中西文化交流史上赫赫有名的陆上丝绸之路，起始于中国西部的敦煌，这里地处戈壁大漠的边缘，常常是黄沙蔽日，变化无常。尽管如此，城东南鸣沙山东麓的断崖上，却矗立着使中华民族自豪的、神奇壮丽的千佛洞。自19世纪末千佛洞的秘藏被发现以后，她吸引了不少西方“探险家”和汉学家，其中有人居心叵测，不择手段，奥地利人斯坦因便是盗窃敦煌文物的始作俑者。这个文物盗匪在骗取了看管千佛洞的王道士的信任后，以50美元的廉价，在四个助手协助下，对这些稀世之珍进行大肆掳掠，窃走了满满24箱的经卷，5箱绢帛及200多幅绘画，致使祖国的这座文物宝库蒙受巨大的劫难。然而并非所有的西方人都像斯坦因那样贪婪和不择手段，西方人中也有为中国抗战不远万里“雪中送炭”的，也有酷爱中国古代文明的高尚学者，李约瑟便是其中的杰出代表。他曾对一位中国友人说：“这个地方，除了剑桥之外，是世界上我最喜爱的地方。”后来他重游故地后又说：“整个旅行都是令人兴奋的，不用说我能再次到绿洲，再次看到这些旧时的美丽景致，心里有多么高兴。”
李约瑟是怎样与莫高窟结下这不解之缘的呢？
1943年8月，李约瑟及其合作馆同事赴大西北考察。来中国之前，他就深知大漠中的丝绸之路和敦煌莫高窟在中西文化交流中的非凡意义，更是发掘中国科技史资料的一个宝藏，这神奇而瑰丽之地曾无数次地进入他的梦乡。今天，他终于如愿以偿，像一个金矿发现者似的，怀着兴奋激动的心情向这块宝地进发。似乎是命运的安排，上帝的恩赐，李约瑟的这次敦煌之行，使他不但有幸考察和欣赏举世闻名的莫高窟壁画，而且还结识了后来成为挚友的中国青年画家吴作人，以及当年王道士的继承者叶喇嘛等。这个有着无比法力的诱人的圣地简直难以从他的记忆中抹去。李约瑟一行在离开酒泉前往敦煌的路上，遇到了一位年轻而英俊的中国画家，他就是上面所说的“巴黎来的中国画家”——吴作人。
比李约瑟小8岁的吴作人，原籍安徽泾县，早年就读于上海艺术大学，中央大学艺术系，后赴法国巴黎高等美术学校、比利时皇家美术学院深造。他于1935年回国后，先后在中央大学、北平艺术专科学校等校任教。1943年，吴作人不愿待在城里当大学教授，而从重庆赴大西北写生，以便更多地接触大自然，开拓艺术新路。他计划去敦煌和玉门油田写生，并要为行将在重庆举行的工矿展览会画一幅巨型的油画。李约瑟获知他的这一计划后，深感这项工作的重要，毫无疑问，它也是中英科学文化交流的一部分，认为自己有责任去帮助他。李约瑟觉得这位年轻人“很可爱”，两人似乎相见恨晚。无论是法语抑或汉语，语言的障碍在他们之间不复存在。在去敦煌的旅途上，两人便成了知己，简直无话不谈，西北高原的天空湛蓝湛蓝的，远处白雪皑皑的银色山峰一个紧挨着一个，高原上寒风凛冽，但中英两国学者的友谊及科学与艺术交融的暖流已将他们身上的寒意驱散。
在进入敦煌绿洲的边缘后，李约瑟他们乘坐的雪佛兰卡车不幸滑离公路，陷入流沙，经过一个多小时的努力也无济于事。暮色降临，他们干脆就地点起火来，煮可口的茶喝，开罐头食品，共进晚餐了。全体人员只得睡在没有卸货的卡车钢地板上。半夜时分，朦胧中的人们不断听到有骑队路过的嘈杂声。劳累了多时的人谁也未爬起来看个究竟。及至第二天清早，人们在晨曦中看到周围沙漠上留有多处痕迹，还有哈萨克骑士留下的痕迹。人们庆幸昨夜竟未发生不幸之事，一定是哈萨克骑士看到了汽车前悬挂的中英两国国旗，以为是军队在此过夜，未敢轻举妄动，为了纪念那一夜的困境，吴作人作了一首五律。诗中说：“旋沙惊战马，飞铁逐金尘”，相当生动地描写了那夜的情况。天亮以后，依靠几个当地农民的帮助，终于将卡车从沙中抬了出来，在当天上午10时到达敦煌城。
敦煌是一座美丽的城市，李约瑟在他的日记中写道：“敦煌是在到中国所见到的最美丽的城，像山丹，但是更繁荣。街道极清洁，牌楼宜人，水果甘美，真正新鲜的名产哈密瓜，其他的瓜果类油桃、梨、樱、柿和一种野林檎，看起来很大的樱桃。”据说敦煌原是族名，敦煌族最早称为吐火罗人。居住在南疆焉耆一带，以后逐渐遍布西域及葱岭以西，西北地区有地随族名的习惯，故那里便称“敦煌”。
在敦煌，李约瑟和秘书黄兴宗及吴作人一同拜访了敦煌县的陈县长，这位态度和蔼的长者，用俄国制造的糖块招待他们，并派来一个带枪的警察来保护他们。闻名世界的莫高窟，分布在一条干涸河床的变质沙砾物的河岸，在3千米的范围内，大约有492个洞窟，其中有300个左右画满了壁画。它们的规模从手提箱那么小到一座教堂那么大。在悬崖上有三座250米的佛像，洞窟的墙上覆盖着巨大的壁画，气势宏伟，其面积却以英亩来计算，壁画的时代从北魏至六朝，包括了唐宋盛世时期的大量内容。在洞窟之外，还有大量的唐代木制楼台。这是研究中国古代建筑史的第一手材料。
在这块中国古代佛教艺术的宝地，李约瑟完全陶醉了，被她迷住了。他们常常很早就起床，从沙漠边缘跨越干涸的河床，在晨曦的映照下尽情地欣赏自然景色，拍照、散步，在用糕点和水果充作早餐后，就去洞窟考察和写生。由于卡车发生故障，使李约瑟一行在敦煌呆了三周时间，借此机会仔细考察各时代具有代表性的壁画。他拍了100多张照片，并在笔记本上画了许多素描，作为日后科技史研究的素材；吴作人则临摹不少古代佛教艺术的代表性壁画，如饥似渴地从祖国文化遗产中汲取艺术养分，为今后创作作借鉴。在那些日子里，他们在汉代城堡前的淡水中洗涤衣服，在茫茫戈壁上宛如骑士般地骑马飞驰，或在千佛洞的悬崖顶部散步休闲、采集蘑菇煮羹汤……
有一次，李约瑟同吴作人从敦煌城出发，骑马去参观神奇的月牙泉，同行的有培黎学校的两名学生。月牙泉古称沙井，位于敦煌县城南7千米鸣沙山北麓。泉因形似月牙而得名，泉水萦回，深不可测，水草丛生，据传产铁背鱼、七星草，但不常见。月牙泉形成的这个内陆湖，是科学难以解释之谜。它尽管几百年来被巨大的流沙包围，但从来没有被无情的沙丘所吞没，这不能不认为是一个奇迹。《敦煌县志》上说的“四面沙龙，一泉澄澈，为飞沙所不到”，即是指此。李约瑟、吴作人等四人的这次旅行是难忘的，他们在大漠上骑马行进的珍贵镜头被拍了下来，后来编入了李约瑟夫妇合著的《中国科学》照片集中；无独有偶，40多年后，吴作人也将这珍贵照片收入《当代美术家》中的个人作品集中，作为他俩深厚友谊的纪念。
最使吴作人难忘的是，一次他在戈壁上患病得到李约瑟的无私的救治的经历。原来那次是吴作人的“香港脚”发生严重感染，不但发高烧而且脚部的淋巴结也因此发炎肿痛，他显然已无法工作，只得躺在床上休息。李约瑟闻讯后，马上亲自为他治疗，给他服了解热药、奎宁和磺胺等多种药物。得到了一般人在沙漠地区不可能享用的治疗条件。第二天，吴作人的病情大为好转，不但退了烧，而且淋巴结也消了肿，人也轻松多了。在茫茫的戈壁，威胁人类生命的有两大因素，除了风沙、野兽等自然因素外，就是疾病了。可以想象，吴作人要不是遇上像李约瑟这样携带各种药物的仁慈的科学家，他的处境是难以预料的。在吴作人生病的那天，李约瑟还同叶喇嘛、艾黎等人同往河床对面著名的王道士墓前焚香祭祀，三个人还默默祈祷，他们对保护和维修千佛洞的这位先贤表示由衷的敬仰，感谢他为子孙后代，也为李约瑟他们留下了无比丰富的文化宝藏。当然，在李约瑟这位虔诚的基督徒心中，也许还有一个心愿，就是请王道士保佑他的这位中国朋友早日康复。
1958年7月，李约瑟重访敦煌，他在《朝拜圣地，再到千佛洞》的诗中深情地写道：
15年前，也是个苦难的时代，
全世界在法西斯的狂疾下痛苦呻吟，
我有机缘首次来到这块宝地。
同来的有我的新西兰朋友，我最亲密的朋友，
两个甘肃的孩子，还有一位巴黎来的中国画家，
他戴着法式便帽、甘冒风沙峪岩来到这里。
我们乘着破旧汽车来这里流放了几个星期——真是千载难逢的好运气。
李约瑟一行离开敦煌返回兰州，12月9日，他在那里度过了43岁生日。生日宴会在兰州的一家饭店举行。秘书黄兴宗特地在那里预订了晚餐。李约瑟在他的生日宴会上高兴地穿了中国古铜色的长袍和黑马褂，并邀请了培黎学校校长张官廉一家以及吴作人、艾黎等一同欢宴。在兰州时，吴作人还为李约瑟画了一幅素描，画中的李约瑟神情自若，低头凝思，生动逼真地再现了这位英国科学家博大的胸怀和潇洒的动人风采。
这两位异国朋友的敦煌之行都取得了可喜的丰硕成果。李约瑟撰写了多篇关于敦煌壁画和千佛洞的论文与诗歌均发表在英国《自然》杂志上。他从唐代壁画上，发现了反映当时包括中国在内的东亚与西方广泛的文化交流的证明。另一方面，他认为唐代佛教对至关重要的印刷术的发明起了推动作用。李约瑟还将千佛洞与印度著名的印度教洞窟阿旗陀相比较，认为中国的云冈以它丰富的石刻彩塑，可与印度的埃洛拉相比，那么，千佛洞就可以比之于印度的阿旗陀，他无比热情地推崇千佛洞的佛教艺术。1945年12月，吴作人在重庆等地展出了他的艺术成果，在《吴作人画作回顾展》上，展出他近年旅边写生、莫高窟临壁画以及在战火中幸存的习作，艺术界、教育界的不少名人，如徐悲鸿、郭有守、陶行知及郑君里等先后在蜀渝两地报刊上撰文评述，反响热烈。
1947年，由李约瑟推荐，应英国文化委员会之邀，吴作人赴英国做学术访问。1981年9月，李约瑟乘访华之机到吴作人家作客。1982年，吴作人又赴剑桥同他这位患难之交共叙旧情。他俩从敦煌结缘的珍贵友情，像剑河与扬子江那样源远流长、绵绵不断……