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幾乎一切都順利異常。他們避開小笠原群島南面的大片雲層，在閃爍著星光的天空裡飛行到天亮，在硫黃島上空約定位置上和僚機會合，然後向左轉個大彎朝西北日本方向轟鳴而去。除了一簇高高的薄雲之外，太空萬里無雲，蔚藍一片，也沒有發現敵機。飛行人員開始有點緊張，很少人說話，更沒有人開玩笑。
他們的心情，在蒂貝茨的副機長羅伯特·劉易斯上尉在飛行途中所寫的一封家信中可以看到一些。他在機中寫道：“4時30分，我們朝東方看，月色已很朦朧。要是我們已經把炸彈扔給日本人，並在返航途中，我想大家就會感到輕鬆下來。當然能回到了家，那就更好。”早上5時，剛才破曉。大概一小時以後，劉易斯寫道：“此刻是5時51分，看來我們將有一段較長的航程是晴朗無雲的。湯姆·費雷比（投彈手）一直沒有說話，我想他心裡早已飛回美國中西部的老家去了。”一分鐘之後，“現在是5時52分，我們離硫黃島僅有幾英里。我們開始飛上新的高度。我們將在這個高空飛行，直到距離“帝國”大概一個鐘頭航程的地方。”
在本州上空，帕森斯一言不發地著手安裝那個裝置。副機長劉易斯的字跡開始變得歪歪斜斜，難於辨認。“……帕森斯上校的組裝工作已最後完成。現在我們機上已裝有那個特種炸彈，時刻可以爆炸。知道它就在你背後，是很不自在的。但願老走好運。”接著，“自動控制器己經開動。我們已到了指定的高度……親人們，快了……”
他們在目標區的晴朗的上空順利地作了四英里的飛行。費雷比的眼晴緊緊盯在瞄準鏡的交義線上。9時15分他把拉桿壓下，把那單顆炸彈放開。不到六十秒它就掉了下去——地面上各種時間，其中有些是後來在斷肢上發現的手錶，都證實了炸彈落下的時間——在下落中，它的精確調整的齒輪系統和機械裝置，準確無誤地向觸發點移動。劉易斯上尉剛給他的雙親寫完：“在轟炸目標的過程中，暫停一下”接著他胡亂草書：“我的天哪！”
他們透過電焊工式的護目鏡首先看到的是紫紅色的小火點，但還不到一毫秒的工夫，就擴大為半英里寬的紫色火球。整個沸騰翻滾著的紅紫相間的大火團騰空而起，一圈一圈的灰色濃煙圍著這支火柱。衝到一萬英尺高空時，沸騰翻滾的火團往外捲去，形成了第一個蘑菇雲。火柱的底部現在有三英里寬，它把目標“零區”周圍剩下來的那部分市區全部吞沒，全部可燃的物體都化為灰燼。在五萬英尺高空，出現第二個蘑菇雲。“埃諾拉·蓋伊”號和兩架僚機不斷東躲西閃，快速拍了一些鏡頭，就飛逃而去。他們遠離廣島二百七十英里時，還能夠看到蘑菇雲進入同溫層，向著周圍閃射著各色的輻射線。
9時20分蒂貝茨用無線電向提尼安島報告：“任務勝利完成。”“勝利完成”這個詞似乎不很恰當，但是確實無詞可以形容的。突然間蒂貝茨意識到第五○九混合大隊的飛行員們回到提尼安島，將會象國王那樣受到尊敬了。基地上再不會有誰敢於再取笑他們。而美國國內將有千千萬萬的人認為他們已經贏得了勝利，或者已經勝利在望。但是，也有所失。廣島早上9時14分還是生機勃勃擁有三十四萬四千人口，到了9時16分就損失了六萬零一百七十五人，死的死，失蹤的失蹤。四平方英里的城市文明，化為烏有。不久，杜魯門總統在華盛頓宣佈：“十六小時之前，一架美國飛機在廣島投擲了一顆炸彈。……說明我們已開始駕馭寧宙中的基本力量。這種力量——太陽也從它那裡吸取力量——已被用來對付將戰爭帶到遠東的人。”這樣說是對的。但是當他補記說美國“已經把二十億美元押在歷史上最大的科學賭注上，而且贏了”的時候，那就是錯誤的了。將這樣的屠殺說成是賭博賭贏了，是很不得體的。在監押中的赫爾曼·戈林，用粗野的諷刺口吻談論這件事，說得還更貼切些，他說：“巨大的成就，但是我不願和它發生任何聯絡。”
在進入原子時代的初期，有很多不得體乃至完全是粗俗的說法，可以歸之於不理解。這個概念太大，人們馬上掌握不了。根據愛因斯坦的公式，相當於一角鎳幣的十分之四的一克物質，能把一百萬噸重的東西舉到六英里高的山頂上，或者說，一口氣就可提供充足的燃料，使威力強大的飛機日夜飛行一年。這樣說說是一件事，但是要你接受已經出現的事實，那又是另外一回事。脫衣舞名舞星在廣告裡可以把自己標榜為“原子彈”。薩姆·戈爾德溫【美國著名電影製片商。美語稱戈爾德溫主義，意即用詞往往離奇古怪。——譯者】不幸說過：“原子