“火车头”时期（1956—1966 年）：带动国家科学技术发展
中国科学院与“12 年规划”
1956 年 1月，中共中央召开知识分子问题会议。周恩来代表中共中央作了《关于知识分子问题的报告》。报告明确指出，在建设有高度技术基础的社会主义时期，除了依靠工人阶级的积极劳动以外，“还必须依靠知识分子的积极劳动”。报告用了 1／4 的篇幅讲科学工作。报告指出，现在科学技术正在一日千里地突飞猛进；像原子能和电子学这样的最新科学技术，使人类面临着一个新的科学技术和工业革命的前夕。报告提出，“我们必须赶上这个世界先进科学技术水平”，并明确提出“向现代科学进军”以及“制定 1956 年到 1967 年科学发展远景规划”。报告还指出，“用极大的力量来加强中国科学院，使它成为领导全国提高科学水平、培养新生力量的火车头”。
随后，在 1956 年 1月31日召开制定《1956—1967年科学技术远景规划》（以下简称“12 年规划”）的动员大会上，成立规划领导小组，领导科学规划的制定。在各部门规划草案的基础上，规划领导小组以中国科学院物理学数学化学部、生物地学部和技术科学部为基础，集中全国 600 多位科学家，对各部门规划进行综合、汇总和审查。以此为基础，形成了《1956—1967 年科学技术发展远景规划纲要（修正草案）》。
中国科学院不仅在规划的制定中起着领导作用，而且在规划的前期预备和实施中起着重要的作用。1955—1956 年，中国科学院提出了《中国科学院 15 年内需要进行的重大科学研究项目（自然科学与技术科学部分）》，共 53 项，包括原子弹、半导体、无线电电子学、电子计算机、自动化系统等国防和尖端科技，中国自然区划和自然资源考察，国民经济建设中带有综合性、关键性的一系列重大理论与技术问题，以及蛋白质的结构与生物合成等前沿问题，其中大部分任务后来被纳入“12 年规划”。在“12 年规划”的 57 项重要任务当中，以中国科学院作为主要负责单位的有 8 项，以中国科学院作为联合负责单位的有 15 项，两者合并占总项数的 40．4％；另有中国科学院作为主要协作单位参加的 27 项，三者合并占总数的 87．7％。
在规划的制定与执行过程中，中国科学院进一步明确了自己的方针与任务：重大的基础科学理论；世界上最新的科学技术；共同性的综合性的重要任务 。
“四项紧急措施”
在“12 年规划”制定的过程中，科学界深感某些关键技术在现代科学技术发展中的重要性，如计算技术、半导体技术、无线电电子学和自动化技术。1956 年，为了更快地促进这些关键技术的发展，国家采取了“紧急措施”的专项措施，由中国科学院实施。同年，中国科学院成立了计算技术研究所、自动化及远距离操纵研究所和电子学研究所的筹备委员会，并在应用物理研究所建立半导体物理研究小组（1960 年独立为中国科学院半导体研究所），在无线电、自动化、半导体和计算技术这 4 个新兴关键技术领域（因而称为“四项紧急措施”）迅速集中起力量，为短时间内赶上国际先进水平奠定了基础。
中国科学院与“两弹一星”
1964 年 10月16日，中国第一颗原子弹爆炸成功；1966 年 10月27日，中国第一颗装有核弹头的地－地导弹飞行爆炸成功；1970 年 4月24日，中国第一颗人造卫星（“东方红一号”）发射成功。“两弹一星”是中国科技史上的一个奇迹，是中华民族自力更生、团结奋斗的伟大成就，是社会主义集中力量办大事优势的集中体现，是新中国独立自主、团结协作发展科学技术的成功明证，是科学家报效祖国的丰硕果实。
关于“两弹一星”研制，中国科学院参与的工作长期处于保密状态。1999 年 3月，在 1956 年初到 1967年 1 月间担任中国科学院党组书记、副院长（实际主持院务工作）的张劲夫同志，在《科学时报》记者采访记录稿的基础上，修改补充完成《中国科学院与“两弹一星”》的大文章。在江泽民总书记的关怀支持下，1999 年 5月5日，新华社将张劲夫的署名文章《请历史记住他们——关于中国科学院与“两弹一星”的回忆》以通稿的形式发表。5 月 6 日，《人民日报》《光明日报》等中央大报都在显著位置上刊登了这篇重要文章，在全国乃至全世界引起了强烈反响 。
张劲夫指出，中国科学院是按照中央确定的“大力协同”和“三家拧成一股绳”（二机部、七机部和中国科学院）的精神，主要承担原子弹和导弹研制中一系列关键性的科学和技术任务，包括理论分析、科学试验、方案设计、研制以至批量制造所需的各种特殊新型材料、元件、仪器、设备等。至于人造卫星，则从构思到建议，都是由中国科学院提出，先后两次上马（1958 年、1965 年）。在国防科委统一组织下，由中国科学院负责整个系统的技术抓总，并负责研制卫星本体，七机部负责运载工具，中国科学院和四机部共同负责地面测控系统。参加“两弹一星”研制任务的科研人员占全院科研人员的 2／3。
张劲夫指出，当时研究核科学与核技术的力量主要集中在中国科学院原子能研究所，还有一些分散在中国科学院 20 多个研究所以及其他部门研究机构、大专院校。为了工作的方便，中央决定把原子能研究所整建制交给二机部，名义上由中国科学院和二机部双重领导，但是对外还叫中国科学院原子能研究所。由于研制原子弹的任务繁重，科研力量不够，于是对任务作了分解——除了原子能研究所承担较大一块任务外，很多重要任务还要由中国科学院的各研究所来承担。原子能研究所整建制转到二机部后，骨干力量还不够，中国科学院又从其他研究所调去一批科技骨干。张劲夫特别提到，中国科学院“四项紧急措施”研发出的几代计算机为原子弹和氢弹的成功研制作了突出贡献。
谈到导弹的研制，张劲夫指出，钱学森回国后任中国科学院新成立的力学研究所所长，之后迅速聚集了一批优秀科学家。中央决定由国防部五院负责研制导弹，把钱学森调去当院长，并从各方面调人，主要是从中国科学院调，许多重要研制任务也由中国科学院来承担。在张劲夫的建议下，中国导弹研制采取“两条腿走路”：一方面，中国科学院参与五院的导弹研制；另一方面，中国科学院做探路工作，先走一步，为五院服务。中国科学院为我国的导弹事业也作出了卓越的贡献。
卫星任务由中国科学院承担。卫星本体主要是中国科学院研制的，中国科学院也组织有关部门配合。研究工作中需要搞许多非标准设备。但是，正当卫星研制基本完成的时候，发生了“文化大革命”，中国科学院卫星研制任务移交给国防部门，具体交给了七机部，即现在的中国航天科技集团与中国航天科工集团的前身。
张劲夫的文章发表后，当年（1999 年）9月18日国家召开了“两弹一星”功勋奖章颁发仪式。樊洪业曾对“两弹一星”23 位获奖者（图1）教育和工作背景做过研究，发现 23 人中的 14 人有早年在中国科学院工作的经历，再加上后来在院工作过的王希季、朱光亚和周光召，共达到 17 人。这充分说明了中国科学院在“两弹一星”研制过程中的作用。
图 1 23 位“两弹一星”功勋奖章获得者（以姓名笔画为序）
小结
在“向科学进军”号召下，通过“12 年规划”的实施，新中国建成了自己的现代科学技术体系和国防科学技术体系，对国家的经济、社会和国防事业的发展起到巨大的支撑和促进作用。在中国这一现代科学技术事业的伟大建设和发展中，“（中国）科学院配合‘两弹’攻关，开创人造卫星事业，落实‘四项紧急措施’，部署和组织自然资源综合考察和基础理论研究，充分发挥了‘火车头’作用，创造了‘文革’前的 10 年的科学技术发展的辉煌，同时展现了作为国家特殊战略资源的实力”。在发展重大关键技术、新兴尖端技术、重要基础学科和资源环境考察方面，为国家作出了突出的贡献，成为实现国家目标的战略资源。中国科学院也从一个只有几百人的小单位发展成为具有 5 万人的科学大军，研究经费从 1950 年春的 287．2 万元增加到 1965 年的 33 548．5 万，增加了117倍，成为国家的一支战略科技力量。