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抗美援朝战争结束后，曾经立下赫赫战功的冯石将军接到中央委派他主持原子弹的研发工作，虽然冯老将军不是核物理出身，但是军令如山，命令下达的那一刻，他知道无论前方有多艰难，自己都不能辜负党和人民的厚望，带着一支英雄部队挺进戈壁滩。与此同时，从美国归来的科学家陆光达匆匆与妻子王茹慧告别，各科研机构、各重点大学也挑选大批优秀人才，奔赴西北荒漠。他们即将在那里完成一项震惊世界的使命——建造原子弹发射基地。 

影片将陆光达和冯石作为电影的主要人物，一个代表的是学识渊博、勇于创新的科研精英，一个代表的是任劳任怨、为国效力的部队将领，他们所涉及的领域并不相同，但与此同时，他们又都在为祖国的国防事业鞠躬尽瘁。牺牲个人、造福国家是他们二人共同的目标，也正是因为初衷相同，两个“领头羊”不仅圆满地完成了带领团队的任务，还相互成为了不可多得的知己至交。

火车上的战士们看着一望无际的黄沙，纵使其心中有无数的疑惑却也在“不准问干什么，不准问到哪里去”的命令下埋着头扛着风沙一步步向前踏去。这群最可爱的人们在一无所知的情况下选择绝对的服从命令，源于他们知道什么是组织、什么是纪律，他们相信党所指的道路会给中国带来光明，给人民带来希望。

《横空出世》填补了中国故事片题材领域的一个空白，讴歌了高科技国防工业的伟大功勋筹建核试验基地，但影片不是着力于描述研制原子弹的技术过程，而是表现了为这一功勋付出智慧和艰辛劳动的人们。它首次全景式地展现了曾经披着神秘面纱的原子弹的研制过程，而且以电影的思维、电影的语言、富有感染力地刻画了陆光达、冯石等典型艺术形象，通过对他们内心世界的深刻揭示，展现了中华民族决不屈服于任何外来的压力与困难，自立于世界民族之林的崇高精神与深厚实力。

《横空出世》是一部英雄主义味道很浓的片子，这部片子中的每个人物都或多或少地浸染着英雄主义的色彩。作为一部主旋律影片，《横空出世》写出了科学家和普通战士的伟大贡献，尤其表现了尊重知识尊重知识分子的深刻意义。           

当原子弹上升的那一刻，他们的付出都化作了胜利的喜悦，一切的汗与泪都得到了最好的诠释，他们不愧为默默无闻的英雄！中国特色社会主义已经进入了新时代，历史从来没有像今天这样给了我们实现民族复兴的最好机遇。我们是祖国未来的主人，我们该站在巨人的肩膀上，接过并托起新中国未来建设的重任，成为像冯石与李光达这样的民族脊梁。