2004年12月24日，82歲的楊振寧教授與28歲的廣東外語外貿大學碩士研究生翁帆在汕頭市民政局涉外婚姻登記處辦理了結婚登記手續。面對這場“十八新娘八十郎，蒼蒼白髮對紅妝”式的婚戀，有人祝福，也有人質疑。楊振寧形容未婚妻翁帆為“上帝恩賜的最後禮物”。楊振寧表示，青春並不只和年紀有關，也和精神有關。

他雖然歲數上已經年老，但精神上還是保持年輕。這也是翁帆覺得他有吸引力的部分原因。翁帆的同學介紹，翁帆的畢業論文曾打算寫“楊振寧的翻譯思想”。

2008年1月，北京三聯書店發行了楊振寧的一本新書《曙光集》。他的前言中寫道，魯迅、王國維和陳寅恪的時代是中國民族史上的一個長夜，而他自己就成長於這個看似無止境的長夜中。他繼續寫道：“幸運地，中華民族終於走完了這個長夜，看見了曙光。我85歲，看不到天大亮了。翁帆答應替我看到…。”

2011年6月底，由學者江才健撰寫、更為全面講述楊振寧人生的書《規範與對稱之美——楊振寧傳》面世，在和小自己54歲的翁帆結婚引發的喧囂之後，楊振寧再次成為關注的焦點。在一次訪談節目中，楊振寧自曝向翁帆的求婚。

2014年10月，結婚十年後，楊振寧接受採訪時表示，不宜要孩子，因為我一直在想，如果我不在了，翁帆一個人帶著一個或者兩個孩子，那將是很困難的事。