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钱学森在军队高级干部中的演讲收到了很好的效果。很快，他又赶上了一个好时机，那就是国家开始制订科学技术发展远景规划。
1956年1月25日，毛泽东主席在最高国务会议上说：“我国人民应该有一个远大的规划，要在几十年内，努力改变我国在经济上和科学文化上的落后状况，迅速达到世界上的先进水平。”5天之后，在全国政协二届二次全体会议上，周恩来总理明确提出了“向现代科学技术大进军”的号召，并要求国家计划委员会、中国科学院和有关部门制订新中国第一个远大规划——《1956—1967年科学技术发展远景规划纲要》（以下简称《12年规划》）。1956年3月，在周恩来的领导下，以陈毅为主任的国务院科学规划委员会成立了，全国600多位科学家和以拉札连柯为首的18位苏联专家受邀参与规划的制订工作。该规划要求，迅速壮大科学技术力量，力争在某些重要和急需的科学技术领域，接近或赶上世界先进水平。
到1956年8月，《12年规划》终告完成。这是新中国成立以来的第一个完整的科技规划，它从13个方面提出了57项重大科学技术任务，从中进一步提出了12个重点任务和6个紧急项目：原子能、导弹、电子计算机、半导体、无线电电子学和自动化技术（对外公布时，只提到后4项，前2项属于保密项目）。
仔细翻阅一下这个规划，我们会发现57项重大科学技术任务中的第37项、12个重点任务的第3项和6个紧急项目的第2项，讲的都是同一件事情，即“喷气和火箭技术”。
规划提出：
喷气飞机和火箭是现代飞行器械技术中的最高成就。这种技术的掌握和发展对于增强我国国防有很大的意义。喷气飞机的速度可以达到超过声音传播的速度，飞行高度可以高达两万公尺，可发展为高速交通工具。火箭的速度更高，可以达到更远的高空，以至可以作为星际交通的工具。火箭是利用复杂的自动控制系统来控制飞行的路线的，因此，在国防上可以达到超越远距离瞄准的要求，它同时也是近代空防的利器。这两种超高速度的飞行器械在现代科学技术发展中是突出的高峰之一，掌握它、运用它和继续发展它必须要付出很大努力。
1956年3月，钱学森担任了《12年规划》综合组组长，并和任新民、沈元、王弼等人一起，主持了其中第37项任务《喷气和火箭技术的建立》规划的制订。
钱学森等在这项科学技术任务的说明书中指出：
喷气火箭技术是现代国防事业的两个主要方面，一方面是喷气式的飞机，一方面是导弹。没有这两种技术，就没有现代的航空，就没有现代的国防。
但是，在条件有限的情况下，是优先发展飞机，还是优先发展导弹呢？当时曾有过一场很大的“飞机与导弹”之争。
“航空”是指航空器在大气层中的飞行活动；“航天”指航天器在地球大气层以外（包括太阳系内）的航行活动。
从技术上看主要的区别是：
1．飞行环境不同。航空器在稠密大气层中飞行，其工作高度有限。现代飞机最大飞行高度距地面30多公里；而在轨运行的航天器至少在距离地面100公里左右的太空。
2．动力装置不同。航空器是用吸气发动机提供推力，吸收空气中的氧气作氧化剂，本身只携带燃烧剂；而航天器其发射和运行都用自带燃烧剂又带氧化剂的火箭发动机提供推力。
3．飞行速度不同。民用客机大多以亚音速飞行，军用飞机最快速度可达到3倍声速，个别军机可飞6倍声速左右（一些无人机例外）；而航天器要脱离地球引力飞出大气层，必须靠运载火箭突破7.9公里／秒的第一宇宙速度。在轨运行的航天器飞行速度可达几十倍声速。
4．工作时限不同。无论是军机还是民机，除空中加油外一般最长飞行时间不超过一昼夜；而航天器在轨道上可持续工作非常长的时间，如人造卫星、载人飞船、空间站等，可以在太空飞行几年、十几年等。
5．升降方式不同。飞机的升空是从起飞线开始，滑跑到离开地面，加速爬升到安全高度为止的运动过程，它返回地面降落时只要经过下滑和着陆即可；而航天器发射，包括地面和海上的发射，顶部装着航天器的运载火箭都是垂直腾空，返回式航天器必须经历制动、离轨、再入和着陆等阶段，远比飞机降落困难。
当时，导弹在国人心目中还是个模糊的词汇，大多数人不知道它是什么。那时候，苏联的人造卫星还没有上天，洲际导弹的技术也没有获得成功，导弹能否成为国防的利器，也没有得到公认。而中国又是一个科学技术比较落后的国家，中国有没有能力去发展这种技术，会不会犯战略决策上的错误，都是悬而未决的疑问。相反，军事将领们对刚刚结束的朝鲜战争记忆犹新，对飞机在战争中的重要作用有深刻的认识。因此，一些工业部门和军事部门的同志提出，应重点发展飞机，以巩固我国的空防。
可是钱学森并不这么看，他态度鲜明地反对优先安排发展飞机，而提出优先发展导弹。当时曾极力主张上飞机的空军司令员刘亚楼听说钱学森的观点后，大吃一惊——钱学森本是航空气动方面的专家，是航空专业的博士，我们国家的飞机制造业又这么落后，他是大有用武之地呀，怎么会反对首先发展飞机呢？
新中国的第一任空军司令员刘亚楼的“空龄”，满打满算还不足5年。他清楚地记得，1950年10月19日他率领的空军领命保卫祖国领空，这一时间竟然和志愿军跨过鸭绿江的时间不谋而合，为同一天。而在那时，他的飞行员还没有训练好，他的部队两手空空，是名副其实的“空”军，他和共和国的最高领导们都在眼巴巴地等待着苏联老大哥援助的米格战机。那噩梦般的记忆他挥之不去：入朝初期，志愿军别说飞机，就连防空武器都捉襟见肘，唯一的高炮团一共只有36门日制75毫米高炮，还有12门留在鸭绿江边保卫渡口。美军飞机有恃无恐，从朝鲜半岛东海岸炸到西海岸，从鸭绿江炸到汉江，轰炸时间没日没夜，扫射目标不分大小。有的飞行员欺负我军没有还手之力，竟然拼命降低飞行高度，追着志愿军战士扫射，急得挂帅前线的志愿军总司令彭德怀向他吼道：“你的飞机什么时候来？！”刘亚楼更不能原谅自己的是，他竟然没能力阻止美国的飞机轰炸志愿军司令部，毛泽东的长子牺牲在燃烧弹造成的火海里，让自己的老上级彭德怀愧疚终生。
钱学森对于从飞机发展到导弹做过一段通俗、生动的描述：由于喷气推进机的出现，航空业就随之而进入了一个新的阶段，即超声速飞行的阶段了。但是，飞机迅速地提高速度也就带来了新的问题，例如，歼击机时速近2 000公里，飞得很快，飞机拐弯时产生的加速度因为有人驾驶而受到限制。在轰炸机方面提高速度以后也有问题，燃料消耗过大，要设计超声速的远程轰炸机是非常困难的。因为问题的关键都是在驾驶人，对歼击机来说，如果没有驾驶人就可以不考虑加速度的限制，飞得再快也还能转小弯，运用自如。对轰炸机来讲，没有人就不需要来回，单程就可以了，燃料也可减轻一半。但是怎么样才能免除驾驶人呢？什么是没有人的飞机呢？那自然是导弹了。
在刘亚楼看来，优先发展飞机，掌握制空权是当务之急，朝鲜战争就是证据，他还拿出了美军统帅李奇微的反面“证词”：“要不是我们拥有强大的火力，经常可以得到近距离的空中支援，并且牢牢地控制着海域，中国人可能早已把我们打垮了。”像刘亚楼一样，持这种意见的人不在少数。
钱学森是沿着美国航空航天发展轨迹走过来的人，他深谙世界各国的发展道路都是先有航空，后有航天，他自己也曾说过：“从航空的历史来看，导弹是五十多年来飞机发展的自然结果。”那么，钱学森为什么会有先搞导弹的想法呢？
我国航天事业开创者之一的任新民后来回忆说：“钱老看问题很深，当初我国搞战略规划时，面对航空和航天，怎么投入？钱老说，搞航空一定要解决长寿命的问题，要解决人的安全问题，这是个难题，一下子搞不出来，但导弹我们可以尝试，我们资源有限，不能四面出击。所以他主张先从导弹搞起。”
首先，从当时的国情来看，他认为短期内不可能在发展飞机上取得快速突破。
东北之行使钱学森加深了对国情的了解。旧中国的航空工业基本是个空白，国民党撤离大陆后留下了一个烂摊子。虽有大大小小的飞机厂32家，机器设备1 712台，职工4 700人，但是这些工厂规模小，设备陈旧，厂房简陋，没有一家生产过完整的飞机，主要是修理飞机及配件。空军成立时，共接收国民党空军飞机113架，航空发动机1 278台，加上在东北缴获的日军飞机，共159架。参加开国大典的17架飞机就是从中挑选的，其中9架循环飞了两次。1953年情况有了好转，国家建设了生产米格-17飞机的沈阳飞机厂、制造雅克-18活塞式飞机的南昌飞机厂、制造喷气发动机的沈阳发动机厂、制造活塞发动机的株洲发动机厂和哈尔滨飞机制造厂，1954年7月，中国自制的雅克-18活塞式螺旋桨教练机（初教-5）飞上蓝天。具备这样的条件难道还不足以大踏步前进吗？
是的，钱学森给大家分析道，飞机的难点在材料，而材料问题在工业基础十分薄弱的我国，是不可能在短期内解决的；飞机要上人，所以对飞机的可靠性、安全性和可重复使用性，都有很高的要求，而每一个“性”都要花很长的时间攻关；飞机还涉及复杂的飞行员训练、地勤空勤等庞大的维护保障系统，均非一日之功，更需要很长时间的经验积累。
其次，从战略博弈的角度分析，发展导弹是战略取胜的捷径。
要想在十多年的短时间内接近或赶上世界先进水平，必须抓住主要矛盾，从有利的方向上取得突破。钱学森在东北考察时曾对朱兆祥说过这样的话：“实际现象很复杂，看不出头绪，因素很多，不能在研究中全加考虑，因之，要把其中的主要因素和非主要因素分开。有经验的科学家会在少数重要因素中再选择其中的主要因素，这是一个创造过程。”
中国当时的首要任务是如何不挨打，然后是如何还击敌人。从这个角度看，无论是防御还是攻击，导弹都有优势。钱学森掰着手指比画道，你看，导弹比飞机飞得快，可以达到10倍声速以上，而超声速飞机最多为3倍声速，导弹打飞机一打一个准，叶剑英称之为“能追着飞机飞的炸弹”，而飞机打导弹则很难打得着。还有啊，导弹飞得比飞机远。还在第二次世界大战时，德国研制的V-2火箭从荷兰飞过英吉利海峡轰炸英国，射程就达到了300多公里。如今，苏美两国都在搞射程上千公里、上万公里的导弹，都把能够打到对方领土的战略导弹作为发展的重点。朝鲜战场上苏联援助我国的米格-15飞机作战性能非常棒，但它的作战半径只有300公里，飞不到“三八线”就得返航，所以呢，飞机飞行的距离很受限制。
钱学森笑了笑，又像剥笋一样把观点向深处延伸了一点，他说：从技术上看，导弹技术并不比飞机更难，研制进度会快得多，况且导弹的使用是一次性的，相对飞机要容易解决得多，发展导弹技术唯一要解决的难题是制导问题，但这在短期内可以突破。
如果我们从导弹入手，几年之内国家的防空问题可以解决，不挨打和还击敌人的问题也可以解决，我们赢得了与对手战略抗衡的时间，也有利于航空工业积累经验，稳步发展。
钱学森又分析，从国防的未来发展来看，导弹结合核武器是必由之路。
中国科学院院长郭沫若对钱学森在参加制订国家科学规划中表现出的卓越才能和重要作用十分赞赏，特向钱学森书赠诗一首：
大火无心云外流，
登楼几见月当头。
太平洋上风涛险，
西子湖中景色幽。
突破藩篱归故国，
参加规划献宏猷。
从兹十二年间事，
跨箭相期星际游。
钱学森在与国家高层领导的接触中，敏锐地感觉到中国正在发展原子弹。他以一个火箭科学家的职业敏感，意识到要搞原子弹就离不开导弹，原子弹要真正形成战斗力和威慑力，必定需要导弹作为运载工具，二者必定会“两弹结合”。
他知道，核武器没有导弹相辅，对万公里以外的目标就不具有威慑力，而导弹没有核弹头也就形成不了强大的杀伤破坏能力，两者缺一不可。钱学森举例说，二战爆发以后不久，美国罗斯福总统多次把科学家找来共同讨论美国如何发展科学技术问题，当时就叫了冯·卡门等科学家。他们讨论来讨论去，结果就作出要尽快搞导弹、搞原子弹和氢弹这个英明的决定。因为有了导弹加上核弹头，你想打到哪儿，哪儿就完了，是毁灭性的。
郭沫若的手书
钱学森担心有些同志听不懂，又通俗地解释说：
火箭，作为一种运载工具，可以用来进行科学试验，也可以成为远距离杀伤武器。只有把它作为核弹头的运载工具时，它才可以真正称之为战略武器。中国要有效地打破帝国主义的核讹诈，就必须拥有这种威力强大的武器，其战术价值也比核航弹大得多，飞机很难在近代条件下作为运载核武器的有效工具。当然，要研制导弹核武器，其难度也是不言而喻的。
他还告诉大家，火箭、导弹技术的发展，将彻底改变现代战争的模式，导弹可以从地面、地下、空中、水下或机动装置上发射出去，是赢得未来战争的战略性武器。当然，我们中国人今后还要走出地球，还要搞星际航行，开发宇宙资源，和平利用外层空间，这都离不开火箭呀。
归国时的钱学森，已经是集航空和航天科技理论、战略规划、工程实践和科学管理于一身的著名科学家。他曾参加美国第一枚气象火箭“女兵下士”和美国军方第一枚原始型导弹“下士”的研制工作，在火箭、导弹技术的总体，动力、制导、气动力、结构、计算机和质量控制等各个专业领域积累了丰富的知识和经验。因此，钱学森对中国该不该优先发展火箭、导弹技术，能不能独立发展火箭、导弹技术的判断，是有科学依据和清醒的估计的。在这个可能改变中国命运的关键历史时刻，敢不敢挑战世界航空、航天发展的金科玉律？中国能不能走别人没有走过的路？
钱学森义无反顾地选择了——能！
用他自己的话说：“我们不走美国发展的道路，也不走苏联的道路，而要走我们自己的道路，我们可以迎头赶上世界先进水平。”“中国人民完全有能力，自力更生制造出自己的导弹。”
钱学森是个不太爱讲话的人，但是一旦讲话，就具有相当强的穿透力和感染力。他在美国名校的讲台上练就了逻辑严谨、条理清晰、重点突出的三大本领，又和导师冯·卡门一起游说过美国国防项目的投资人，懂得如何做科普宣传。所以，在《12年规划》会上经过一次又一次的讨论和说服，他这一具有真知灼见的分析和意见，终于被大家接受。
于是，这一重大战略决策就此确定。在国家12年远景规划中，“喷气和火箭技术的建立”被列入57项重点工作之一，并有了以下明确的表述：
实现该项任务的途径：“必须尽快建立包括研究、设计和试制的综合性的导弹研究机构，并逐步建立飞机方面的各个研究机构。”
实现该任务的进度：“1963年至1967年在本国研究工作的指导下，独立进行设计和制造国防上需要的、达到当时先进性能指标的导弹。”
实现该任务的组织措施：“在国防部的航空工业委员会下成立导弹研究院，该院自1956年起开始建设，1960年建成。”
这一决策的预见性和深远影响，在以后的岁月里越发显现。钱学森善于根据国家的总体部署和要求，通过战略谋划和顶层设计来引领国防科技发展，这奠定了他作为战略科学家的非凡地位。
纯科学家与从事实用工作的工程师间密切合作的需要，产生了一个新的行业——技术研究家或技术科学家。他们成为纯粹科学和工程之间的桥梁。他们是将基础科学知识应用于工程的那些人。
——钱学森