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17点前不久，战斗暂停下来，利用了这个空隙时间给仍然处于战斗警报状态的舰员们开饭。人们狼吞虎咽地吃着香甜可口的年糕团。即便在这短短的间歇寸间里，还得尽量利用剩下的六架战斗机在上空保持着战斗巡逻。汁划在黄昏时实施攻击的准备工作也在进行。为了要找到据认为敌人仅有的那艘航空母舰的所在地点，山口海军少将决定派一架高速侦察机进行搜索。
17点3分，侦察机刚要起飞，了望哨喊道：“敌俯冲轰炸机就在头上了！”敌机是从南西背阳方向飞来的，加以“飞龙号”没有雷达，所以我们未能及时发现敌机接近。十三架敌机集中向“飞龙号”猛攻。
“飞龙号”的高射炮立即开火。加来舰长下令：“右满舵！”“飞龙号”动作笨重地向右猛转，适时地避开了投下来的头三颗炸弹。但是，更多的敌机接着俯冲下来。最后投中了四颗炸弹，立即引起大火和爆炸。巨大的黑色烟柱腾空而起，“飞龙号”的航速开始减低下来。
四颗炸弹全部击中舰桥附近，舰桥上的玻璃窗全被震得粉碎。前部升降机的舱面甲板炸得朝上翻卷，完全挡住了指挥区的视线。大火在飞行甲板上装好炸弹的飞机间蔓延，堵死了通往机舱的所有通道。在甲板下处于绝境的人们继续上作，直到被浓烟烈火所压倒。他们忠于职守，表现了无畏的英雄气概。
当我们这最后一艘航空母舰中弹负伤时，敌机也开始把注意力转到警戒舰上。在16点49分，“榛名号”战列舰就已遭到四架水平轰炸机攻击，17点7分，又遭到两架俯冲轰炸机攻击。但炸弹都没有命中，“榛名号”完好无损。18点26分，“榛名号”又躲开了敌岸基轰炸机的攻击。“利根号”重巡洋舰在17点20分遭到三架俯冲轰炸机攻击；17点28分，又遭到九架俯冲轰炸机攻击；然后，18点18分，遭到三架岸基轰炸机攻击，但都未击中。“筑摩号”重巡洋舰在17点32分遭到九架俯冲轰炸机攻击；17点45分，遭到一架俯冲轰炸机攻击，18点10分，遭到三架岸基轰炸机攻击，但也都避开了。
21点23分，“飞龙号”最后完全失去航速，开始倾斜，由于不断进水，倾斜到十五度。灭火泵受损已不能使用了；舵机也是如此。后来修好了一架灭火泵，拚命地用它来灭火。就在这当中，“飞龙号”又遭到几架B—17轰炸机攻击，但未中弹。
第十驱逐舰分队司令阿部俊雄海军大佐的旗舰“风云号”勇敢地和巧妙地开到燃烧中的航空母舰旁边，来协助灭火，并为艰苦奋战的舰员提供食物和饮水。“夕云号”驱逐舰则在旁警戒。
两次企图进入机舱的拼死努力都失败了。最后，到情况已很明显无法拯救这艘军舰时，山口海军少将通过“风云号”驱逐舰向南云海军中将报告，他已命令“飞龙号”舰员弃舰。6月5日2点30分，山口海军少将指示加末舰长，召集全体舰员到舱面集合。山口海军少将对集合在甲板上的大约八百名能应召前来的舰员最后训话说：
“我身为这个航空母舰战队司令官，对‘飞龙号’和‘苍龙号’的损失负全部责任。我将与本舰共存亡。我命令你们全体离舰，继续为天皇陛下效忠。”
山口海军少将的幕僚请求跟他一起留在舰上，但被山口坚决拒绝了。他们只好忍痛向停在一旁的“风云号”驱逐舰转移。临别前，他们从就在身旁的一个淡水桶里倒了一杯淡水，山口海军少将同他的幕僚用这杯水黯然饮别。首席参谋伊藤海军中佐问他，是否有什么遗言要托付给他。山口说，没有，随手把他的黑色战斗帽递给了伊藤，作为纪念品。山口把伊藤带着的一块布要过来以便把自己绑在舰桥上，这样就确保可以同“飞龙号”一起沉到海底。
加来舰长决意要留下来，因此他恳求山口司令官离舰。山口会心地笑了一笑，但摇了摇头坚决拒绝了加来的请求。一轮皎月照耀在残破的航空母舰的甲板上，这两位指挥官跟他们的部下诀别了。
“飞龙号”的幸存人员已开始向“风云号”转移。这时，第十驱逐舰分队司令阿部海军大佐亲自来到“飞龙号”上，再三请求山口海军少将和加来舰长离舰，但没有达到目的。最后一批人员离开“飞龙号”后，山口和加来登上舰桥，人们最后看到他们在向长时期以来在他们手下服役的人们招手诀别。
“风云号”和“夕云号”驱逐舰于是离开了“飞龙号”，遵照山口海军少将的最后指示，阿部海军大佐下令击沉“飞龙号”。5点10分，“风云号”和“夕云号”向“飞龙号”发射了鱼雷，在一阵震耳欲聋的爆炸声后，这艘庞大的航空母舰开始下沉。东方刚刚开始发白，阿部海军大佐看到鱼雷爆炸后，相信他的任务已经完成，随即命令这两艘驱逐舰撤离。5点40分，“大和号”收到阿部海军大佐的报告称，“飞龙号”已被击沉，地点北纬31°38′，西经178°51′。但一小时二十分钟后，派到东面寻找南云部队的“凤翔号”轻型航空母舰的一架侦察机发现，“飞龙号”仍然漂在水上。这架飞机报告说，它看到“飞龙号”上还有人，并对这艘仍然冒着烟的被弃军舰拍了几张照片。
山本海军大将接到这个消息后转给南云，命令他核实，并尽一切努力援救活着的人。南云海军中将立即派“谷风号”驱逐舰执行这个任务，并派一架“长良号”旗舰的水上飞机协助寻找“飞龙号”。但是，再也看不到“飞龙号”了（据本书日文版第224页载：“飞龙号”于6月4日17点30分（日本时间6月5日14点30分）中弹，6月5日8点20分（日本时间6月6日5点20分）沉没。——译者）。
根据战后美国资料，现在知道“飞龙号”一直到8点20分左右才沉没。甲板上的那些人是机舱人员。阿部的驱逐舰发射的鱼雷恰好把下面甲板炸开一条出路，奇迹般地使这些人从船的下层逃了出来。“飞龙号”沉没后，他们漂在水上，后来被一艘美国军舰救走。“飞龙号”在这次最后作战中，除自愿与舰共存亡的两位指挥官外，一共有四百一十六名舰员丧生。
山口海军少将（1939年，根据山本（当时任海军次官，中将）的建议，山口被凋往侵华前线——汉口，任日本海军航空部队司令官。1940年，山口回国，任第二航空母舰战队司令官。在这以前，山口曾在美国普林斯顿大学留学，毕业后历任驻美海军武官、联合舰队首席参谋，海军大学教官，军令部课长、战列舰舰长等职。——译者）之死使日本海军失去了一位最有才干的将领。他曾被普遍地认为是最可能继山本海军大将之后任联合舰队司令长官。他那了不起的胆量和能力，博得了上司对他的信任和下级对他的信赖。认识山口的人都对他的死感到悲痛。
山口的同学、联合舰队参谋长宇垣在6月6日的日记里写道：“他确是一位有远见的人。他能体谅别人，为人忠厚，行动果断。他向上司很有力地提出的积极建议，对作战的胜利贡献很大；在这方面他比其他司令官更为突出，由此而赢得了一个高尚的地位。”
当山口的死讯传到阿留申部队时，第二机动部队司令官角田觉治海军少将也对山口颂扬备至。他向他的参谋奥宫海军少佐吐露：“山口海军少将要是担任机动部队司令长官多好！我情愿在他手下工作。”而山口比角田足足小一岁。
十、撤退
现在让我们回过头来讲“长良号”旗舰。11点30分，南云海军中将的中将旗移到了“长良号”。两分钟以前，“筑摩号”的搜索机报告：“敌离我部队九十海里，方位070°。时间11点10分。”人们对这个消息一下子感到很震惊。接着首席参谋大石海军大佐向南云海军中将建议：“敌人比我们原先想的近得多。如果我们全速猛进，我们就有可能与敌进行水面战斗。”
据信，敌人有七艘巡洋舰和五艘驱逐舰伴随着航空母舰。如果我方的两艘快速战列舰，两艘重巡洋舰、一艘轻巡洋舰和十二艘驱逐舰能在白天与敌进行水面战斗，我们有可能以炮火和鱼雷歼灭敌舰。但这时和“长良号”在一起的只有五艘驱逐舰了。其它舰只，有的在守卫着三艘受伤的航空母舰，有的正在跟“榛名号”、“雾岛号”战列舰，“利根号”、“筑摩号”重巡洋舰和“飞龙号”航空母舰一起北撤。
南云海军中将考虑大石的建议一直到11点53分，随即照这个建议开始行动——用无线电向南云部队的各舰队发出简短的命令：“现在我们要去进攻敌人。集合！”11点56分和11点59分，又重述了这道命令。11点59分的命令还指示，在170。航向上列阵次序是第十驱逐舰战队、第八巡洋舰战队和第三战列舰战队。与此同时，“长良号”以二十四节航速开向北东，与各舰会合。
在下达这些命令之前，南云海军中将向山本海军大将和中途岛攻略部队司令长官近藤海军中将发报，告诉了他们他的目前处境和计划。电报是11点50分发出的，电报说：“由于10点30分左右遭到敌机轰炸攻击，‘赤城号’、‘加贺号’和‘苍龙号’受到相当大的损坏，发生了大火，以致失去了战斗力。我已转移到‘长良号’，并打算在攻击敌人后带领整个部队北撤……”
13点正，“利根号”的搜索机报告了敌人正在撤退的令人泄气的消息，由于敌人这时拥有空中优势，估计它要同日本部队之间保持一个保险的距离，并频频进行空袭。敌人的警戒兵力只有巡洋舰和驱逐舰，所以对敌人来说，用火炮和鱼雷进行决战是愚蠢的。而且，敌舰有中途岛的航空兵支援，还有相当多的侦察机，很明显，不管我们如何拼命猛追，要在和敌交战中取胜是希望不大的，而且只能使自己陷入敌人的圈套。
因此，在“长良号”向北东航行一个多小时后，南云和他的幕僚决定放弃白天作战的打算。但是，总得有点作为，下一步最可能做得到的事就是进行夜战。于是，南云海军中将决定暂时西撤，与此同时，准备与敌人进行一次夜战。
14点45分，“长良号”赶上了“飞龙号”和其他军舰。部队重整队形，以旗舰居前，航空母舰居中，战列舰和巡洋舰分居两侧。16点20分，南云海军中将收到山口海军少将的报告。报告说，“飞龙号”准备用其残余的飞机，在黄昏时刻攻击敌航空母舰。机动部队司令长官同意了这个计划，但仍命令部队在进行攻击准备时继续西撤，脱离敌人。
山口海军少将计划于18点派出他的飞机。上文提到过，敌俯冲轰炸机在17点3分再次来袭，使“飞龙号”失去了战斗力，并使南云部队丧失了最后残余的空中力量。南云的参谋人员认识到败局已定，唯一的希望是避免更大的损失。但是，由于人人感到自己对作战失利负有责任，所以，谁都不愿提议撤退。
人们痛感到严峻的情势愈益明显了。我们的航空兵力已被歼灭，而敌人至少还有一艘航空母舰没有受到损伤；我们没有彻底摧毁中途岛的机场，我方的一些军舰还处于中途岛岸基飞机攻击范围之内；制空权牢牢掌握在敌人手里；胜负已定。
17点32分，另一架搜索机报告，敌特混舰队继续东撤。要进行夜战的一线希望也因此更渺茫了。南云听到这个�