第二次世界大戰期間，德、日、蘇、英、加等國都積極投入人力、物力資源，加緊研製原子彈。為什麼這些國家都沒有成功，惟有美國實現了突破，成為世界上第一個擁有原子彈的國家？這不僅在於美國擁有人力、物力、資源、科技優勢，也因為美國地處兩洋之間，本土不受戰爭的直接威脅，有保障原子彈研製過程的安全環境。在政治上，美國總統羅斯福對研製原子彈的戰略意義有足夠的認識，因而能下決心不惜投入。但從根本上說，是戰爭環境刺激了美國，使美國獲得了加緊研製原子彈的動力。原子彈問世，使人類從火器時代進入原子時代，從第三代戰爭進入第四代戰爭，戰爭樣式出現了質的變化，並對政治與戰略產生了前所未有的影響。
1945年7月16日清晨，美國新墨西哥州浩瀚無垠的阿拉默果爾大沙漠還在晨曦裡酣睡。在黃沙漫天的大沙漠中央，聳立著一座數十米高的大鋼塔，鋼塔上安放著一球狀鋼鐵物體。鋼塔周圍，成幅射狀排列著許多坦克、大炮、戰艦、飛機、卡車以及關著各種動物的大鐵籠，其排列方向、距離都各按規則。美國曆史上，也是人類歷史上最驚心動魄的一場武器試驗，即原子彈爆炸試驗，即將在這裡舉行。沙漠中巨大鋼塔上的球狀鋼鐵物體，是人類第一枚試驗用原子彈。而鋼塔周圍按規則排列的坦克、大炮、飛機、戰艦及動物，等等，都是試驗用品，用以檢測原子彈爆炸威力究竟有多大。
美國研製、試驗原子彈的歷史，應追溯到1939年8月。當時，從德國逃亡到美國的物理學家愛因斯坦，代表一大批逃亡到美國的歐洲科學家，給美國總統羅斯福寫了一長一短兩封信。長信用最通俗易懂的語言，詳細解釋了物理學方面的最新發現和鈾裂變原理。短信明確說明通過鈾裂變可以生產威力巨大的原子彈。誰率先掌握原子彈這種超級武器，誰就能迅速從根本上打破舊的力量平衡，奪取戰略優勢，掌握戰略主動權，決定世界大戰的進程和結局。愛因斯坦還在給羅斯福的信中具體分析了德國率先研製原子彈的可能性和嚴重後果，建議羅斯福政府立即抽調人力、物力，以便搶在德國之前研製成原子彈。
愛因斯坦是享譽世界的著名物理學家，因提出相對論，引發過人類物理學的一場革命。羅斯福對這位科學巨匠的建議不能置之不理，尤其還牽涉到魔王希特勒掌握原子彈的可怕前景。但研製原子彈是一項空前規模的浩大工程，一國政府很難下決心在和平時期，調用難以計數的人力、物力，長期投資於一項不一定能立即成功並帶來利益的未知工程。正猶豫不決時，總統科學顧問薩克斯用拿破崙當年拒絕富爾頓發明的火輪新技術而輸掉對英戰爭為例，說服了羅斯福。經羅斯福批准，美國政府下令成立鈾委員會，負責協調原子彈工程前期研究工作，歐洲第一流物理學家費米、康普頓、奧本海默等相繼被攬入美國的原子彈研製計劃。
大戰爆發後，美國政府根據各方面情報，斷定國際上正在展開一場搶先研製原子彈的激烈競爭。人口稀少的加拿大，在加緊開發鈾礦和生產重水；陷入苦鬥的英國，成立了以艾克斯為首的秘密理事會，建立了迴旋加速器，以“合金管局”這一代號掩蓋研製原子彈的秘密；蘇聯成立了代號為“第二試驗室”的核研究中心，並在全國進行大規模鈾礦資源調查，八個巨大的鈾礦加工廠已在西伯利亞投產；日本雖然工業實力有限，也以帝國航空技術研究所大樓為基地，開始原子彈研製計劃，並向德國求購氧化鈾，又在中國展開鈾礦資源調查；而在德國，原子研究計劃更加如火如荼、全面展開。在帝國研究委員會協調下，海森堡、哈特克、佈雷格等一批德國著名科學家和核物理學家相繼被延攬進德國的核計劃，新的試驗室接踵成立。為保證鈾供應，德國軍方奪佔了捷克斯洛伐克的天然瀝青鈾礦，沒收了比利時貯存的1200噸鈾礦石。德軍還強購挪威尤里坎工廠生產的重水。無論如何，美國在研製原子彈的國際競賽中不能落後，尤其不能允許德國先於美國造出原子武器。基於這種認識，美國的原子彈研製計劃獲得新的動力。不久，英國和加拿大核研究力量因其自身條件限制，併入美國核計劃，這使美國的原子彈研究項目因節省前期實驗時間而大大加快。
1942年6月，美國基本完成了核彈研製前期實驗階段。總統最高政策小組成員布希博士向羅斯福提交報告，說明研製原子彈的可行性，並建議儘快投入工廠化生產。羅斯福批准了布希報告。兩個月後，美國正式開始原子彈的工廠生產階段，規定其代號為“曼哈頓工程”，並由陸軍工程兵團調來格羅夫斯將軍全面負責協調。為儘快生產出原子彈，美國各大學、各實驗室，各有關生產廠家幾十萬人，加班加點，努力工作，相互協作。生產原子彈必需的電力和各種物資供應等，一律列入最高的AAA供應等級，最優先供應。國庫甚至破例借出1.4萬噸白銀供一家生產原子彈部件的電磁分離廠用作特殊導線材料。
由於全力以赴，協調生產，美國原子彈研製工程進展順利。在田納西洲諾克斯維爾的橡樹嶺，兩座大型鈾分離工廠建立起來並迅速投產，一座用氣體擴散法，一座用電磁同位素分離法。兩法同時應用，確保供應足夠的核彈用高濃縮鈾。在芝加哥，來自意大利的物理學家費米成功地進行了鏈式反應試驗。新的反應堆、迴旋加速器、組裝工廠成批建立。各種特殊部件相繼生產成功。1945年6月，美國原子彈基本研製出來，進入組裝階段。
1945年7月16日，美國製造的世界上第一枚原子彈在極端秘密狀態下，被運到新墨西哥州阿拉默果爾核試驗場的巨大鋼塔上，進行爆炸試驗。在試驗場指揮台上，隨著“10、9、8、7、6、5”的倒計時聲報到1，試驗指揮官揮手凌空一劃，下達了起爆指令。緊接著是驚天動地一聲巨響，一大團濃煙烈焰騰空而起，噴射出耀眼白光，頃刻間，便化為一個巨大的橙色火球，以每秒120米的速度迅速上升。待火球升至1200米高空，又變成一朵巨大煙雲，形如蘑菇。沙海和岩石在熱浪和衝擊波作用下，變成了上下翻騰、劇烈顫抖的褐色旋渦。雲霧消散後，爆炸點出現了一個深十幾米、縱橫各400米的大坑。30米高的鋼塔整個被融化，已無影無蹤。試驗用坦克、車輛、戰艦、飛機，皆被高溫和強大的衝擊波扭曲、燒燬、面目全非。根據儀器檢測，這顆核彈的爆炸威力相當於1.4萬噸梯恩梯炸藥的爆炸當量，爆心溫度達到100萬度。世界上第一枚原子彈，首先由美國製造成功。美國贏得了研製核武器國際競賽的勝利，並在當年8月把原子彈投入實戰，加快了對日戰爭進程。自此以後，人類歷史跨進了核恐怖時代。
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