全面抗战进入战略相持阶段后，日本帝国主义和国民党顽固派对陕甘宁边区实行包围封锁，“不准一斤棉花、一粒粮食、一尺布”进入边区，边区连一张普通的纸都是“最奢侈的东西”。当时，大至钢铁、棉花、纱布，小至火柴、肥皂，几乎全部依赖输入。在此绝境下，中央确定了“发展经济、保障供给”的方针。科技工作者和广大军民，在“没有枪、没有炮”的困境中走出了一条自主创新的科技发展之路。
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自力更生
军事工业的突破最为典型。为稳定供给军队作战所需武器装备，各根据地克服设备条件落后、生产原料紧缺等诸多难题，根据地军工生产以早期修械所、枪械修理机构为起点，经过持续扩建升级，逐步发展形成一批具备一定生产规模的兵工厂。1939年4月底，陕甘宁边区机器厂枪械修造部迁至安塞县郝家岔村。技师刘贵福在极其简陋的条件下设计制造出边区第一支制式步枪。1939年5月1日，这支步枪在延安第一届工业展览会上获甲等产品奖，毛泽东异常兴奋：“我们自己也能造枪了！这个枪使用方便……”因未及命名，人们称其为“无名式马步枪”(如图）。1940年8月1日，这款枪改进后被正式命名为“八一式马步枪”，到1945年，共生产了8700多支。1940年，晋察冀边区兵工厂创新“缸塔法”土法工艺，自主炼制硫酸，继而加工出硝酸、乙醚、硝化棉，试制成功首批无烟火药。弹壳生产缺少工业铜料，技术人员回收含锌铜钱作为原材料，在1943年秋实现子弹全流程自主制造。
化工领域的自力更生同样可歌可泣。延安自然科学院师生为了满足军工生产急需的炸药，自力更生制造硝酸、硫酸、盐酸。在没有机器的情况下，化学专家钱志道与机械专家沈鸿合作，设计制造急需的机器，安装在简陋的木棚里作为试验工厂，自制出三酸，研制出黄色炸药。沈鸿以“抗日需要什么，就设计、制造什么”为理念，因陋就简，先后设计制造了各种机器，配备了许多工厂。
造纸技术的突破更是边区自力更生的生动写照。美国记者海伦·斯诺1937年春夏之际到延安采访，她在《续西行漫记》中惊叹：“哪怕一张最普通的纸都是最奢侈的东西。”当时，边区机关干部和学校工作人员每人每月仅配给5张纸，用纸最紧张时，有些单位用桦树皮记笔记、出墙报，甚至连医生开处方也用桦树皮。1939年，到延安自然科学院工作的青年化学家华寿俊被安排到造纸厂进行技术攻关。华寿俊和其他科技工作者最初尝试多种材料都失败，经过不懈努力，发现马兰草是最理想的造纸原料，实现了重大发明突破。这项发明极大地缓解了边区纸张短缺难题。
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集聚人才
延安时期，为从根本上破解人才匮乏的问题，毛泽东提出要“大批吸收知识分子”。陈云提出“抢夺知识分子”的口号。《解放》周刊、《解放日报》等发表大量社论，提出欢迎科技人才来抗日根据地共同进行文化建设与抗战建国工作。一大批科技人才冲破重重封锁，不远千里奔赴延安。诗人何其芳记录了1938年初的见闻，“延安的城门成天开着，成天有从各个方向走来的青年，背着行李，燃烧着希望，走进这城门”。
被称为“延安第一位红色科学家”的高士其是著名细菌学家，在一次科学实验中被细菌感染致残，但他坚定地说：“我一天爬几丈路，也要爬到延安去。”经过3个多月跋涉，高士其于1937年11月到达延安。陈康白是在德国哥廷根大学工作的化学博士，受老师徐特立影响，放弃国外优越的工作和生活条件，带着大量专业书籍和实验器材，从德国直奔延安，他是第一个来延安的理工科博士。刚到延安，陈康白便与高士其等发起成立了延安第一个科学技术团体——“边区国防科学社”。据统计，截至1940年，先后来到延安的著名科学家有沈鸿、钱志道、赵一峰、屈伯传、徐驰、聂春荣、吴衡、武可久等人。
在自主培养人才方面，中国共产党将干部教育作为基本途径，先后创办了延安自然科学院、中国医科大学、边区农业学校、工业学校、职业学校、白求恩护士学校等。延安自然科学院由毛泽东题写校名，李富春、徐特立、李强先后担任院长。1940年9月1日，自然科学院在50余个窑洞、30余间平房的条件下正式开学。学院设物理、化学、生物、地矿4个系。在延安办学近6年，共有500多名毕业生。各类学校坚持边学习边实践，地质系组织学员对陕北煤层进行地质勘探，生物系每年到野外考察收集标本，中国医科大学安排学员到附属医院给群众医伤治病。正是这种求贤若渴的人才政策和充分信任的使用机制，使延安成为“红色科技人才高地”。刘亚亚