1974年5月30日早晨，李政道在北京饭店接到了毛主席要见他的通知。这一突如其来的电话让他有些慌乱，他快速洗漱、更换衣物，随后与妻子秦慧君一起前往中南海。这次会面的主要原因并不是一次学术报告，而是他向中央提交的一封信。本次回国考察期间，李政道明显感受到国内基础科学人才的短缺。他认为，虽然可以逐步加强设备和制度建设，但在人才培养方面需要提前布局，因为人才的培养是一个长期的过程，不能等到需求来临时才开始寻找。
李政道提出，基础科学的人才选拔和培训应尽早开始，可以从十二三岁时就发现有潜力的学生，进行系统的教育培训。这一看法在当时并不是人人都能认同。他曾参观过上海的一所芭蕾舞学校，那里从小孩中挑选优秀者进行专业训练和文化教育。这一启发让他领悟到，科学人才的培养同样应重视早期发现，但科学教育不仅靠兴趣，更需要数学和物理基础的扎实训练。
回到北京后，李政道撰写了一份建议，指出基础科学和应用科学虽然不同，但不可割裂。他强调基础研究的重要性，尤其是其对国家技术和理论持续创新的影响。最初，他用英文撰写建议，之后又连夜翻译成中文并致信周恩来，希望能得到审阅。他在信中直言，如果长期忽视基础科学，虽然短期内问题不明显，但时间一长，科技发展基础将会变得脆弱。
在5月24日晚，周恩来在人民大会堂西大厅接见了李政道夫妇和其他科学家，并让李政道直接讲述自己的观点。李政道提到可以借鉴专业学校的选拔方式，从青年中挑选优秀者进行重点培养。江青对此表示疑问，问道：“年纪大了就不可以吗？”李政道回答说，芭蕾舞需要从小训练，基础科学同样应有连续性，许多研究能力需要在年轻时打下基础，而不是等到成年后才进行培养。
会谈并不轻松，周恩来表态称，可以研究这个建议，并可以进行试验，甚至提到“千分之一也可以”的试点思路，这样首先得到验证再扩展，不要一下子就进行大规模的实施。会后，李政道没有停下来，他又写了一份补充说明，试图用更通俗的语言阐明基础科学与应用科学之间的关系，后来这些材料被周恩来印发给参会人员。
六天后，李政道夫妇在中南海再次会见毛主席。谈话开始时，毛主席首先询问李政道的籍贯，李政道回答是上海，而毛主席则调侃问：“有上海，有没有下海？”李政道有些愕然，毛主席则解释说，这是一处地名。这样的轻松开场为严肃的会谈增添了自然气氛。随后，两人开始了关于“对称”的小型学术讨论，毛主席认为平衡给人以静止感，而运动更为关键。李政道则用铅笔和纸演示了运动的同时也可以包含对称性，增强了讨论的趣味。
谈话很快回到了人才培养的话题，毛主席明确表示支持李政道提出的少年科学人才培养计划，但指出关于理论与应用之间关系的阐释还需更清晰。他以形式逻辑为例，指出理论并非凭空产生，而是实践和应用的抽象，并反过来指导实践。这次会谈大约持续一个小时，毛主席的态度为之前的争论指明了明确方向：少年人才培养应进行试验，基础科学亦须受到重视。李政道关心的，不仅仅是一所特殊学校的设立，更是对于长久以来重应用、轻基础的观念进行根本改变。
1978年3月，中国科学技术大学的少年班正式开课，首批21名学生通过综合测评被选中入学，这一过程不只是简单依据一次考试结果，而是结合推荐、摸底、笔试和面试，在全国范围内寻找具有突出潜质的少年。少年班重视因材施教，既要弥补文化基础，又要保护学生兴趣和思考能力。李政道对此维持持续关注，并在1979年到中国科大授课时为学生们题词“青出于蓝，后继有人”。
他的工作延续至海外人才的培养。1978年以后，中国开始大量派遣留学生和访问学者，但由于美国高校对中国学生了解有限，很多学生只能旁听，难以进入正式的研究生体系。李政道因此推动中美联合招考物理研究生项目，联系美国高校，阐述中国学生的培养需求，并争取美方承担学费及生活费用。1980年，首批127名通过联合招考前往美国的中国物理研究生诞生，众多学生进入应用物理和新技术的领域。
这一安排不仅仅是为了解决留学名额，更为重要的是让中国学生接受完整的研究生训练。李政道还告诫他们，选择专业时应兼顾个人兴趣和国家建设需求。从少年班的设立到联合招考的推进，李政道始终强调人才培养应提前布局，基础研究不应因短期看不到成果而被忽视。同时，他在美国教授和从事科研工作的同时，也积极参与中国科技教育事务，且多为义务性质。毛主席赠予他的英文版《科学大纲》被他一直保存，这本书不仅是这段历史的见证，也承载着一个科学家建议的过程，如何经过争论逐渐融入中国教育和科研发展的实际中。
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