１９４５年４月，意大利宣佈退出戰爭。５月８日，德國宣佈無條件投降。
第二次世界大戰在歐洲已經以盟軍的勝利宣告結束，世界人民觀注的焦點轉移到亞洲及太平洋戰場，日本帝國主義已落入日暮途窮的困境之中。
日本人說"不"
１９４５年７月，杜魯門、丘吉爾、斯大林相聚德國的波茨坦，商議結束第二次世界大戰的辦法。７月２６日，中、美、英三國發表《波茨坦公告》，向日軍發出最後通牒，敦促其立即無條件投降。宣言說：如果日軍仍不放下武器，日本武裝力量將不可避免地被徹底消滅，日本國土也不可避免地化為焦土。日本人當時並沒有意識到這一宣言意味著什麼，更沒有想到原子彈的陰影正在向他們襲來。
實際上，此時的日本已經深陷泥潭，不能自拔。在中國戰場，１９４３年初，中國軍民已轉入攻勢作戰，各解放區不斷擴大，日軍只有招架之攻而無還手之力；在太平洋戰場，盟軍已攻佔了菲律賓以及硫黃島、沖繩島等重要島嶼，戰爭日益向日本本土逼近。與此同時，蘇聯也在積極準備對日作戰。然而，日本軍國主義者對《波茨坦公告》置若罔聞，企圖依仗起尚存的４００多萬軍隊做最後掙扎。日本軍方的死硬公子在國內大肆進行戰爭動員，廣泛搜羅炮灰，準備利用中國領土和日本本土作最後決戰。
面對困獸猶斗的日本軍國主義者，
反法西斯同盟國認為：
要使日本真正接受《波茨坦公告》，必須在戰場上同日本法西斯做最後決戰。然而，美軍雖然在太平洋戰場上取得了一定的勝利，但在日軍的頑強抵抗下也付出了巨大的代價。如果要對日本本土實施登陸作戰，代價將更為慘重，而且戰爭可能要到１９４５年底才能結束，這對於美國來說是很難接受的。況且蘇聯參戰指日可待，美國在戰爭的最後階段是不願將勝利成果與他人分享的。因此，美國積極地策劃在最短的時間以最小的代價戰勝日本，迫其投降。此時，美國人把希望寄托在剛剛實驗成功的兩顆原子彈--"小男孩"和"胖子"身上。
"曼哈頓"絕密計劃
１９３９年８月，美、英、法等國科學家和從納粹德國逃出來的一些著名猶太科學家在美國召開了一次研究原子理論方面的會議。會議在愛因斯坦原子物理理論的基礎上，提出了以鈾裂變的方法製造原子彈的構想。
會議結束後，美國總統羅斯福的科學顧問亞歷山大·薩克斯帶著愛因斯坦等著名科學家的親筆簽名信拜見了羅斯福總統。信中，幾位科學家向羅斯福總統介紹了當時原子科學發展的狀況，描述了原子科學研究成果運用於軍事可能會給戰爭帶來的巨大影響，並提醒羅斯福總統，德國人已著手進行這方面的研究，也許有一天希特勒會擁有一種威力驚人的武器。
被當時紛繁複雜的國際形勢搞得頭昏腦脹的羅斯福並沒有對這封信表現出多大興趣。但薩克斯並未就此罷休。作為總統的科學顧問，他深感自己責任重大。一旦原子彈被德國人先搞出來，後果將不堪設想。他要想方設法讓總統接受他的觀點。
一天，羅斯福請薩克斯與他共進早餐。薩克斯看總統這一天顯得十分輕鬆，便說："總統先生，您對拿破侖如何評價？"
羅斯福不知他葫蘆裡賣得是什麼藥， 便隨便答道："算是一位英雄，他幾乎征服了整個歐洲。""但他為什麼沒有征服英倫三島呢？"
總統停頓了一下沒有回答。
薩克斯見時機成熟，便給總統講述了當年拿破侖由於輕視美國發明家福爾敦建議的製造新式"氣船"，代替法軍裝備的帆船攻打英國的方案，最終未能征服潮汐變化無常的英吉利海峽，從而被迫放棄征討英國的故事。"我不會成為第二個拿破侖。薩克斯，
你很走運。"反應一向敏銳的羅斯福馬上把薩克斯帶到自己的辦公室，讓他詳細介紹了原子科學的研究成果及其應用前景。
"原子彈的研製工作馬上就開始進行！"聽完薩克斯的介紹，羅斯福拍板下了決心。
陸軍部長史汀生受命全權負責這項工作。
他很快便成立了一個代號為"Ｓ－１１"的特別委員會，
其主要任務是進行原子彈研製的前期理論準備工作。由於第二次世界大戰的爆發和戰事的不斷擴大，美國更加認識到了研製原子彈的必要性和迫切性。與此同時，英國也開始了這方面的研製工作。到１９４１年１２月６日，美國正式制定了代號為"曼哈頓"的絕密計劃。
羅斯福總統賦予這一計劃以"高於一切行動的特別優先權"。
"曼哈頓"計劃規模大得驚人。由於當時還不知道分裂鈾２３５的３種方法哪種最好，只得用３種方法同時進行裂變工作。這項複雜的工程成了美國科學的熔爐，在"曼哈頓"工程管理區內，彙集了以奧本海默為首的一大批來自世界各國的科學家。科學家人數之多簡直難以想像，在某些部門，帶博士頭銜的人甚至比一般工作人員還要多，而且其中不乏諾貝爾獎得主。"曼哈頓"工程在頂峰時期曾經起用了５３．９萬人，總耗資高達２５億美元。這是在此之前任何一次武其實驗所無法比擬的。
為了保證新武其實驗的安全，工程管理區內制定了非常嚴格的保密措施。所有郵件都要經過嚴格檢查，來往電話一律受到監聽，工作人員的家屬只知道他們唯一的通信地址：美國陸軍郵政信箱１６６３號。參加研製的絕大多數人只瞭解自己的份內工作，而對其他工作一無所知。許多人到研製工作結束時還不知自己是在研製原子彈。
有趣的是，
當時擔任國會議員，後來繼任美國總統的杜魯門聽到了一些關於"曼哈頓"計劃的傳聞。
為了弄清"納稅人的錢花得是否值得"，他曾試圖調查工程區內"那些神秘的巨大建築裡到底在幹什麼？
"得到的回答是："杜魯門先生，最好停止您的調查，
這樣我們--包括羅斯福總統--都會感到很高興的。"碰了軟釘子的杜魯門只好作罷。他後來擔任了美國副總統，對此事仍然一無所知。這一秘密對他一直保守到羅斯福去逝而由他繼任總統的那一天。
為了加快研製進程，陸軍部還成立了"阿爾索斯"特別行動小組，專門在全世界收集有關研製原子彈方面的情報。"阿爾索斯"小組一個意外的發現使美國政府大為震驚：種種跡象表明，德國的原子彈研製工作已經取得了相當的進展，按照當時德國的技術力量，在研製方面領先於美國並非不可能的事。羅斯福感到了問題的嚴重性。他一方面決定"曼哈頓"計劃由英、美兩國聯合執行，以加強技術力量，並追加大量投資，保證研製工作的速度，另一方面命令美國的情報機構詳細偵察德國原子彈的研製情況，一旦發現起研究機構和工廠，必須不惜一切代價予以摧毀。
１９４３年２月，美國發現德國在挪威設立了秘密工廠，生產重水--製造原子彈的重要原料。盟軍在挪威抵抗運動戰士協助下，很快便破壞了工廠的設備。５個月後，工廠重新開工。同年１１月１６日，美國出動了４００多架飛機組成的強大機群，又將該廠徹底摧毀。１９４４年１月，英國情報人員偵悉：德國打算將已造出的重水秘密運往本土。當運送重水的人員乘船準備渡過廷湖時，渡船操縱系統突然失靈，並漸漸開始下沉。船上的德國押運人員驚慌失措，想盡辦法也未能阻止船體下沉，最終船上的重水全部沉到了湖中。其實這是盟軍特工人員事先已對渡船做了手腳的結果。
１９４４年６月，"阿爾索斯"小組又發現在法國北部一個叫黑興堡的小鎮附近有德國製造原子彈的一個基地。盟軍司令部派遣了一支突擊分隊，秘密潛入德軍佔領區，突然出現在黑興堡鎮，破壞了基地設施，並將兩名奧籍原子專家帶回了英國。
在此期間，美國曾獲知日本也在進行"鈾彈"的研製，但其研製工作一直沒有突破性的進展，因此美國對此並沒有採取什麼行動。
"曼哈頓"計劃實施１年之後，美國原子彈的研製工作已取得了巨大進展。１９４２年１２月，美國科學家成功地完成了鈾２３５的鏈式反應實驗。到１９４５年初，大的技術問題都已解決，只剩下組裝成彈過程中的一些細節問題。
１９４５年７月１６日５時３０分，美國研製成功的第１顆綽號為"大男孩"的原子彈在新墨西哥州的沙漠地區爆炸成功，其威力相當於２萬噸ＴＮＴ當量。
正在波茨坦進行首腦會晤的杜魯門得知原子彈爆炸成功的消息後十分高興。第二天，陸軍部長史汀生專程飛到波茨坦，向總統詳細匯報了實驗的情況。這時，美國除了已用於實驗的那顆原子彈外，還擁有兩顆，一顆是用鈾作裂變材料的，綽號為"小男孩"；另一顆是以鈽作裂變材料的，綽號為"胖子"。
２９歲的上校和第５０９混成大隊
１９４４年９月１８日，美國空軍第２航空隊司令部。
烏澤爾·恩特少將端坐在辦公桌前，
不遠處筆直地站著１名空軍中校。"從今天氣，
你將被晉陞為上校，並將領導一個新組建的第５０９混成大隊，"將軍嚴肅地說，
"你得把部隊裝備全部準備好，去投擲一件新研製的，被稱作'原子彈'的秘密武器。你得把它裝到飛機上去，決定採取什麼策略、訓練方法和投擲彈道以及其他的一切事，都將是你任務中的一部分。""可是，"中校遲疑了一下，"就這些嗎？""至於原子彈，我也知之不多，一會兒將會有技術人員給你作專門介紹。"少將又補充道，"這將成為一件大事，我想它有能力結束這場戰爭。"
中校聽到這裡有些激動，作為百里挑一的幸運者，他明白這次任務的重大意義。
恩特少將還告訴他，在空軍內部，投擲原子彈工作的代號為"銀盤"，如果需要什麼東西，只須使用這個具有魔力的代號即可。
這位被賦予特殊任務的中校名叫保羅·蒂貝茨，他被認為是當時最優秀的轟炸機飛行員。他曾率領第１批Ｂ－１７轟炸機從英國旗飛去轟炸德國；曾在歐洲戰場運送艾森豪威爾將軍到他的直布羅陀指揮所；並曾率領他的編隊赴北非執行轟炸任務。此時，２９歲的蒂貝茨已是中校，並在空軍中享有盛譽。
蒂貝茨對將要擔負的任務滿懷信心。他馬上開始著手進行第５０９混成大隊的組建工作。由於各方面大開綠燈，工作進行得異常順利。第５０９混成大隊編制軍官２５６名，士兵１５００餘人，它是在第３９３轟炸機中隊的基礎上組建起來的。第３９３轟炸機中隊是一支訓練有素的部隊，當時正在美國本土訓練，準備投入歐洲的作戰。大隊的軍官大多數都是從空軍各部隊精心挑選來的，尤其是蒂貝茨機組更是優中選優，機組人員大都在以往的作戰中與蒂貝茨有過密切的合作。如投彈手菲阿比少校曾是蒂貝茨在歐洲戰場上的老搭檔，副駕駛路易斯上尉在北非作戰中一直與蒂貝茨駕駛同一架飛機。另外，領航員溫卡克、射手卡倫也都是一流的機組人員。
第５０９混成大隊裝備了當時美國最先進的Ｂ－２９遠程轟炸機，它自重７００００磅，滿載時重量達１３５０００磅，需要８０００英尺長的跑道才能起飛。機組人員共１１人，包括正、副駕駛員、機械師、投彈手、領航員、無線電報務員、雷達員以及４名炮手。
Ｂ－２９飛機１９４４年初投入了批量生產，蒂貝茨是Ｂ－２９轟炸機的最初試飛者，這也是他被選擇執行這次任務的一個重要原因。
新組建的第５０９混成大隊被帶到了猶他州的文多弗空軍基地。它位於低矮的山嶺之間，與世隔絕，四周都是鹽鹼地，荒無人煙，一平空曠，是練習轟炸的良好場所。文多弗基地離城市較遠，氣候條件也比較差，但第５０９混成大隊享受著十分優厚的待遇。他們只要在發往司令部的電報末尾加上"銀盤"兩字，就可立即得到所需要的一切給養和器材。他們食用的水果、蔬菜和鮮魚都是從２０００公里以外空運來的。
奇特的訓練
第５０９混成大隊的一切行動都帶有一種神秘的色彩。蒂貝茨要求全隊人員要高度保密，可那些人連秘密是什麼都不知道。其實蒂貝茨對原子彈也知之甚少，他接受任務後曾有人給他講授過原子分裂的奧妙，一知半解的蒂貝茨僅僅意識到原子彈是一種尖端、秘密、威力巨大的武器。他耳邊迴響的只是恩特少將的一句話：這種武器有能力結束這場戰爭，你只許成功，不許失敗。
他們首先訓練的課題是高空目視轟炸。飛機飛到３０００英尺的高空，投彈手便通過先進的諾登牌瞄準器，對排列在地面上用石灰畫的目標圈進行瞄準。圓圈直徑為１００米，可從３０００英尺的高空往下看時，它幾乎縮成了一個圓點。習慣於在多雲的歐洲上空用雷達進行轟炸瞄準的飛行人員都感到奇怪，為什麼要對目標進行目測轟炸訓練？至於轟炸的方式則更使他們大惑不解。每次都是單機飛行，而且僅投１枚炸彈，這枚炸彈也十分奇特，比一般炸彈要大出許多，足有四五噸重。每次飛機投彈過後，立即做一個１５５°的俯衝轉彎，而後迅速離開目標區。為什麼這樣，大家誰也不問，知道這已涉及了國家最高機密。但他們同時也隱隱感到，他們要投擲的絕非一般炸彈，可能要以性命作一次賭博。
１９４５年４月底，蒂貝茨上校接到命令，將他的大隊和所有裝備轉場至馬裡亞那群島中的提尼安島北機場，在那裡接受更加接近實戰條件下的訓練。
提尼安島比文多弗基地要大得多，但形狀有些類似。它當時已成為美軍在太平洋馬裡亞那群島中最大的空軍基地。基地有西、北、南３個機場，各種設施十分齊全。美軍轟炸日本的飛機有相當一部分是由美國大陸轉場至提尼安島，然後由提尼安島飛向日本的。有時有近千架戰略轟炸機以１５秒的間隔從６０條跑道上同時期飛前去轟炸日本的目標，因此這裡顯得十分繁忙。
第５０９混成大隊來到提尼安島，
被安置在用鐵絲網團團圍住的"第８大道。和"第１２５大街"，在那裡又開始了他們"奇特"的訓練。島上工作人員很少有同他們接觸的機會。他們看到這個神秘的第５０９大隊每次只是小編隊執行任務，而且從來沒有什麼輝煌戰果卻受到如此重視，便編了順口溜來形容他們：
秘密小隊飛上天空，欲去何處無人知情。
除非你想得罪上司，最好不要四處打聽。
但有一點毋庸懷疑，５０９將贏得戰爭。
在１９４５年６月以前，第５０９混成大隊進行了一般性技術訓練，主要是適應太平洋上空的氣候條件並進一步提高投彈精度。從６月底開始，他們進行了戰鬥演習訓練，此後又進行了實戰訓練，即用品通炸彈對日本進行轟炸。這樣一方面可使飛行員熟悉目標區情況，提高轟炸技術水平；另一方面模擬與投擲原子彈相同的戰術，使日本人習慣Ｂ－２９飛機小編隊高空飛行，用以麻痺日本人，達到使用原子彈的突然性。經過幾個月的嚴格訓練，他們的投彈命中率大大提高，著名的投彈手菲阿比能在萬米高空目視瞄準，把模擬彈投在１００米的圈內。
確 定 目 標
１９４５年７月的一天，美國國防部大樓內依然像往常一樣忙忙碌碌，但從人們臉上增加的笑容裡似乎已看到了戰爭勝利的希望。陸軍部長史汀生來到二樓的會議室，參加會議的代表都已在那裡等候。他們中有國防部、國務院的代表，有軍方主要是空軍的代表，還有幾位原子彈專家。這次會議是在杜魯門總統授意下，由陸軍部長史汀生負責召開的，主要研究在日本空投原子彈的具體事宜。一名中尉記錄員在長方形會議室的一角認真地聽著與會代表的每一句話。
首先要決定的是原子彈的轟炸目標。軍方和國務院事先已共同提出了一份可供選擇的１７個目標的清單，包括：東京、京都、橫濱、名古屋、大阪、神戶、廣島、小倉、福岡、長崎、新潟、佐世保等。"選中的目標應該是符合下列條件，"史汀生說，
"如果這些地方遭到轟炸，將最嚴重地影響日本人的作戰意志。這些目標應該是軍事性的，或是有重要的司令部，或是部隊的集中地，或是軍用設備的供應和生產中心。
為準確估計原子彈的效果，這些目標應該是沒有被空襲毀壞過的。"他說完環視了一下四周，
目光落在了一位面露難色的空軍上校身上。"上校先生，我想聽聽您的意見。""部長閣下，事實上像您所說的這類以前未被空襲的目標已經很少了，一些目標之所以未遭到大規模轟炸，是因為日本人將盟軍的戰俘營設在了城市中，或是緊靠在城市邊上，而且我們缺少這方面準確的情報。"
的確，美國人的轟炸機幾乎光顧了日本所有的大中城市。東京是一個可能的目標，但它實際上已被炸遍了，除了皇宮庭院依然完好外，東京已是一片瓦礫。新潟、佐世保、廣島等城市之所以保存較好，是因為空軍得到情報，說日軍將大量戰俘關押在城市中，
而美軍又不知戰俘營的確切位置。"現在首要的問題是要把已經研製好的原子彈盡早投到日本，盡快結束這場戰爭，"史汀生沉思了一會兒說，"戰爭每進行一天，我們的代價都是慘重的。所以，其他問題都是次要的。"
看來，史汀生已經沒有精力再去考慮戰俘問題。最後，代表們終於定下了３條原則：第一，目標大小必須是方圓超過３英里的中等以上市區，且有重要目標；第二，要能夠被原子彈的衝擊波有效破壞；第三，８月以前不大可能被空軍轟炸。記錄員的筆無情地圈上了廣島、小倉、新潟、長崎這４座城市。廣島是重要的軍事基地和起運港，小倉有數座日本重要的兵工廠......而且這４座城市均未遭受過大規模破壞。
空投的日期主要是考慮天氣的因素，日本７月份多雲天較多，８月份會好一些，９月份又開始變壞。當然日本１月份氣象條件最好，上空能見度高，便於轟炸，但誰也不願等那麼久。
會議結束後，杜魯門總統很快得到了研究報告，他在與英國首相丘吉爾磋商後決定：盡快使用原子彈轟炸日本，為了達成突然性，轟炸前不透露轟炸性質。
很快，
第５０９混成大隊便接到了美國戰略空軍司令斯帕茨的命令："在１９４５年８月３日以後，氣象條件允許時，盡早對下述目標之一投擲原子彈。目標是：廣島、小倉、新潟、長崎。"
這時， 綽號為"小男孩"和"胖子"的原子彈已運到了提尼安島，所需部件由"印第安納波利斯"號巡洋艦於７月２９日送到，
同時來的還有精通原子彈內部結構的帕森斯上校，他將負責原子彈的安裝，並將隨同第５０９混成大隊完成空投任務。
７月２７日至８月１日，美國出動飛機在日本各大城市上空散發印有《波茨坦公告》的傳單，傳單上警告說：如果不接受《波茨坦公告》，將受到更加猛烈的轟炸。
廣島上空的"蘑菇雲"
８月１日，第５０９混成大隊進行了最後一次演習。８月２日，第２航空隊司令部下達作戰命令，確定８月６日凌晨由７架Ｂ－２９飛機對日本實施原子彈轟炸。具體轟炸目標視當天氣象情況而定。並規定這次行動的無線電呼號為"酒渦-８２。"
參加轟炸的７架飛機，１架為原子彈載機，由大隊長蒂貝茨親自駕駛，他命令２名士兵在機頭上寫下了他母親的名字--"埃諾拉·蓋伊"。２架飛機擔任轟炸效果觀測任務，３架飛機擔任直接氣象觀察任務。此外，還有１架飛機作為預備隊，留在硫黃島機場，隨時準備替換發生故障的飛機。第２０航空隊擔任空中掩護任務。
８月５日下午，原子彈已準備就緒，技術人員將一小塊鈾固定在彈殼內，然後將４．５噸重的"小男孩"放入早已挖好的壕溝裡，再打開機身腹部艙門，將它升起來，牢牢固定在艙內。
晚上，蒂貝茨吃過晚餐，像往常執行任務一樣，準備在登機前睡一覺。可那天他無論如何也睡不著，看看其他機組人員，也沒有絲毫睡意，他們乾脆打起了撲克，緩解一下戰前的緊張氣氛。
８月６日凌晨１時，蒂貝茨和他的機組人員乘車來到機場，開始對飛機進行起飛前的最後一次全面檢查。此時擔任氣象觀察的３架飛機已經起飛。凌晨２時２７分，蒂貝茨命令發動飛機，並向指揮塔呼喚："酒渦-８２，呼喚北提尼安機場指揮塔，
準備工作就緒，請下達起飛命令。"指揮塔回話："酒渦-８２，北提尼安機場指揮塔命令，沿Ａ跑道向東起飛。"
２點４５分，蒂貝茨向全體機組人員宣佈："大家注意，現在起飛。"他推上所有油門，飛機開始沿著光滑的跑道滑行起來，大家心情異常緊張。蒂貝茨兩眼死死盯住速度指示儀表，飛機滑行得異常吃力，因為它已嚴重超載。當飛機滑到跑道一半時，速度依然很慢。蒂貝茨做了一個冒險的決定，繼續沿跑道滑行，直到達到所需速度再起飛。滑行距離已超過了跑道長度的４／５，飛機速度仍然沒有達到要求，機組人員面面相覷。
"危險！快把飛機拉起來！"副駕駛員路易斯禁不住喊了起來。
蒂貝茨不動聲色，就在大地即將消失，眼前已是一片茫茫大海的時候，他將飛機拉了起來。蒂貝茨長長地疏了一口氣，他沒想到這次任務剛剛開始就像一次賭博，一次以１２個人的生命和價值數億美元的"小男孩"為賭注的賭博。
"埃諾拉·蓋伊"徐徐向東飛去，開始進入預定航線。蒂貝茨感到輕鬆了一些，他習慣性地把左手伸進口袋，無意中碰到了裡面的氰化物膠囊。這是在上飛機前上司交給他的。不用上司多說他就明白了，這是為他們遇到不測時預備的，這種小東西可以讓他們免受皮肉之苦，同時也保守了原子彈的秘密。他抽出了放進口袋的手，心情又有些緊張了，他不敢想像如果這次行動失敗會帶來什麼樣的後果。
凌晨３點，"埃諾拉·蓋伊"已升到了５０００英尺的高度。機組的新成員帕森思上校來到蒂貝茨背後，拍拍他的肩膀說："開始吧。"蒂貝茨點點頭。
帕森思帶著助手傑起森上尉來到彈艙，他從口袋裡摸出１張有１１項檢驗項目的清單，讓傑普森舉著電筒，開始一項項進行檢查，並安裝原子彈上僅剩的幾個關鍵部件。傑普森將工具一件件遞給他，那情形真像是在飛機上進行一次外科手術。３點１５分，帕森思開始向"小男孩"中裝填炸藥，並連接了起爆管，接著他又裝上了裝甲鋼板和尾板。但他留了一個至關重要的電路特意沒有接上。為了保險，他準備將這一工作留到投擲前再做。
蒂貝茨將操縱桿交給了副駕駛員，自己想到飛機後部去看看。他來到彈艙時，帕森思告訴他準備工作已經完成。接著他又爬到飛機尾部炮位。機尾炮手鮑勃、卡倫拉了他一下，輕聲說："喂，上校，我們今天是要去投原子彈嗎？"這是卡倫第一次向他探聽"秘密"。
"可能是吧，鮑勃。"蒂貝茨說完，兩人都會心地笑了。
時間在一分一秒地過去，隨著距日本上空距離的縮短，"埃諾拉·蓋伊"的飛行高度在不斷升高。７點２０分時，高度已達到３００００英尺，這樣可以免受日本防空炮火的襲擾。７點３５分，飛機收到了前去廣島偵察的"斯特雷特·弗盧西"號偵察飛機發來的一條重要信息：廣島上空能見度良好，雲層覆蓋率低於３０％，偵察中未遇敵方戰鬥機截擊，高射炮火也很微弱，建議優先考慮廣島。緊接著去小倉、長崎進行偵察的飛機也相繼發回了氣象報告：目標上空氣象條件良好，可以投彈。
蒂貝茨略加思索，決定轟炸廣島。並向基地發回電報：決定轟炸第１目標。
這一天廣島異常炎熱，早期的人們已經開始忙碌起來。７點２０分，城市上空響起了一陣警報，數架美國飛機飛入廣島上空，盤旋一周便匆匆離去了。大約半個小時以後，警報聲又響了起來，"埃諾拉·蓋伊"和進行觀測的２架飛機已接近廣島。廣島市民對於這種習以為常的空襲警報似乎已無動於衷，因此很少有人進入防空洞隱蔽。他們有的在工作，有的在趕路，有的呆在家裡，有的還在街上仰視遠處的飛機，以為這３架飛機還會像剛才的一樣，"巡視"一圈便會離去。
此時，
機上的蒂貝茨已對著麥克風鄭重地向全體機組人員宣佈："我們準備轟炸廣島，機上錄音設備已經打開，這是為歷史錄音，請注意你們的語言。"
早已等候在炸彈倉的帕森思立即從原子彈上擰下了一顆綠色的螺絲，然後熟練地擰上了一顆幾乎完全相同的金屬螺絲，最後一個電路接通了，原子彈已進入投擲狀態。
他立即報告了蒂貝茨，蒂貝茨對著話筒一字一頓地說："我們即將投擲世界上第１枚原子彈。"
好幾個人還是第一次聽到"原子彈"這個令人生畏的字眼，激動得有些喘不過氣來。８點１０分，２架觀測飛機已經減速落到了後面，一個清晰的城市輪廓出現在飛機下面。"各就各位，準備投彈，戴上護目鏡。"蒂貝茨命令道。
投彈手菲阿比少校坐在投彈椅上，用他漂亮的小鬍子蹭了蹭瞄準鏡，左眼緊貼在上面，開始尋找目標。他已反覆研究過目標偵察照片上的每一個細節，地面景物對他來說非常熟悉，他很快找到了目標點--相生橋。他讓蒂貝茨稍稍調整了一下飛行方向，目標點向著瞄準器十字架飛快地接近。"對準了！"他報告道。"投！"８點１５分，隨著蒂貝茨一聲令下，炸彈艙門自動打開，菲阿比從瞄準器上清楚地看到原子彈墜了下去，彈頭指向目標。
飛機由於重量突然減輕，猛地向上一躍。蒂貝茨駕駛飛機來了一個６０度的俯衝和１６０°的轉彎，然後操縱飛機加速航行。原子彈將於８點１５分４３秒爆炸。
傑普森開始倒計時，
數到４３時停了下來，他自言自語地說道："難道是顆啞彈？"
就在這一瞬間，一道耀眼的白光照亮了整個飛機，機尾炮手卡倫看到一個巨大的圓形火球騰空而起，體積在急劇膨脹。"小心！"他高聲發出警告。話音未落，巨大的衝擊波夾雜著爆炸聲沖得飛機猛的一顫，蒂貝茨感覺彷彿被德軍８８毫米高炮打中一樣。緊接著又是一次激烈的震動。"好了，不會再有了，這次是反射波。"帕森思向大家解釋道。
廣島漸漸遠去， 卡倫對著錄音機開始表演他的口才："圓球騰空而起，下面升起了巨大的煙柱，帕森思上校說過的那種蘑菇雲出現了......廣島市區一片火海，四處通紅......"
蒂貝茨開始向基地報告：擊中目標，據我們觀察效果良好。投彈後飛機正常，現返回基地。"埃諾拉·蓋伊"下午２時８分返回提尼安島，飛行時間將近１２小時，飛行距離５１２０公里。
事實上，"小男孩"並沒有直接命中相生橋，而是在橋東１００米的外科醫院上空爆炸。位於爆心的外科醫院的一切設施和人員全部化為灰燼。城市中心１２平方公里的建築物全部被毀，全市房屋毀壞率達７０％以上。關於死亡人數，日美雙方公佈數字相差甚大。據日本官方統計，死亡和失蹤人數達７１３７９人，受傷人數近１０萬。
陰差陽錯 長崎遭劫
在原子彈轟炸廣島１６小時之後，杜魯門總統向全世界發表聲明，宣稱美國已對日本使用了原子彈，其爆炸威力相當於２萬噸ＴＮＴ炸藥。如果日本仍不接受美國的條件，一股從未見過的破壞性激流將會從天而降，地球上從未有過的毀滅性打擊將要降臨到日本頭上。第２天，日本各大城市都見到了美國飛機撒下的印有杜魯門講話的《告日本人民書》。
廣島的毀滅給日本朝野帶來極大震動，以東鄉外相為首的幾名內閣成員，建議日本停戰，接受《波茨坦公告》。但這一意見遭到了日本軍方的激烈反對，他們辯解說：日本軍隊士氣高昂，數百萬軍隊渴望打仗，即使政府宣佈停戰，他們也可能拒絕投降。兩派意見相持不下。
就在日本內閣一次次開會就是否停戰問題進行爭論的時候，美國已準備投擲第２顆原子彈了。美國政府擔心廣島原子彈爆炸會激起日本人的抵抗意志，同時害怕這次轟炸會被看作是黔驢技窮，於是決定使用"胖子"。目標定為小倉。
第２次空投任務落到了第５０９混成大隊斯威尼機組身上。斯威尼曾率領他的機組駕駛"藝術大師"號觀測飛機在廣島轟炸中擔任轟炸效果觀測任務。
由於這次"藝術大師"號上仍保留著科學儀表，
將再次當作觀察機使用。斯威尼只好用另１架Ｂ－２９飛機--"博克之車"作為原子彈載機。
８月９日凌晨３點３９分，"博克之車"裝載著"胖子"從提尼安機場起飛向日本飛去。
斯威尼一次次地禱告，希望自己和保羅·蒂貝茨一樣幸運。
然而，事情進展得並不順利。飛機剛起飛不久便發現有一隻油箱出了故障，６００加侖燃料可能無法使用。斯威尼粗略估計了一下航程，認為燃料基本夠用，決定繼續飛行。
當"博克之車"飛到硫黃島上空匯合點時，另外２架提前起飛的觀測和照相飛機本應在那裡等候與他匯合，可他只遇到了其中１架。斯威尼在那裡等候了３０分鐘仍不見另外１架的蹤影，於是毅然朝小倉飛去。９點５分，"博克之車"飛抵小倉上空。這天小倉上空氣象條件很差，空中佈滿厚厚的雲層，地面也是濃煙滾滾，能見度極低。"博克之車"在小倉上空盤旋了３周，始終未能找到瞄準點--５號軍火庫。這時小倉的地面防空部隊發射了密集的高射炮火，斯威尼只得提高飛行高度。
當斯威尼決定再一次進入小倉上空搜尋目標時，接到無線電報務員報告：從截獲的日本截擊航空兵使用的頻率看，可能會有戰鬥機升空攔截。機上一陣慌亂。斯威尼來不及與基地聯繫便調轉機頭向西南方向飛去。他決定改為轟炸長崎。離開小倉後他命令向基地發報：小倉上空無法投彈，改炸長崎。１０點２８分，飛機抵達長崎上空。恰巧這天長崎也是多雲天氣，第１次進入長崎上空也未能找到目標。燃料表的指針在急驟地下降，斯威尼心情異常緊張，他決定第２次進入時無論如何也要把"胖子"投下去，於是向機上人員宣佈："改用雷達瞄準，準備投彈，返航。"
投彈手克米特·比漢像菲阿比一樣也是一位老手。當他正準備換用雷達儀器瞄準時，突然發現身下兩塊雲團之間有一大段空隙，透過空隙可以清楚地看到瞄準點，他立即通知斯威尼，可進行目視轟炸。１０點５８分，"胖子"脫離"博克之車"飛向長崎。
投彈後"博克之車"油料已嚴重不足，在返航途中不得不在沖繩島緊急著陸，補充油料。"博克之車"經過了２０個小時飛行，很晚才返回提尼安島。"胖子"的爆炸當量比"小男孩"大，但長崎地形三面環山，所以損失小於廣島。據日方統計死亡近７萬人，傷６萬餘人。
迫於各方壓力，"日本神聖的立法者"--天皇決定無條件投降。８月１５日上午，日本天皇向全世界發佈了投降詔書。第二次世界大戰成為歷史。日本軍國主義者在這次戰爭中給亞太各國人民帶來了無窮的災難，犯下了滔天罪行，同時也使廣島和長崎遭受了可怕的原子彈襲擊。但願日本人民能和全世界愛好和平的人民一道永遠記住這血的教訓。
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