舊中國，一對赴美留學的年輕夫婦，雙雙學成後準備回國，用自己的所學報效祖國，改變中國的落後麵貌。這時，他們的孩子快誕生了，本來想把他生在中國，結果他卻降生在了異國的土地上，這是否兆示了他的一生將要贏得出人預料的殊榮？
1．家教淵源
丁肇中的祖籍是山東省日照市。這裏麵臨黃海，土地肥沃，人民勤勞勇敢，善於耕作漁獵，是個魚米之鄉。丁肇中的祖上可謂耕讀世家，多少代以來，種地讀書，他們過著平靜的日子。
19世紀末20世紀初，清朝政府的腐敗統治，軍閥連年混戰，使老百姓生活在水深火熱之中。日照市的人民由於連年兵荒馬亂，饑餓災荒，生活陷入了困境。丁肇中的祖父丁惟汾，是一位憂國憂民的知識分子，為了吸取日本明治維新的經驗，於1901年東渡日本，學習日本政治改革的經驗，尋找一條如何走上富強的道路。在日本，他參加了孫中山領導的同盟會，被推舉為山東的主盟人。後來，他回國參加反清運動，在北京同竊國大盜袁世凱展開了鬥爭。袁世凱為了分化革命隊伍，拉攏丁惟汾，讓其為他的反動統治賣力。丁惟汾不為所用，表示“此頭可斷，此誌不可奪”，斥責了袁世凱。為了同袁決裂，也為了不被袁迫害，他毅然離開北京，回到山東老家，和老伴一起過起種田的日子。後來全國抗袁鬥爭蓬勃發展起來了，成立了抗袁籌委會，丁惟汾秘密到了上海，參加十七省國會議員聚會，共同討伐袁世凱。他領了任務回到山東後，又奔走呼號，團結有識之士，共同進行討伐賣國賊袁世凱的大計。丁惟汾追隨孫中山先生的愛國主義行動，反映了那個時期的知識分子憂國憂民、改造中國的遠大誌向。丁惟汾到了晚年，棄政從文，潛心研究古漢語，著了《毛詩音韻律》《爾雅積名》等著作，為研究中國文化做出了一定的貢獻。丁惟汾生下了一個孩子取名叫丁觀海。
丁肇中的外祖父王以成，和丁惟汾是好朋友，年輕時也留學日本，經丁惟汾介紹，他加入了同盟會，參加到反對清朝腐敗統治的行列中來。王以成在日本學的是土木工程專業，學成回國以後任津浦鐵路的工程師。當時，國家貧困，民族落後，報國無門，他決定放棄他原來的科學救國的打算，放下所學的土木建築專業，開始寫文章，教育啟發廣大民眾。1909年，他前往北平到《國風日報》當編輯。報紙辦得很有特色，得到了廣大民眾的喜愛，發行量日益擴大，影響也越來越大。清政府害怕報紙宣傳的革命道理被廣大群眾所接受，從而引發人民更大的反抗情緒，下令封閉了報館。
1911年，全國各地掀起了反清的革命風暴，武昌起義和廣州起義相繼發生，王以成積極參加這一鬥爭，奔赴天津、濟南、青島等地，聯絡各地革命青年，組成了一支武裝隊伍。他帶領這支隊伍，輾轉山東各地，與敵人展開了一次又一次的鬥爭，在一次戰鬥中，終因寡不敵眾，彈盡糧絕，不幸被捕。敵人對他進行殘酷的折磨，用盡了酷刑，他始終堅貞不屈，最後，敵人看他拒不投降，惱羞成怒，把他殘忍殺害。王以成英勇就義了，但他的精神感召了更多的青年參加到革命隊伍中去，革命隊伍越來越發展壯大，清朝政府的統治越來越風雨飄搖。
王以成犧牲以後，王夫人陷入極度悲痛之中，這時她懷有身孕，她忍著悲憤要把孩子撫養成人，為丈夫報仇雪恨。後來她生下一個女孩子，起名叫王雋英。母女二人相依為命。由於生活極度貧困，加上王夫人的精神長期受到摧殘，不久，王夫人也去世了。
丁惟汾深為王以成的壯誌所感動，就把王以成的孩子收為義女，進行撫養，長大以後繼承其父遺誌，為國效力。
丁觀海和王雋英從小青梅竹馬，兩人一起生活，一起讀書，度過了少年時光，進入青年時期後，兩人受父母的影響，決心走科學救國之路，用所學改變貧窮落後的舊中國，於是在兩人高中畢業以後，遠渡重洋去美國留學深造。