序：这是怎么发生的？——原子弹诞生的追问
从开始构想原子武器的那一刻起，它就与恐惧紧密相连。由于担心希特勒的纳粹德国可能率先制造出第一颗原子弹，英美两国在第二次世界大战期间展开了各种活动。由于害怕美国可能威胁进行第一次核打击，苏联在随后的冷战期间也开始了自己的原子弹计划。
我出生于1957年，在冷战气氛和“相互保证毁灭”概念激发的恐惧阴影中长大。1962年10月古巴导弹危机期间，美国战略空军指挥部（US Strategic Air Command）升起爆炸威力超过50万枚广岛原子弹的热核武器，那时我才五岁。当空军参谋长柯蒂斯·李梅（Curtis LeMay）敦促约翰·肯尼迪总统动用美国核武库中所有武器打击苏联时，全世界都屏住了呼吸。
这是怎么发生的？这个恐怖的工具是怎么被创造出来的？当然，原子弹是由世界上最伟大的一些物理学家制造出来的，其中许多人是诺贝尔奖获得者——就在几年前，这些物理学家正在领导着理论科学的一系列革命，撼动着我们有关物理实在认识的根基。然而，这些人是如何成为战争中如此重要的军事资源的？而这场战争，重新定义了野蛮，改变了非人道的标准。这些超凡脱俗的“书呆子”如何发现自己成了一场大戏的主角，在这场大戏里，有英勇的努力、暗中的破坏、间谍与反间谍以及暗杀和可怕的摧毁活动，现在看起来，这一切都让人难以置信，就像是虚构的一样。他们是如何，用罗伯特·奥本海默（J.Robert Oppenheimer）的话说，认识到罪恶的？
他们是这样一些人，阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）、尼尔斯·玻尔（Niels Bohr）、恩里科·费米（Enrico Fermi）、理查德·费曼（Richard Feynman）、奥托·弗里施（Otto Frisch）、奥本海默、爱德华·泰勒（Edward Teller）、维尔纳·海森堡（Werner Heisenberg）、克劳斯·福克斯（Klaus Fuchs）、尤利·哈里顿（Yuli Khariton）、伊戈尔·库尔恰托夫（Igor Kurchatov）,还有许多许多。人类历史上最大的军事冲突转移了他们对学术的专注，将他们拖入人类最大的事件中。他们被无情卷入制造世界上最可怕战争武器的项目，在世界受到最黑暗邪恶威胁的时候，研制这种武器被判定为“实际上不可抗拒的”。
面对清清楚楚的历史事实，我们会生出很多疑问。物理学家们从一开始就明知原子武器可能造成的破坏，为什么还要毫不犹豫地坚持研发这些武器呢？在第二次世界大战初期，德国物理学家在核物理领域明显领先，为什么他们未能研制出原子弹？盟军真的密谋绑架或暗杀海森堡吗？为什么，当事态已经明朗，纳粹的武器不构成威胁时，盟军却在毫无预警的情况下对日本使用了原子弹？苏联的原子弹计划在多大程度上依赖于克劳斯·福克斯（Klaus Fuchs）、西奥多·霍尔（Theodore Hall）、戴维·格林格拉斯（David Greenglass）和罗森堡夫妇（Rosenbergs）等间谍收集的情报？如果没有他们，苏联能研制出原子弹吗？苏联对曼哈顿计划渗透到什么程度？
物理学家不过是企图在战后世界建立霸主地位的一项政治游戏计划中的工具？还是他们故意引发了军备竞赛？从这段历史中，如果有的话，我们可以汲取哪些教训，来指导我们今天对核能和武器技术扩散的看法？
本书试图回答上述问题和许多其他问题，以直接参与其中的物理学家的个人经历为中心，以通俗易懂的方式讲述制造第一批原子弹的竞赛过程。本书跨越了具有历史意义的十年，从1939年初核裂变的发现开始，到1949年8月苏联首次原子弹试验“乔-1”后不久结束。
现在，这个故事的部分内容已经被描述过，而且描述得非常好。但故事中的一些重要线索是在最近十年来才出现的，具体涉及德国和苏联原子弹计划的方方面面以及苏联间谍对曼哈顿计划的渗透。依靠这些新材料，我得以将英美、德国和苏联的原子计划首次汇集成册，写成一部单卷本的通俗历史。
本书分为四个部分。第一部分介绍1939年9月战争爆发后全世界核物理学家的动员情况，以及原子弹和反应堆物理学的早期工作。第二部分讲述德国、英国和美国早期武器设计的挫折和进展，以及原子弹和反应堆材料方面的研发，挪威突击队对维莫克重水工厂的惊人破坏，以及针对曼哈顿工程的代号为“ENORMOZ”（巨网）的苏联间谍计划的建立。
本书第三部分描述盟军科学家在D-Day登陆后直接参与在饱受战争蹂躏的欧洲追捕德国同行的情况，在新墨西哥州阿拉莫戈多成功进行的“三位一体”核试验，对广岛和长崎的轰炸，以及被俘德国科学家在得知盟军核爆成功后的反应。
最后，第四部分描述冷战的起源、苏联原子弹计划的加速、核武器技术的扩散、维诺纳计划（Venona project）、苏联间谍的暴露以及1949年8月苏联的首次原子弹成功爆炸试验。本书最后以一个详尽的结语结尾，试图将许多悬疑的问题串联起来，描述美国和苏联的氢弹计划以及将世界带到灾难边缘的古巴导弹危机。
这本书于2009年3月首次出版，如今在广岛和长崎原子弹爆炸70周年之际重新发行。在这段时间里，关于苏联原子间谍活动的更多真相被披露出来。从1993年开始的三年时间里，亚历山大·瓦西里耶夫（Alexander Vasiliev）曾试图记录苏联在美国的间谍活动，但最终未能完成，他被允许查阅克格勃（KGB，当时的SVR）的档案，趁机做了大量笔记。随着莫斯科的政治潮流再次转向，瓦西里耶夫于1996年移居英国。2001年他重新获得了自己的笔记本，现在都已能在网上查到。这些笔记为约翰·厄尔·杰恩斯（John Earl Jaynes）、哈维·克尔（Harvey Klehr）和瓦西里耶夫合著的《间谍：克格勃在美国的兴衰》（Spies: The Rise and Fall of the KGB in America）一书提供了原始材料，该书于2009年出版，就在本书出版后几个月。
从瓦西里耶夫的笔记中，我们了解到以前只知其代号的各个间谍的身份。当得知代号为“量子”（QUANTUM）的间谍是鲍里斯·波多尔斯基（Boris Podolsky）时，我感到无比震惊。他与爱因斯坦共同撰写了量子理论历史上最著名的论文之一。代号为VOGEL/PERS的间谍（曾一度被推测为德裔物理学家鲁道夫·佩尔斯）实际上是罗素·麦克纳特（Russell McNutt），一名土木工程师，在橡树岭工作，也是朱利叶斯·罗森堡（Julius Rosenberg）间谍网的成员。
奥地利物理学家恩格伯尔特·布罗达（Englebert Broda）1938年逃到英国，之前在德国和奥地利曾因从事共产党活动入狱。1942年，他在剑桥与汉斯·哈尔班（Hans Halban）一起研究核反应堆，并向苏联人泄露机密。他似乎还招募了艾伦·纳恩·梅（Alan Nunn May）。1953年出狱后，梅与布罗达的前妻希尔德（Hilde）结婚。在2011年出版的《科学家间谍》（Scientist Spies）一书中，保罗·布罗达（Paul Broda）描述了他父亲和继父的活动，他们都是原子弹间谍。
对我来说，这本书的面世代表了一段漫长旅程的结束。这段旅程可以追溯到我在英国曼彻斯特读大学时的第一堂量子力学课，那是1975—1976年寒冷潮湿的冬天。当时我虽然还不能完全理解它，但完全被迷住了。对于任何受过经典物理学语言和逻辑教育的人，量子力学能让他立即感受到数学上的挑战，令人发狂的奇异和激动人心的美丽。我花了毕生的努力去理解它。
构造这一奇特新理论的物理学家们，以新的定律、物理常数、原理和近似值等形式留下了他们的印记。学习量子力学，不可能不与他们的名字纠缠。因此，学习量子力学，就是学习创造它的物理学家。这些物理学家中的许多人也在世界上第一颗原子弹的研制过程中发挥了至关重要的作用，这种并列关系一直令我着迷。要了解他们，就必须了解他们在这一研发过程中扮演的各种角色：推动他们的事物，以及令他们恐惧的事物。
我广泛借鉴了已经出版的一些著名学者的著作和网上可找到的历史文件资料。特别感谢《美国的普罗米修斯：罗伯特·奥本海默的胜利与悲剧》（American Prometheus: the Triumph and Tragedy of J. Robert Oppenheimer）的作者凯·伯德（Kai Bird）和马丁·舍温（Martin Sherwin）；《英国与原子能》（Britain and Atomic Energy）和《独立与威慑：英国与原子能，1945—1952 》（Independence and Deterrence: Britain and Atomic Energy, 1945-1952）的作者玛格丽特·高英（Margaret Gowing）；《斯大林与原子弹》（Stalin and the Bomb）的作者戴维·霍洛韦（David Holloway）；《原子弹的制造》（The Making of the Atomic Bomb）和《暗日》（Dark Sun）的作者理查德·罗兹（Richard Rhodes）；以及《德国国家社会主义与核能的追求，1939—1949》（German National Socialism and the Quest for Nuclear Power, 1939-1949）和《纳粹科学：神话、真相与德国原子弹》（Nazi Science: Myth, Truth and the German Atomic Bomb.）的作者马克·沃克（Mark Walker）。我很高兴能攀上他们的学术肩膀。
感谢杰里米·伯恩斯坦（Jeremy Bernstein）、约翰·弗里克（John Fricker）、马丁·舍温、彼得·塔拉克（Peter Tallack）、乔恩·特尼（Jon Turney）和马克·沃克，他们阅读了初稿并提出了许多建议。当然，我非常乐意为所有遗漏的错误承担全部责任。我还要感谢西蒙·弗林（Simon Flynn），他是我在艾肯（Icon）出版公司的编辑，当这个项目比预期的时间更长时，他给予了宽容，并愿意接受一个肯定违背了其本意的“结语”（epilogue）。
