早在20世纪10年代，核物理方面的研究就已经进行到对原子的轰击试验上。1911年，卢瑟福成功利用α射线对原子进行了轰击，1919年，人们用α射线轰击氮原子核，释放出了质子，这一研究被认为是人类首次人工核反应试验。
到20世纪30年代，高速发展的核物理研究已经涉及到中子领域，并且能人工合成放射性核素。30年代，欧洲对原子能的研究就已经触摸到了撞击原子核阶段，39年时哈恩、斯特拉斯曼发现了核裂变……
实际上，在飞速发展的核物理面前，原子弹已经不是什么神秘的的东西了，只是犹如许多科学研究一样，在它们在彻底的完成实践之前，谁都窥探不到窗户纸后面的东西。或者说，作为一个全新的发展学科，它们缺少一个能全面实践并推动的契机。
德国人比美国人更早的掌握到了这个契机，哥本哈根学派的众多学者都曾经为德国的核物理以及相关的领域贡献过知识，但因为希特勒的排犹政策，致使玻尔、费米等人远走美国，只留下了海森堡一人。海森堡很快与纳粹勾结在一起，展开了研发核能和核武器的“铀计划”。
海森堡的行为令玻尔极为愤慨，两人从此决裂。同样感到不忿的还有费米，这位1938年的诺贝尔奖学者因为妻子的犹太血统惨遭纳粹迫害，他借着去瑞典领奖的机会逃到了美国。1939年时玻尔见到了费米，两人就链式反应进行了一系列探讨，当理论中的链式反应在脑海中越来越清晰后，他们对海森堡可能做出的东西感到心惊肉跳。
虽然海森堡的“铀计划”尚处绝密，但费米、玻尔等人依旧笃定的认为海森堡会进行核武器研究，他已经与纳粹走到了一起，那么没有理由不对纳粹基于链式反应的原子武器研究警惕。如果海森堡的研究迅速，这种武器迟早炸在自己头上。
两人的担忧也得到了许多美国核物理学家的认同，特别是爱因斯坦、西拉德等人，在玻尔、费米与爱因斯坦接触后不久，担忧纳粹核计划的爱因斯坦便给罗斯福写了封信，信中表示：我们深信不久的将来“铀”能将成为崭新的能源，而过去的四个月中，费米他们的链式反应试验已经摸到了边缘，我们可以根据原子理论，制造出出威力极强的新型炸弹，它可以轻易将一座港口夷为平地…
爱因斯坦在信中列举了一连串的对核炸弹的设想，以及要进行实验研究的预算条件，尤为重要的是，德国人已经在收集和控制捷克的铀矿，很明显，在这种高技术研发方面，他们走在了美国人的前面。
这封信在两个月后的10月11日，才得以由罗斯福的经济顾问萨克斯递送到白宫办公桌上，此时第二次世界大战的欧洲部分已经于1939年9月1日爆发，英法波德意荷比奥等国统统被卷进了战争。萨克斯为了不让总统忽略信件，采取了文件呈递的形式交给罗斯福审阅，但当时的罗斯福并不感兴趣。
罗斯福说：“爱因斯坦和费米提到的事很有趣，但现在并不是政府参与的最好时机。”
很显然，罗斯福与当时许多人一样，并没有将核物理即将带来的东西当回事儿，他认为这只是一些科学家们在为自己的前沿研究找经费罢了。让一堆铀矿和类似X光机的东西做炸弹？美国又不缺炸弹。
但萨克斯仍然在第二天想办法打动了总统，他给罗斯福讲了一段拿破仑和蒸汽船的故事，借嚣张跋扈的拿破仑讽刺了罗斯福，也提醒了总统他可能面对的是一个能令世界天翻地覆的发明。后者很快明白了萨克斯所表达的意思，但他关心的问题是“美国不会被德国先用这种武器轰炸”。
无论如何，萨克斯的游说成功了，随后爱因斯坦得到了与罗斯福共处的机会，他使用了最容易让普通人明白的方式，给总统全面的灌输了一通核物理和对核能、原子弹的设想。就这样，没多久“曼哈顿工程”便开始启动了。
“曼哈顿工程”是一次美国对核物理科技树的全方位攀爬，原子弹说起来只能算是其中一个副产品。借助庞大的投资和一连串的实验工程，以及高达10万人次的密集性研发，美国人从原子能技术的底层一口气爬到了巅峰。
不过，罗斯福没能看到原子弹的爆炸，二次推进曼哈顿工程的是他的继任者杜鲁门，为了完成美军在最后阶段的政治布局，杜鲁门加快了原子弹的研发，并且使之被运用到了战争之中。
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