，于清乾隆年间举族南迁广东，并在广州辖下的南海县定居下来。曾、祖、父三代均经营茶庄，标准的徽州式儒商家庭。但是传到詹天佑父亲这一代时碰上了“五千年未有之大变局”，鸦片战争爆发，国门洞开，詹氏茶庄的生意也遭到冲击，经营不下去了，家道也就此中衰，供养詹天佑读书已是非常吃力，迫不得已，在詹天佑十一岁时将他送往美国读书，因此，詹天佑也幸运的成为了中国第一批公费留学生。
当时的满清朝廷有感于外国船坚炮利，急于“师夷长技以制夷”，因此在沿海地区公开招考有资质的少年去美国留学，由于家境较好的人家不愿爱子去外国吃苦，因此，中国的第一批公费留学生基本都来自贫寒家庭，詹天佑就是其中的代表人物。
到了美国之后，詹天佑寄居在康涅迪格州威斯哈芬海滨男生学校校长诺索布先生家中，与他一同住在那里的还有一名中国留学生欧阳赓。两个、中国少年在那里一住就是六年，即使中国留学生都搬到了留学生事务所集中居住管理，但是詹天佑和欧阳赓却依旧住在诺索布先生的家里。在读完了预科学校和高级学校之后，詹天佑本欲报考美国海军学校，但是却遭到拒绝，在诺索布一家的建议和鼓励下，詹天佑改变初衷，转而报考耶鲁大学理工科土木工程系，这一决定无论对他本人来讲，还是对中国来讲，都意义深远。
在耶鲁大学苦读三年之后，詹天佑以优异成绩毕业，并获得哲学学士学位，他本欲在美国继续深造，但由于清廷发现留学生思想过于“离经叛道”，遂决定终止留学计划，并命令所有留学生立即回国，詹天佑不得不放弃了深造计划，与欧阳赓跟着
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