1950年,中华人民共和国成立后第106天,秦子衿和妹妹秦子佩来到天安门广场,她们俩很兴奋,秦子衿的身体里还残留一颗子弹,她耿耿于怀的是位于东交民巷的美国领事馆还有驻军。与此同时,李响带解放军来到美国领事馆,领事柯乐柏硬着头皮出来,李响向他宣布了一道驱逐令,因为中美没有建交,他们只是普通美国公民,不能继续住在大使馆,柯乐柏只好乖乖离开,秦子衿和秦子佩看到这一幕,心里别提多开心了。
身在钱学森和郭永怀志同道合,他们俩一心想回国参加建设,可美国政府把钱学森的八个行李箱全部扣押,不许他离开住处,随后,美国特工又把钱学森抓走。天津文工团的作曲家王梓来到北京,亲眼目睹了物理学家邓稼先回国,人们夹道欢迎,邓稼先激动万分,带着大家一起高唱国歌,王梓在一旁伴奏。
王梓乘坐火车从北京回天津,他灵感大发,当场写了几句歌词。王梓冒着大雨回家,身怀六甲的妻子王慧芬正在家里等他,王梓迫不及待哼唱起来新写的歌曲,王慧芬突然腹痛难忍,眼看孩子就要出生了,王梓赶忙把她送去医院,王慧芬生了一个女儿,王梓抓紧一切时间写完那首歌。
王梓在收音机里听到自己写的那首“歌唱祖国”,他兴奋地跟着一起唱,王慧芬也为他高兴,王梓当即决定要参加抗美援朝志愿军,王慧芬也不便阻拦。1955年,李四光和钱三强在广西梧州发现铀矿石,他们第一时间来向毛泽东汇报,铀是制造原子弹最重要的原材料,周恩来建议让地质学院的学生们提前毕业去开发铀矿。
毛泽东不想再被外国列强压迫,让李四光和钱三强尽快着手原子弹的开发。秦子佩放弃了保研的名额,主动要求参加地质队,秦子衿在新华社做记者,她来到火车站送她,苦苦规劝她不要放弃保研,可秦子佩觉得自己的工作更有意义,她想秦子衿保密。
秦子佩和同学们来到湖南郴州的大山深处探测,很快找到铀矿脉,秦子佩想用这次的成果作为献给国庆的礼物,她亲自到悬崖峭壁上勘测,终于发现了矿脉的中心,她很开心,突然脚下一滑摔落山崖。
秦子衿来为秦子佩送葬,她伤心地痛不欲生,至今不知道秦子佩是做什么工作的,没法向老父亲交代。秦子佩的父亲秦元是火箭专家,他得知秦子佩的死讯,伤心地无以复加。钱学森向祖国发出了求救信,美国留学生走上街头游行示威,强烈要求放钱学森夫妇回国,美国政府迫于压力,只好把钱学森和蒋英回中国。
钱学森和蒋英终于踏上了回国的轮船,他们俩站在甲板上百感交集,一起高唱“歌唱祖国”。钱学森一回国就被请到中央军委讲课,陈赓亲自在大门外迎接他,陈毅和聂荣臻等开国大帅都在场,钱学森发誓要从今天开始创造奇迹,成立中国的火箭军。
邓稼先来找机械部部长钱三强报到,钱三强邀请他参加火箭炮的研发,可从今以后邓稼先就要从学术界消失,不能发表论文,不能公开发表任何言论,对亲人要保密,而且是无限期的,邓稼先愿意遵守这样严苛的要求。
邓稼先妻子许鹿希是医院的医生,她下班匆匆赶回家给孩子们做饭,看到邓稼先已经做好了,还把孩子们哄睡着了,许鹿希大惑不解。邓稼先拼命讨好她,这更让许鹿希一头雾水,饭后,邓稼先把许鹿希叫出来单聊,他要换工作了,可能会消失很长时间,许鹿希理解他的不得已,也没有多问,邓稼先紧紧搂着许鹿希,两个人像以前一起哼唱“杨家将”。
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