“两弹一星”元勋、中国原子能事业开拓者和奠基人之一的钱三强，于1948年夏从海外回到战乱中的祖国。1949年1月北平和平解放后，钱三强“当时的感觉，周围的一切似乎在一刹那之间都发生了变化。变化之大和突然，简直让非身临其境者无法确信”。3月的一天，他忽然接到通知，被邀请参加解放区的代表团去巴黎出席第一届世界保卫和平大会。中共中央在极其困难的情况下拨出5万美元，要他帮助订购有关原子能方面的仪器和资料。看到共产党的领导人在新中国尚未建立时就有这种发展科学事业的远见，钱三强“心如潮涌，眼前一片模糊”。
1955年1月15日，钱三强聆听了毛泽东在主持中央书记处扩大会议时开宗明义的讲话：“今天，我们这些人当小学生，就原子能有关问题，请你们来上一课。”8月，他加入中国共产党。第二年，在请求转正的报告中，他写道：“为了使得我国的科学从落后的状态快步地赶上我们的需要，我们必须要加强党的领导。”他在1990年撰文回顾走过的道路时，写道：“我们中国的原子核科学家，在这方面应该说一直是幸运的。国家最高层不但有果断的决策，实行决策的条件、措施也都在周总理的运筹之中……就这样，许多办不到的事情办成了，难以出现的奇迹出现了。”
1950年11月，钱三强出席了在波兰华沙举行的第二届世界保卫和平大会。时任中国科学院办公厅主任兼应用物理研究所所长的著名物理学家、中国现代物理学研究工作的创始人之一的严济慈也出席了这次大会。1927年，严济慈获得法国国家理学博士学位。1948年，他当选为中央研究院院士，同年当选为中国物理学会理事长、北平科学工协会理事长。虽然那时一门心思从事科学工作，但从1937年起，他陆续接触到的几位共产党员，都给他留下了很好的印象。严济慈从内心对共产党为劳动人民谋幸福的做法十分敬佩。
1948年9月下旬，严济慈在南京召开的中央研究院院士大会上，发言抨击时政，抵制当局威逼利诱科学家前往台湾的做法。随后，他毅然南下昆明，绕道香港，于1949年3月到达刚刚和平解放不久的北平，随后参加了包括全国政协第一届全体会议在内的一些政治活动。他感慨道：“我从此认识到科学家在新中国将是英雄大有用武之地。”10月1日，他参加了开国大典。他的夫人说那天他“高兴得跟孩子似的”。
1949年9月，中国科学院开始筹建。郭沫若请严济慈参与筹建。严济慈对郭沫若说：“一个科学家一旦离开实验室，他的科学生命也就从此结束了。”但“郭沫若院长教导我说：‘倘能使成百上千的人进入实验室，岂非更大的好事!’”严济慈感受到郭沫若的情真意切，且言之有理，便接受了任务。
从华沙回来后，严济慈先后参加了土改工作团和抗美援朝赴朝慰问团，后来又在东北感受到了广大职工为恢复厂矿生产展现的苦干精神……这一切都使他看到了新中国的光明前途。1955年，他当选为中国科学院学部委员(后改称院士)，后任技术科学部主任。1958年6月8日，为尽快培养科技人才，中国科学技术大学筹备委员会成立，严济慈任筹备委员会委员。同年9月，中国科学技术大学创立，郭沫若任校长，严济慈兼任中国科学技术大学教授。1961年，严济慈与华罗庚一起出任中国科大副校长。严济慈负责领导全校的教学工作以及4个系和3个教研室、处。同年，严济慈出任中国科大校务委员会副主任，主持校务工作。
1979年，严济慈申请入党，并于1980年1月加入中国共产党。尽管在此前他并不是党员，但他热爱党、相信党。在入党志愿书中，回顾对党的认识时，他写道：“经过历次政治运动，我逐渐认识到党的大公无私，坚决拥护党的领导。在1957年‘外行不能领导内行’的风声里，我在《人民日报》上发表文章。文章一开头就说：‘党能领导科学，而且党不能不领导科学，因为在新中国科学不再是可有可无的东西。’”
1979年，时任中国科学技术大学研究生院院长的严济慈，与美籍华人、著名物理学家李政道教授合作组织中美联合招考赴美物理研究生项目，担任招考委员会主席，在国内招考与物理相关专业的大学毕业生赴美攻读博士学位，为国家培养人才开辟新的渠道。他在自述中说：“我要在党的领导下，在同事们的帮助下，努力去做一个不自满自足地闭门幽居以科学术士自居的人。”
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