1961年10月30日上午，一架蘇聯圖-95轟炸機從俄羅斯北部邊陲科拉半島（Kola Peninsula）的歐林亞（Olenya）空軍基地升空。
圖-95是在幾年前服役的機型上經過特別改裝的一款飛機。它是個巨型怪獸，有巨大的箭形翼、4組發動機，任務是攜帶俄羅斯的核武器。
過去十年間，蘇聯在核研究上取得了巨大的進步。第二次世界大戰將美國和蘇聯拉到了同一陣營，但是，戰爭結束後，兩國關係開始趨冷並最終陷入僵局。面對世界上唯一的超級核大國，蘇聯只有一種選擇，那就是迎頭趕上，快速趕超。
1949年8月29日，蘇聯在現今屬於哈薩克斯坦的遙遠草原上試驗他們第一個核裝置，當時西方稱之為Joe-1。蘇聯當時通過向美國的原子彈項目進行滲透而獲取了相關核武器的情報信息。在這兩次核試之間這段時期，蘇聯的核子試爆項目取得了跳躍式發展，共引爆了80多次核裝置，其中，僅1958年就進行了36次核子試爆。
但是，蘇聯此前進行的任何一次核子試爆都無法和這一次相比。
圖-95的下方攜帶有一枚巨型炸彈。炸彈體積巨大以至於無法安置在炸彈艙內。而一般情況下，炸彈都是放在炸彈艙內。這枚巨型炸彈長達8米（26英尺），直徑約2.6米（7英尺），重達27噸。體型上，這非常相似於16年前美國在日本的廣島和長崎投放的外號為"小男孩"和"胖子"的兩枚原子彈。關於這枚炸彈，外界所知道的只是一系列中性的技術代號—27000計劃，202號產品，RDS-220以及Kuzinka Mat（Kuzka的媽媽）。現在，人們習慣於稱呼它為沙皇炸彈（Tsar Bomba- the'Tsar's bomb'）。
遙遠的新地群島被選定為試驗場（圖片來源: Alamy）
沙皇炸彈不是普通核彈。它是蘇聯科學家在蘇聯領導人赫魯雪夫鼓動下狂熱努力的結果，赫魯雪夫聲稱要製造世界上最強大的核武器，讓全世界在蘇聯的技術面前顫抖。它不僅是一個體型過於龐大而使得世界上最大的轟炸機也安裝不下的巨型金屬怪獸，它更是城市的毀滅者，是終極武器。
機身被塗裝成了亮白色以減輕炸彈爆炸時閃光影響的圖波列夫（Tupolev）飛機來到了目標點——新地島（Novaya Zemlya）。新地島位於蘇聯北部邊陲寒冷的巴倫支海（Barents Sea），人煙稀少。圖波列夫的飛行員安德魯.丹諾夫賽福（Andrei Durnovtsev）少校將飛機駕駛到了位於試驗區的米圖西喀灣（Mityushikha Bay）34,000英尺（10公里）的高空中，一架體型較小經過改裝的圖-16轟炸機在一旁伴飛，準備記錄爆炸，並在飛過爆炸區時做空氣取樣。
為了讓這兩架飛機有生還的機會（根據估計，生還的機率不足5成），沙皇炸彈配置了一個重約一噸的巨型降落傘。炸彈將緩緩降落至預定的高度——13,000英尺（3,940米），然後再引爆。這樣，兩架轟炸機將可以離開爆炸地約50公里（30英里），這個距離就足可以保證他們生還。
沙皇炸彈在莫斯科時間11點32分引爆。隨著一聲巨響，炸彈瞬間形成了一個寬達5英里的火球。火球在自身衝擊波的推動下往上躥升，爆炸的閃光在1000公里（630英里）之外都可以看到。
爆炸形成的蘑菇雲飛升到了64公里（40英里）高處，蘑菇雲頂蓋擴散至近100公里（63英里）。也許，當時從極遠處看，這是一個非常壯觀的景象。
在新地島，影響卻是災難性的。在離引爆點約55公里（34英里）處的賽文尼（Severny）村，房屋被徹底摧毀（這與格特威機場（Gatwick）被一枚降落在倫敦中央的炸彈夷為平地類似）。在遠離爆炸區域幾百英里的地方，各種各樣的破壞也見諸報端，如房屋倒塌、屋頂塌陷、房門破損、窗戶顫抖。無線通信被中斷超過一個小時等等。
沙皇炸彈的實體模型展示了這一武器的巨大塊頭（圖片來源: Science Photo Library）
丹諾夫賽福少校駕駛的圖波列夫轟炸機幸運的存活了下來。沙皇炸彈形成的爆炸衝擊波當時使得這架巨大的轟炸機垂直下墜了1000多米（3300英尺），而後飛行員才得以重新掌控飛機。
一位見證了爆炸的蘇聯攝影師這樣說：
"飛機下方遙遠處的雲層被強大的火光點燃了，機艙下方，光的海洋在不斷擴散，就連雲也開始發光而變得透明了。那一刻，我們的飛機從兩片雲層中穿過，雲層間隙下方，出現了一個巨大耀眼的橙色球體。這個球體是如此強大而傲慢，看起來就象是木星。慢慢地，它靜悄悄地往上爬……突破了較薄的一層雲之後，它繼續增大，似乎要將整個地球吞進去。真是太不可思議了，就象夢幻一般，超乎自然。"
沙皇炸彈釋放了令人不可思議的能量，現在人們普遍認為其爆炸當量達到了57兆噸，或5700萬噸TNT。這相當於廣島和長崎兩處爆炸總和當量的1500倍以上，比整個第二次世界大戰中使用的全部武器總和還強10倍以上。感應器記錄顯示，炸彈形成的衝擊波環繞地球不只是一圈，也不是二圈，而是三圈。
這樣的爆炸不可能保密。美國有一架偵察機當時距離爆炸現場僅有十幾公里遠。偵察機裝備有名叫bhangmeter的特殊光學設備，可以計算遠處核爆炸的威力。外國武器評估小組（Foreign Weapons Evaluation Panel）根據偵察機採集的代號為速光（Speedlight）的數據對這一神秘核試的結果進行了測算。
國際社會的譴責隨之而至。不僅美國和英國，蘇聯的斯堪地那維亞鄰居如瑞典等國也對之進行譴責。這次核子試爆唯一讓人欣慰的是火球沒有直接與地面接觸，所以造成的輻射量相當的低。
本來結果可能完全不同。要不是做了一些設計上的改變，從而控制其釋放的能量，沙皇炸彈原本設計的威力是當時爆炸當量的2倍強。
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其中一位參與設計這一強大殺器的設計師是蘇聯物理學家安德烈·薩哈羅夫（Andrei Sakharov）。後來，他成為了世界知名的倡導消除核武器的人士。薩哈羅夫很早參與了蘇聯原子彈計劃，是一位資深專家，參與開發了蘇聯早期的原子武器。
薩哈羅夫開始研究一種分層式裂變-聚變-裂變裝置，這是一種通過在核心處進行原子反應以創造更多能量的炸彈。這需要用一層非濃縮鈾來包裹氘氫—氫氣的穩定同位素。鈾能夠捕獲點燃氘氫所產生的中子並開始進行自我反應。薩哈羅夫稱之為"sloika"，也就是多層蛋糕。這項突破使得蘇聯能夠建造他的第一顆氫彈，而氫彈比僅僅幾年前所發明的原子彈威力強大的多。
赫魯雪夫要求薩哈羅夫發明一種比此前試驗過的任何東西威力都要強大的多的炸彈。
沙皇炸彈由改進型"北極熊"圖-95轟炸機運送至空投地點（圖片來源: Alamy）
柯林頓總統時期的美國核武器試驗主管菲利普·科伊爾（Philip Coyle）認為，蘇聯當時需要證明其有能力在核武器競賽中趕超美國。科伊爾從事了30年核武器研製和測試工作。"由於為研製投放於廣島和長崎的兩枚原子彈而進行了大量工作，美國在這方面遙遙領先。隨後，美國又在蘇聯進行第一次核子試爆之前做了大量的大氣層核子試爆。"
"我們處於領先地位。不過，蘇聯人希望通過自己的努力告訴世界，他們不可以被忽視。沙皇炸彈的主要目的就是讓全世界震驚起來，把蘇聯當作平等的夥伴，"科伊爾說。
最初的設計是三層炸彈，通過鈾層將每個階段分隔開來，它的當量是100兆噸，相當於廣島和長崎炸彈的3000倍。蘇聯人之前在大氣層中進行過大當量武器的試驗，約為幾兆噸。但是，這一次要大的多。有些科學家開始擔心它過於龐大。
有如此大的能量，人們無法保證這一巨型炸彈形成大面積的放射性沉降雲不會在蘇聯北部地區造成巨大破壞。
薩哈羅夫尤其擔心這一點，普林斯頓大學公共事務與國際關係學院院長、物理學家弗蘭克·馮·希佩爾（Frank von Hippel）說。
"他非常擔心爆炸可能會造成的輻射量"，希佩爾說，"擔心這對子孫後代的遺傳影響"
"正是從這件事開始，他從一名原子彈設計師開始向持不同政見者轉變。"
就在準備開始進行試驗之前，幫助炸彈實現巨大破壞力的鈾層被鉛層替代了，這消弱了核反應的強度。
蘇聯人建造了如此強大的武器，他們自己也不願意對其進行能力飽和試驗。這還只是這個毀滅性裝置的問題之一。
運輸蘇聯核武器的圖-95轟炸機在設計時只是用來運輸輕的多的武器。沙皇炸彈體型巨大，無法被安裝在飛彈上。質量過重，設計來運輸它的飛機無法裝載那麼多的燃油來把它運送到目的地。此外，如果以當初預想的威力來試驗炸彈，飛機也只能是有去無回。
爆炸的威力促使核物理學院安德烈·薩哈羅夫（Andrei Sakharov）抵制核武器。（圖片來源: Science Photo Library）
即便考慮使用核武器，它的威力也過於強大了，科伊爾說，他現在是位於華盛頓的智庫武器控制和不擴散中心（Center for Arms Control and Non-Proliferation）的核心成員。"如果你不想摧毀一座巨大的城市，你就找不到它的用武之地，"科伊爾說，"很簡單，它太強大了，無法使用。"
馮·希佩爾（Von Hippel）對此表示贊同。"這些東西（大型自由落體式核武器）的設計初衷是為了幫助你想在偏離目標一英里之遠也能摧毀目標，你也能做到。後來事物在朝不同的方向發展——即通過增加飛彈精準度和攜帶多彈頭實現。"
沙皇炸彈在其它方面還造成了影響，馮·希佩爾認為，這一次核子試爆的規模是此前所有大氣層核子試爆總和的20%。正是對這種核試的擔憂加速了在1963年通過禁止大氣層核子試爆條約。馮·希佩爾說，薩哈羅夫尤其擔心排放到大氣中的放射性碳-14，它是一種半衰期特別長的同位素。"它部分地被大氣中的礦物燃料碳所稀釋，從而降低了影響，"希佩爾說。
薩哈羅夫擔心，比這顆試驗炸彈還要大的炸彈的破壞力無法象沙皇炸彈那樣被自身的衝擊波抵消，這將造成全球性影響，將有毒物質擴散至整個地球。
薩哈羅夫是1963年通過的部分禁止核子試爆條約的積極推動者。他公開批評核擴散和20世紀60年代晚期的反飛彈防禦系統。他擔心，這將刺激新一輪核武器競賽。他越來越被蘇聯政府所排斥，繼而成為一名反對壓迫的持不同政見者。1975年，他被授予諾貝爾和平獎，被稱為"人類的良知"，馮·希佩爾說。
沙皇炸彈似乎造成了一種完全不同的影響。
