10月6日，《人民日报》发表由毛泽东亲自起草、以国防部长彭德怀名义发表的《告台湾同胞书》，其中说：“我们都是中国人，三十六计，和为上计……世界上只有一个中国，没有两个中国。这一点，也是你们同意的”，台湾问题应由国共两党“举行谈判，实行和平解决”，“美国人总是要走的，不走是不行的。”文告还宣示，从10月6日起，暂停炮击7天，“但以没有美国人护航为条件”。到10月13日，中国国防部命令对金门再停止炮击两周。炮击金门进入了停停打打的阶段，政治和外交斗争的意义进一步增强。
中国政府10月6日的《告台湾同胞书》在美蒋关系中引起了新的波折。双方的分歧表现在三方面：美国是否停止护航；是否从金门、马祖撤军；是否发表不以武力收回大陆的声明。
10月6日当天上午，蒋介石接见驻台美军司令斯姆特，以“最严厉与坚决的”态度表示，彭德怀的信只是为了“分裂美国与国民政府”，他不屑一顾，他要求美国继续护航。台湾当局“外交部长”黄少谷也在当天与美国“大使”庄莱德的谈话中转达了蒋介石的这一意思。斯姆特与庄莱德显然同情台湾当局的立场，建议美国在与国民党充分讨论以前不改变护航的做法。但美国政府不同意继续护航。代理国务卿赫特在当天给庄莱德的回电中毫不客气地说，既然中共停止炮轰，自然用不着美国再护航，这仅仅是合乎逻辑的决定，用不着把它解释为是对彭德怀的信的反应。国民党要继续护航是他们自己的事。如果美国应国民党的坚持要求而继续护航，那将“在美国国内舆论及世界舆论面前把美国置于很不利的地位”。赫特还指出，“我们必须不遗余力地来寻求和平解决的途径”。10月8日，美国政府不顾国民党的反对，宣布停止护航。[145]
10月7日，艾森豪威尔在给杜勒斯的一份备忘录中再次提到他先前两次（9月16日、10月2日）提过的建议：向蒋介石提供足够数量的两栖登陆力量（一次可以登陆1.5万到2万人），以便他保持在大陆发生内乱的情况下重回大陆的能力，以此换取他从沿海诸岛撤出全部或几乎全部军事力量。艾森豪威尔认为，现在台湾海峡地区的停火为实现这一设想提供了一个好机会，但“这一设想要非常巧妙地向蒋提出，最好是由他自己的人提出，比如叶公超大使。”[146]
美国国务院于次日举行会议讨论总统的指示。负责政策设计室的助理国务卿史密斯（Gerald C.Smith）赞同总统的主张，认为如果让国民党继续占领这些岛屿，中共就仍有机会来加深自由世界在对华政策方面的裂隙，与其这样，不如让国民党从这些岛屿撤退，让中共占领。实际上，如果国民党失去这些岛屿，就会加强“两个中国”的观念，而中共最讨厌这种观念，他们宁愿把这些岛屿留在国民党手中。杜勒斯对此表示异议，认为就这样让中共占领这些岛屿是“不实际的”。负责东亚事务的助理国务卿饶伯森则称，“绥靖是毫无用处的”，中共是要美国完全撤离台湾地区，是要让国民党垮台，这将引起灾难性的后果。因此这里的问题不仅是几个岛屿的问题[147]。国务院内部意见并不一致。
美国国务院、国防部、中央情报局于10日举行联席会议研究这一问题。会议讨论了种种可能的选择，各自的利弊，最后得到一个共识：只要政治上行得通，减少国民党在沿海岛屿驻军的三分之二从军事上是可取的。原因是：第一、这些岛屿“只是前哨阵地，而不能让它们成为成败取决于此的奠边府”；第二、这种做法将能争取世界舆论，使人们相信驻扎在岛上的部队只是用于抵御大陆的进攻用的。但在要求蒋介石撤军的同时，美国必须给予补偿，包括保证部队的安全撤离，使陆军和部分空军部队装备更现代化，增强蒋的运输与两栖登陆力量，使他的部队更具有机动性，或许还可以增加对他的经济援助。[148]
10月13日，中国国防部命令停止金门炮击延长两周。正是当天，美国国防部长麦肯罗依（Neil H.McElroy）在台湾与蒋介石讨论国民党军队的有效部署问题，但毫无结果。蒋介石左右了整个谈话，他婉转批评美国在远东没有战略和政策，希望杜勒斯访台与他讨论美国的新政策，明显表示了对麦肯罗依的不信任。[149]10月14日，蒋介石在接见澳大利亚记者时再次断然表示：“不撤退，不姑息，准备随时以更坚强的反击对付武力的攻击”，表示他防守沿海岛屿的决心[150]。
应蒋介石之邀，杜勒斯于10月21日飞抵台北访问。10月20日，在杜勒斯赴台途中抵达阿拉斯加时，中国有意恢复了对金门、马祖的炮击，两小时内共发炮1.1万多发，这一行动加剧了杜勒斯使命的困难，有助于国民党继续在沿海诸岛驻军，以阻止“两个中国”图谋的实现。
杜勒斯于10月21日至23日与蒋介石、“副总统”陈诚、“总统府”秘书长张群，饶伯森与台湾“外交部长”黄少谷、驻美“大使”叶公超举行了多次会谈。22日，杜勒斯在一份书面文件中向蒋介石提出五点要求：表示停火的意愿；再次承诺不以武力打回大陆；避免空袭和飞临大陆；不以沿海诸岛来封锁厦门和福州，不以这些岛屿作为进攻大陆的跳板；沿海诸岛驻军的数量和性质将从军事角度进行重新调整，以便使其具有更大的机动性。杜勒斯解释说，现在自由世界的公众舆论对蒋介石不利，人们担心其政策将挑起冲突，这可能使美国甚至整个世界都卷入战争。现在世界上几个分裂的国家，如朝鲜、越南、德国都实现了停火，只有中国没有。国民党应当清楚地表明愿意停火，这样破坏和平的指控将不会落在国民党身上，而会指向共产党，从而改善国民党的国际形象。蒋介石既不同意保证不用武力“光复大陆”，也不同意从金门、马祖撤军，与美国的立场相去甚远。次日，黄少谷就杜勒斯的书面文件对庄莱德作出了强硬反应，声称：“杜勒斯的建议几乎是动摇中华民国的基础。这等于让本政府自愿承认接受‘两个中国’的概念”，这是不可能的。他接着说，国民党任何满足现状的表示“都将是自杀性的”，如果要国民党在得到国民的支持的和得到某些外国政府的支持之间进行选择，那么它宁可选择前者，尽管这种结果是痛苦的。[151]
话虽如此，国民党在台湾的统治毕竟不能没有美国的支持。蒋介石在23日的会谈中一方面继续表示对美国的“完全忠诚”，一方面要求美国在作出决定之前“考虑”国民党的意见。在美国作出决定之后，他将与美国一致行动，而不固执己见。蒋介石既然仰仗美国的扶植，也只能作这样的表态。他表示可以减少在金门、马祖的驻军，但不能在中共的火力下撤退驻军。他一再强调保卫金门对防守台湾的重要性，并称，要是金门丢了，那么台湾连五个月也守不住。经过一再讨价还价，双方于23日达成联合公报。公报中两项最主要的内容是：应蒋介石的坚持要求写上了“双方认为在当前情况下，金门、马祖与台湾、澎湖在防卫上有密切的关连”；同样应蒋介石的坚持要求，美国原来提出的“中华民国不发动战争在大陆重建主权及中华民国不作为攻击大陆的武装基地，他的基地早已在大陆及中国人民的内心”没有写入公报，公报的措词改为：“中华民国政府认为恢复大陆人民之自由乃其神圣使命，并相信此一使命之基础，建立在中国人民之人心，而达成此一使命之主要途径，为实行孙中山先生之三民主义，而非凭藉武力。”[152]
这个公报是自1954年12月美国与台湾当局《共同防御条约》签订以来指导美台关系的又一重要文件。长期以来，美国为实现其使台湾与大陆分离永久化的政策，一直在要求蒋介石放弃“反攻大陆”的幻想，而蒋介石把这一主张当作他赖以生存、赖以动员和维持国民党及其军队的士气的精神支柱，一直不肯松口。现在美国已经实际上得到了想要的东西。因此美国对这一公报是很满意的。艾森豪威尔认为“蒋放弃武力进攻是既符合他的利益也符合我们的利益的”。24日，艾森豪威尔即致电蒋介石，对杜勒斯访问的结果表示“完全满意”，对公报表示“完全赞同”，并称蒋介石放弃使用武力的决定“将在整个自由世界受到欢迎”。[153]
蒋介石接受这一提法本来是十分勉强的，公报发表后，台湾方面即极力淡化“不凭藉武力”这一承诺。叶公超利用不同场合进行“澄清”。10月27日，他在由台北返回美国任所前发表谈话，指出“联合公报的基础是强调‘政治基础’在光复大陆中的重要性，而非强调‘不使用武力’。”28日抵华盛顿时，他又迫不及待地在机场接见记者，表示“虽然国民党在‘原则上’放弃使用武力收复中国大陆，但是，他们并没有放弃支持和帮助谋求推翻北平政府的反共运动的权利。……也决不会放弃使用武力进行自卫。”10月31日，“副总统”兼“行政院长”陈诚又在一个场合宣称：“谈论我们将不进行反击，那是骗人的”，他预测中共“将采取某种新行动”，而“他们采取下一个行动之日，大概就是我们进行反击之时”，“回到中国大陆仍然是政府的‘首要使命和目标’。”[154]
10月25日，在杜勒斯回到华盛顿的第二天，中国政府发表了《再告台湾同胞书》。文告要台湾当局划清内战与外侮的界线，一致对外，并称“一切爱国者都有出路，不要怕什么帝国主义者。化敌为友，此其时矣！”文告宣布，逢双日不打金门的飞机场、料罗湾的码头、海滩和船只（即所谓“四不打”），使大小金门等岛屿得到充分供应，以利长期固守。10月31日，中央军委又决定：今后逢双日对任何目标一律不打炮……逢单日可略为打一点炮，炮弹一般不超过200发。对于这种双日不打单日打、事先向对方进行通告的做法，美国方面感到困惑不解。艾森豪威尔怀疑：“我奇怪我们是不是在进行一场滑稽歌剧式的战争”。[155]
杜勒斯访台以后，美国与台湾当局继续就国民党军队从金门、马祖撤军进行谈判，并于11月17日达成协议：（1）在金门列岛至少增加12门240毫米榴炮，12门150毫米火炮。在马祖列岛有必要增加4门240毫米榴炮，一营155毫米火炮，并加强驻金门的装甲部队；（2）金门部队减少一个步兵师及预备役师，总数不少于15000人，于1959年6月30日完成。[156]
第二次台湾海峡危机是3年前那次危机的继续与发展，但规模、影响和意义远超过第一次台湾海峡危机。中国领导人在台湾问题上完成了从局部军事斗争向全面政治、军事、心理斗争的转变，即把金门、马祖等留在台湾当局手中，作为连接大陆与台湾的纽带，以此反对美国使台湾与大陆的分离永久化的企图。这一政策使美国与台湾当局矛盾进一步激化，公开化，大陆与台湾“互相配合”，共同维护了“一个中国”的局面。经过这次危机，美国与台湾当局之间也进一步调整了关系。第一次台湾海峡危机产生了美台《共同防御条约》，第二次台海危机产生了美台联合公报。美国与台湾当局关系在这两个文件的基础上确定下来。中美大使级会谈在危机期间得到恢复，使两国在互相敌对的情况下保持了一个接触的渠道。
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