正当中美双方通过传递信息逐步走向高层接触时，一九七○年三月发生了美国支持柬埔寨朗诺集团发动政变，推翻西哈努克亲王领导的王国政府，美国军队也借机入侵柬埔寨的事件。在这种情况下，中共中央决定推迟中美关系的进程。
中国政府于五月四日发表谴责美军入侵柬埔寨的声明，并连续两次推迟中美华沙会谈。
五月二十日，毛泽东发表《全世界人民团结起来，打败美国侵略者及其一切走狗》的声明。首都北京及全国各地军民举行集会，进行拥护毛泽东的“五·二O声明”、支持印度支那人民抗美救国的大游行。
中国政府的这种举动是告诫美国政府，中国不会拿原则做交易。中国政府不会因为与美国接近而牺牲一贯坚持的反对霸权主义原则。这种敢于伸张正义、敢于蔑视强权的举动赢得了全世界许多发展中国家的钦佩和赞誉。
刚刚升温的中美关系又降至冰点。
一条船在一条直线上沿着一个方向前行，掌舵人好掌握；一条船如果进入曲折的弯道，船舵就不好掌握。此时的中美关系进程正是陡然进入到了曲折的弯道，对中美两国领导人的智慧都是一个考验。
尼克松一看中国这个架势，很是紧张。他担心中国会出兵抗美援柬，中美关系再度恶化。
对周恩来来说，美国的这一手也使他感到不小的压力。因为虽然从美国面临的国际国内压力可以判断美国主动向中国发出改善关系的信号应该是出于真心诚意，但是也不能完全排除其中有诈。
但是，毛泽东、周恩来在斗争的分寸和火候的把握上，还是留有余地的。中国方面也就是口头上严厉谴责，并没有采取实质性的行动。
这一点，精明的基辛格看出来了。当尼克松懊恼地说“完了，完了”时，基辛格对他说：中国方面都是些骂人的话，真正的实质性的行动没有，也没有一句话暗示中国准备出兵。
中美接触在沉寂了一段时间后，双方又开始了新一轮试探。
六月，尼克松政府决定把美国军队撤出柬埔寨。
尼克松要美国驻法国大使去接触中国驻法国大使馆官员，传达美国方面的意图：华沙这个论坛太公开，也太拘谨，美方希望另外打开一条保密通讯的渠道。
此时，尼克松和基辛格都感觉到华沙会谈容易受到美国国务院的干扰，而且每次都是互念经过批准的稿子，既耽误时间，又不解决问题。尼克松决定另辟渠道，同我国领导人对话。
七月，尼克松在接受美国广播公司评论员史密斯的采访时向中国发出了一个更为引人注目的信号。他赞成在外交上承认新中国。史密斯问：“在俄国同中国闹翻的时候，我们为什么不同中国建立正常的外交关系而从这种局势中获得情报方面和外交上的最大好处呢？”尼克松坦率地回答：“是的，我们应当这样做。”
中国方面在美军撤出了柬埔寨和尼克松再次发出愿意打破中美关系僵局的信号后，也作了一系列的动作，作了善意的回应。
七月，中国方面释放了一九五八年被捕的美国间谍詹姆士·华理柱。
十月一日，在周恩来的安排下，中国以另一种方式向美国发出了信号：这一天，周恩来请正在中国访问的美国记者埃德加·斯诺夫妇登上天安门城楼，站在毛泽东身边，检阅国庆游行队伍。
遗憾的是，周恩来向美国发出的含蓄而饶有深义的信号竟被尼克松和他精于分析的顾问基辛格忽略了。事后，基辛格在回忆录中写道：毛泽东和周恩来“不幸对我们敏锐地观察事物的能力估计过高。他们传过来的信息是那么拐弯抹角，以致我们这些粗心大意的西方人完全不了解其中的真意。十月一日，中国国庆节那一天，周恩来把美国作家埃德加·斯诺和他的妻子领到天安门城楼上站在毛泽东旁边检阅一年一度的国庆节游行，而且照了相，这是史无前例的……我们在关键时刻理解不到他的真意。”
十月，尼克松又频频向中国发出更为明确具体的信号。
月初，尼克松在会见美国《时代》周刊杂志记者时称：“如果说我在死以前有什么事想做的话，那就是到中国去。如果我去不了，我要我的孩子们去。”
下旬，尼克松利用会见巴基斯坦总统叶海亚和罗马尼亚总统齐奥塞斯库的机会，托两位总统向周恩来转达他希望中美进行高级接触的“口信”：他准备派出高级官员甚至是基辛格在第三国与中国高级官员对话，希望中国领导人了解美国是要同中国走向和好的。
尼克松还在欢迎罗马尼亚总统齐奥塞斯库的宴会上，第一次有意地使用了“中华人民共和国”的名称。这是破天荒的，以前美国领导人都叫“共产党中国”。
周恩来眼观六路，耳听八方，密切注视着尼克松的一举一动。他注意到，尼克松尽管一再表示愿意同中方进行高级会晤，但对中方表明的解决中美关系的关键问题——台湾问题仍避而不谈。
十一月五日，周恩来会见美国记者埃德加·斯诺，明确提出：“中美谈判从一九五五年开始到现在，没有解决什么问题。为要解决问题，现在就要谈台湾问题，就是美国武装侵略和占领了台湾及台湾海峡。其他问题都是次要的。”
周恩来还指出：关于台湾问题，我们谈判的态度和方针不会变，应该改变的是美国政府。我们的大门是敞开的。
几天后，巴基斯坦总统叶海亚来中国访问，并向周恩来转达了尼克松关于准备派他的高级助手在任何时候任何地点同中国相应代表对话的“口信”。
十一月十四日，周恩来在人民大会堂福建厅会见叶海亚，对尼克松捎来的口信作了答复。周恩来说：“因为尼克松通过阁下转告的是口信，我们也应该通过阁下口头回答尼克松总统。阁下清楚，台湾是中国不可分割的领土，解放台湾是中国内政，不容外人干预。美国武装力量占领中国台湾和台湾海峡，是中美关系紧张的关键问题，中国政府一直愿意以谈判来解决这个问题。但是谈了十五年还没有结果。现在尼克松总统表示要同中国和好。如果尼克松真有解决上述关键问题（指台湾问题）的愿望和办法，中国政府欢迎美国总统派特使来北京商谈。时机可通过巴基斯坦总统商定。这就是我们的口信。”
周恩来还特别点明：这条口信是得到毛泽东批准的。
十一月二十一日，周恩来在接见罗马尼亚部长会议副主席勒杜列斯库时，对勒受齐奥塞斯库委托转达的尼克松口信作了同样的答复。周恩来还补充说：“不仅是特使，尼克松自己来也可以。他可以到布加勒斯特、贝尔格莱德去，为什么不可以到北京来啊。”
不久，巴基斯坦方面和罗马尼亚方面先后把周恩来的口信转给了尼克松。尼克松很高兴。
十二月十八日，毛泽东在他的书房里接见老朋友埃德加·斯诺。谈到中美关系时，毛泽东以他那特有的语言风格轻松地表示：尼克松早就说要派代表来，他对那个华沙会谈不感兴趣，要当面谈。如果尼克松愿意来，我愿意和他谈。谈得成也行，谈不成也行；吵架也行，不吵架也行；当作旅行者来也行，当作总统来谈也行。总而言之，都行。
一个星期之后，《人民日报》头版以显著位置发表了毛泽东与斯诺夫妇在天安门城楼上观礼的照片，又一次含蓄地向美方发出了信号。
正当尼克松在小心翼翼地试探通向中国的道路之时，根据毛泽东的决策，周恩来精心导演了一幕震动世界的“小球转动大球”的“乒乓外交”，在中美关系的沉重车轮上巧妙而有力地推了一把。
一九七一年三月末四月初，第三十一届世界乒乓球锦标赛在日本举行。周恩来是积极主张中国派代表团去参加的。但是，当中国乒乓球队做好了各项参赛准备等着赴日参加比赛时，有关方面对于中国是否派代表团去参加比赛存在意见分歧。
而且，不赞成派代表团去的意见还占多数。理由是得知国外有几股敌对势力想破坏中国队的参赛，去了危险性很大。
三月十四日，周恩来召集外交部、国家体委等部门负责人开会，坚决主张我国代表团应当去。他说：“不去怎么能行？我们怎么能不守信用呢？”在耐心说服不同意去的一方后，周恩来给毛泽东写报告，提出：此次出国比赛，已成为一次严重的国际斗争，我方提出“友谊第一，比赛第二”，即使输了也不要紧，反正在政治上占了上风。毛泽东在周恩来的报告上批示：“照办。我队应去，并准备死几个人。不死更好。要一不怕苦，二不怕死。”
后来的事实证明，毛泽东、周恩来的决策是非常英明的。
三月二十八日，中国乒乓球队如期赴日参赛。在比赛过程中，中国运动员同美国运动员进行了友好的接触，参赛的美国队向中方提出了访华的要求。
答应不答应美国队的访华要求，这又是对中国领导人政治智慧的考验。按外交惯例，在两个国家没有外交关系且还没有消除敌对状态的情况下，是不会接受这样的请求的，更何况当时中国还有极左思潮。
四月三日，外交部、国家体委就美国乒乓球队要求访华的事写报告给周恩来。报告认为，目前时机还不成熟，暂不邀请美国乒乓球队访华。周恩来开始表示同意，并把报告送毛泽东。毛泽东最初也同意了。但是，到最后的一刻，毛泽东、周恩来最终还是作出了邀请美国队来华的决定。
当时任外交部副部长的乔冠华回忆说：“总理开始第一个思想是‘拟同意’外交部和国家体委暂不邀请美国乒乓球队访华的提议，后来想想又不大对头，还是可以同意他们来，下了决心以后，又去请示主席。主席点了头。结果电报来往来不赢了，马上打电话过去。”“那次总理批评我们，说我们外交部是按规矩办事，老一套，根本看不到当前情况的变化。体委不能怪它，它不懂外交，外交部就没有掌握这个大局。”
中国邀请美国乒乓球队访华的消息一传到名古屋，立刻在全世界引起轰动。日本各大媒体都在头版显要位置刊登这一消息和评论。
周恩来兴奋地告诉毛泽东：“电话传过去后，名古屋盛传这一震动世界的消息，超过三十一届国际比赛的消息。”
消息传到美国，尼克松又惊又喜。他后来回忆说：
“这个消息使我又惊又喜。我从未料到对华的主动行动会以乒乓球队访问的形式得到实现。我们立即批准接受了邀请。中方作出的反应是发给几名西方记者签证以采访球队的访问。”“四月十四日，我宣布结束已存在二十年的对我们两国间贸易的禁令。我还下令采取一系列新的步骤，放宽对中华人民共和国的货币和航运管制。”
就在尼克松宣布解除对中国的贸易禁令的同一天，周恩来在人民大会堂亲切接见了美国乒乓球队全体成员。
周恩来意味深长地对代表团团长斯廷霍说：“过去有很多美国朋友来过中国，以后还会有不少朋友来。”“你们这次来访，打开了两国人民友好往来的大门，我们相信中美两国人民的友好往来会得到两国大多数人民的赞成和支持。”
周恩来的话弦外有音，既是讲给美国人民听的，也是讲给美国政府听的。
科恩问：“我有一个问题，我想问一问，总理对目前美国青年中流行很广泛的‘嬉皮士’运动有什么评论？有什么看法？我很想了解这些。”
周恩来说：“第一，我对这个运动不很清楚。第二，如果要问的话，我只能说一点我粗浅的、表面的观察。现在世界青年对现状有点不满，想寻求真理。青年思想波动时会表现为各种形式。但各种表现形式不一定都是成熟的或固定的。因为寻求真理总要通过各种实践来证明对还是不对。这在青年时代是许可的。”“我们赞成任何青年都有这种探讨的要求，这是好事。要通过自己的实践认识。但是有一点，总要找到大多数人的共同性，这就可以使人类的大多数得到发展，得到进步，得到幸福。”
周恩来的回答，科恩非常满意。整个接见过程中，周恩来那潇洒的外交风度和谈话艺术，使在场包括有“嬉皮士”气的科恩在内的每一个美国队员无不感到由衷的敬佩，并且对周恩来这样的中国领导人产生了极大的好感。在他们的心里，中国这个曾经被西方认为是“神秘国土”的国度已不再是“神秘”和“可怕”了。
消息传到白宫，尼克松、基辛格都惊呆了。
事后，基辛格评论说：这整个事情是周恩来的代表作。跟中国人所有举动一样，它有许多层意义，描绘得光彩夺目的表面是最不重要的部分。对这些美国青年的邀请的最明显意义是：它象征着中国已承担了和美国改善关系的义务，而更深一层的意义是：它保证―比通过任何渠道发出的外交信息都更有分量―现在肯定将被邀请的使节，将来踏上的是友好国家的国土。由于这些选手不可能代表某一种政治倾向，这做法更加具有吸引力，这样中国就可以在根本不可能刺激美国评论界的情况下表明它的真意。周恩来也懂得怎样做才不会遭到拒绝。在中国内部，这有助于使党政干部适应方针上即将发生的革命性变化。
举世瞩目的“乒乓外交”，充分展示了周恩来外交艺术的智慧与才华。尼克松、基辛格同时感到他们面对的是一个外交巨擘。
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