袁隆平根据超高产育种的要求，又果断地从核质杂种研究中跳了出来，到更大的研究领域中去探索。用他自己的话来说：“只有采用新的育种材料和选用新的育种方法，才能在产量上有新的突破！”
袁隆平提出了他的新设想，根据唯物辩证法原理，任何事物都是一分为二的，有负必有正，如果将籼稻的细胞核导入进化程度较高的粳稻细胞质中，育成粳质籼核的核质杂种，就可能出现正效应。这种核质杂种，其后代既可能具有高产的杂交优势，又可能恢复正常育性，那时就不再需要年年制种了。
袁隆平对这一新的设想，通过育种实践，进行了一些有益的探索。但从一些试验材料中看到一些苗头，并没有产生出符合生产要求的组合。
不久以前，日本制定了一个水稻超高产育种计划，要求在15年内育出比现有品种增产50%的超高产品种。面对这一国际上的育种新动向和20世纪末把我国农业产值翻一番的任务，我们认为，我国杂交稻育种，在注意提高品质的同时，也须制定超高产育种研究计划。特别是杂交水稻，从产量育种看，具有很大的优越性，主要是杂种优势利用，能把形态改良同生理机能的提高密切而有效地结合起来，使生物学产量和经济系数都得到提高，既可增“源”，又可扩“库”，这就比一般的形态育种能产生更好的效果。袁隆平在这篇论文中，提出了选育超高产组合的4条途径，其重点是培育核质杂种。袁隆平认为，现在的籼型不育系也是一种核质杂种，是一种野生稻的胞质和栽培稻的胞核互作型的核质杂种，这种核质杂种表现出雄性不育和有卡颈等负效应。
这一情况使袁隆平陷入了深深的思考之中，为什么没有按照理论设想产生出正效应的核质杂种呢？如果产生这种核质杂种，其后代既可能具有高产的杂交优势，又可能恢复正常育性，那就不再需要年年制种了，这可是广大农民的迫切要求啊！
1985年，袁隆平从国际水稻研究所获悉，全世界面临“人口膨胀、耕地锐减、粮食紧缺”的严重危机。但当时我国许多人被国内一时出现的“卖粮难”现象所迷惑，忽略了水稻高产的问题。这时，袁隆平却写了《杂交水稻超高产育种探讨》一文。文中写道：我国是一个11亿人口的大国，粮食仍是我国十分严峻的问题。我国以占世界七分之一的耕地，养活占世界五分之一的人口，提高粮食产量仍然是摆在中国人民面前的首要任务。目前，杂交稻虽然已应用于生产，但还有广阔的发展前景，还蕴藏着巨大的增产潜力……
是核质杂种的设想不科学吗？袁隆平也无法轻易否定。这让他回想起了“三系”配套的实现。
但是，不管已经取得了怎样的成绩，袁隆平仍在不停地耕耘。20世纪80年代中期，面对世界性的饥荒，袁隆平再次萌发了一个惊人的设想，大胆地提出了杂交水稻超高产的育种课题，以解决更大范围的饥饿问题。
“三系”杂交稻进行“三系”配套的艰难历程，此时为他提供了取之不尽的精神财富。他想，自己当年对水稻“三系”的设想也是符合科学的，但把设想变为现实，却是那么的艰难！前6年培育的南广粘不育材料一直没有找到理想的保持系，无法实现“三系”配套。只有神奇的新材料“野败”被发现以后，才打开了突破口，而后只用了3年时间便实现了“三系”配套。这就充分证明，一个正确的认识往往需要经过由物质到精神、由精神到物质，即由实践到认识、由认识到实践这样多次的反复才能够完成。超高产核质杂种的产生，也必然要经历反复探索的过程。
1981年6月7日，《人民日报》头版头条以醒目的标题和照片，报道了这一消息，同时发表了社论《争当攀登科学技术高峰的勇士》。
1987年，袁隆平发表了具有里程碑意义的重要论文《杂交水稻育种的战略设想》，提出“三系法品种间杂种优势利用、两系法亚种间杂种优势利用和系法远缘杂种优势利用”这样三个战略发展阶段。这一年，国家科委将“两系法品种间和亚种间杂交稻选育”以及“水稻无融合生殖研究”列为国家“863”高科技课题。袁隆平担任“863-101-01”专题组组长，并亲自主持了水稻两系法亚种间杂种优势利用课题。袁隆平还牵头组建了两系法杂交水稻协作组，开展了全国性的协作攻关。袁隆平以一个科学家的胆识和丰富经验，几度调整研究方案，使得两系法杂交水稻研究得以顺利进行。
籼型杂交水稻的培育成功，是社会主义大协作的胜利。1964年，袁隆平同志首先开始杂交水稻的研究。1970年冬，袁隆平等同志历尽艰辛，发现了野生稻雄性不育株以后，同兄弟省市的十几个单位开展协作。他们不计个人名利，把来之不易的成果贡献给祖国的科学事业，为协作单位传授技术，提供材料。大家通力协作，经过短短的3年时间，在1973年各地就先后育成一批保持系和恢复系，实现了“三系”配套，为杂交水稻用于生产创造了条件。1974年开始试种，逐年扩大种植面积，到1980年已达到8000多万亩。……参加工作的科技人员数以千计。正是因为有这样的社会主义大协作，才赢得了科研工作的高速度，赢得了推广成果的高速度，赢得了农业科技工作为农业生产服务的高速度。这项重大发明的成功，体现了社会主义制度的优越性，表现了农业科技人员良好的学风和高尚的品德，显示了团结协作的伟大力量。今天的大会是建国以来第一次授予特等发明奖的大会。我国第一项特等发明奖授予农业方面的发明，这说明我国农业科学技术有雄厚的基础，作出了卓越的贡献，也说明农业科学技术大有可为。袁隆平在授奖大会上表示，要继续谦虚谨慎，戒骄戒躁，把荣誉当作动力，去攀登新的高峰。他说，杂交水稻虽然已成功地应用于生产，但它还有缺点，也还有很大潜力，需要继续努力去改进和完善，特别是在选育强优势的早稻、多抗性的晚稻，发掘更好的不育细胞质源，提高制种产量和基础理论研究方面要下更多的工夫，争取早出成果，发挥更大的增产作用。
1995年，袁隆平郑重宣布：两系法杂交水稻研究基本成功。
……
在袁隆平两系法杂交育种理论的指导下，两系法杂交高粱、两系法杂交油菜、两系法杂交棉花、两系法杂交小麦等一系列新品种相继研究成功。
方毅在大会上发表了长篇讲话。他说：籼型杂交水稻的培育成功，丰富了水稻遗传育种的理论和实践，在国际上遥遥领先，为中国争得了荣誉。美国、日本、印度、意大利、苏联等十几个国家的科学家，开展杂交水稻的研究已有十几年的历史，但都还处在实验阶段，而我们是走在前面了。
我国农作物育种出现了史无前例的辉煌局面。
国务院的贺电认为：籼型杂交水稻的育成和推广，有力地表明科学技术成果一旦运用于生产建设，能够产生多么大的经济效益。发展农业生产，一靠政策，二靠科学。殷切期望广大农业科技工作者再接再厉，继续奋进，为发展我国农业生产作出更大的贡献。在授奖大会上，袁隆平代表全体从事杂交水稻研究的科技人员领奖。
人们感慨地说，在杂交水稻处于迷茫或转折时期，袁隆平总能够提出正确的思路，令同行们茅塞顿开，眼前豁然开朗。这是为什么呢？袁隆平的秘书辛业芸对此解释说：
国家科委副主任武衡在会上宣读了国务院给全国籼型杂交水稻科研协作组的贺电，以及国家科委给国务院关于授予籼型杂交水稻特等发明奖的报告。
“这就是袁先生胆识过人之处。面对困难，袁先生毫不退缩，总是善于抓住关键，凭借丰富的实践经验，为突破困难，作出理论设计，再到实践中寻求答案。从理论到实践，再到理论，再回到实践，直至获得成功，这就是袁先生成功的秘诀。”
1981年6月6日，国家科委、国家农委在北京联合召开籼型杂交水稻特等发明奖授奖大会。
袁隆平在书房内挂有自己写的一首七绝：山外青山楼外楼，自然探秘永无休。
袁隆平在籼型杂交水稻特等发明奖授奖大会上
成功易使人陶醉，莫把百尺当尽头。这首诗表达了袁隆平探秘杂交水稻永无休止的决心。
有人说，袁先生那聪颖的大脑中，似乎潜藏着一座巨大的水稻宝藏，对这座宝藏的开采，似乎无尽无休。
1981年5月5日，国家科委发明评选委员会根据国务院颁发的《发明奖励条例》，对籼型杂交水稻这项重大发明进行了认真的评审。评选委员会一致认为，这项发明的学术价值、技术难度、经济效益和国际影响等四个方面都很突出。根据《发明奖励条例》第7条，报请国务院批准，决定授予全国籼型杂交水稻科研协作组袁隆平等人特等发明奖，发给奖状、奖章和奖金10万元。
袁隆平说：“人类本身便是大自然的杰作。人体共有1万多亿个细胞。这么多的细胞，不仅能够互相协调，而且每个细胞都有其特殊分工，从而使整个人体处于高度有序的状态。最神秘的要数我们人类的大脑，它使人们有喜怒哀乐，还能够思维，能够理解，能够想象，能够创新。人类是大自然生命的高级阶段，所以人类有义务把某些处于低级阶段的生命例如我们研究的对象——水稻，向高级阶段推进，再推进！”
早在20世纪60年代初，袁隆平面对国内的饥荒，萌发了“挑战饥饿”的宏愿，提出研制杂交水稻，提高单位面积产量，以战胜饥荒。自1974年“三系”杂交稻配套成功到20世纪80年代中期，湖南省累计推广杂交水稻1.4亿亩，增产粮食70亿公斤，折合人民币15亿元，其重大成就蜚声国内外。
是的，袁隆平是伟大的，不仅在于他的成就，更在于他的不断探索。那是永无止境的。无论有多艰难，只要坚定自己的意志，那样就能够做到前进，前进，再前进！