曼哈頓計劃
我已經為西班牙的事業做得夠多了，其實世界上還有其他更緊迫的危機。——奧本海默奧本海默曼哈頓計劃成為研究的負責人
在斯克內克塔迪會議後的幾個月內，奧本海默繼續進行計算工作，並向勞倫斯和康普頓提出建議。
奧本海默在會議期間表現出的沉穩和智慧給康普頓留下了深刻的印象，他對奧本海默非常讚賞，所以1942年1月全力邀請他參加原子彈計劃。
當時康普頓為了改組原來的鈾谘詢委員會，經常派一些親自挑選的人員去充實薄弱環節。
他安排奧本海默與格利哥裏·布萊特在一起工作，共同負責加速中子研究項目，這項工作對整個工程至關重要。當時布萊特的頭銜是“快速破裂”項目的協調人，這個項目名稱引起了奧本海默的興趣。
但布萊特本人卻是一個極端謹小慎微、難於相處的人。他倆在共事後的4個月內，非常難於合作。布萊特一是感到奧本海默咄咄逼人，二是覺得康普頓不支持他。
而奧本海默則不得不與布萊特固執己見的個性和束縛手腳的保密觀點進行鬥爭。
當時小組中的一個成員艾利森說：“布萊特總是害怕在小組中泄露了什麼意圖，而奧本海默則相反，他唯恐這些意圖沒有讓小組成員所理解。我支持奧本海默的觀點並要求布萊特放寬檢查製度。布萊特責備我麻痹大意、故意與他作對。結果，我的建議未獲通過。因此這些討論會上什麼問題也不能談，開得空空洞洞，一無所獲。”
最後，布萊特被迫讓步。1942年5月18日，他提出辭職並完全脫離了原子彈研究工作。奧本海默單獨負責這個項目。這樣一來，奧本海默在珍珠港事件前夕最後一次參加“幫助西班牙退伍軍人大會”後僅僅6個月，就躍居原子彈計劃的關鍵崗位。
他早在1942年初已經停止通過共產黨向慈善機構捐款。奧本海默說：“我已經為西班牙的事業做得夠多了，其實世界上還有其他更緊迫的危機。”
然而，在若幹年後，有人卻不認為這表明奧本海默對政治喪失興趣，甚至表明他根本沒有固定的政治信仰，反而無中生有地說，這是奧本海默以共產黨員的身份鑽進了美國原子彈計劃，從而扮演了一個危險的新角色。
可是，奧本海默當時的所作所為卻完全和這些人臆造的離奇情節相反。1942年初，當他填寫保安調查表時，他非常坦白地承認，雖然他從來沒有正式加入共產黨成為黨員，但“幾乎參加了共產黨在美國西海岸的所有外圍陣線組織。”
按常理推斷，這樣痛快地闡明自己的政治身份，完全不像某些人所說的預謀混進一項秘密工程的人。
當奧本海默接替了布萊特的工作後，他清醒地認識到，有必要對原子彈內部機理的研究工作進行一次徹底審查。
譬如說，自從他對原子武器的臨界質量進行理論計算後，並未進行過任何實驗來肯定或否定他的計算結果。這就意味著到那時為止，科學家們實際上並不確切地知道製造一枚原子彈究竟真正需要多少鈾-235，是2千克呢？還是20千克呢，或者是200千克呢？
在芝加哥大學有一組人已經開始研究這一問題，同時奧本海默也組織了一批理論物理學家探討他們所能給出計算結果的準確程度，以便給工程師們提供設計依據。
1942年的整個夏季，這個小組定期地在利肯大廳頂層的兩間屋頂室中開會，這座大廳是伯克利的行政辦公樓，奧本海默的辦公室就設在這裏。
他們的會議是在當時最嚴密的保安措施下召開的。兩間屋頂室的窗戶和通向陽台的出口都用鋼絲網釘死，而門上裝了隻有一把鑰匙的專用鎖，鑰匙由奧本海默本人掌握。
由奧本海默親自挑選的這個小組是一支出色的隊伍，其中包括，斯坦福大學的瑞士科學家費利克斯·布洛赫；羅伯特·澤爾貝爾，他曾是奧本海默的學生，現在伯克利工作；約翰·凡·弗萊克也是未來的諾貝爾獎獲得者；還有逃離歐洲來到康奈爾大學的德籍物理學家漢斯·貝特和匈牙利籍物理學家愛德華·泰勒。
當他們開始集會時，手頭隻有一些小規模的、分散的研究結果，其中最重要的材料是從英國送來的，另外有一些是布萊特手下幾個小組的研究報告。
一開始，他們希望得到一些能表明未來原子彈破壞力及其後果概念的材料。
於是他們著手研究曆史上發生過的大爆炸事件，例如，1917年加拿大哈利法克斯市港口內一艘滿載軍火的商船爆炸的後果。
這次相當於5000噸TNT炸藥當量的大爆炸，徹底摧毀了哈利法克斯市中心區大約65平方千米內的一切建築，造成 4000人死亡。
正在研製中的原子彈威力，預計要比這次爆炸大好幾倍，因此，其效力可以由哈利法克斯慘劇的破壞效果按放大規律進行推算。通過這樣的估計，使奧本海默和他的同事們有可能更加具體地設想原子彈的毀滅能力。另外，他們研究了原子彈的基本形狀、結構、尺寸等。
奧本海默提出，需要注意核裂變裝置的基本設計，必須小巧到可以保證能實現軍事上的運輸。
他們認為，要爆炸的原子彈形狀應當像一個團球，鈾芯被包在又厚又重的金屬殼內。外殼有兩個作用：一方麵它應能在爆炸的最初千分之幾秒內將爆炸物質約束住，不使其飛散；另一方麵它又能把泄漏到鈾芯以外的中子部分地反射回去參與裂變過程。
他們必須弄清楚，在這樣短的爆炸過程中，裂變反應究竟能進行到多麼完全的程度。漢斯·貝特過去研究太陽內部的核反應時，已做出了一個相當精確的計算模型，可以用於計算原子彈內部所發生的過程。
幾周之內，這個小組不僅已研究與整理了已有的研究成果，而且弄清楚了最後製成原子彈之前還需要經過多少步驟。並肯定了原子彈製造在總體上是可行的，但需要組織大規模的科技和工業資源，也就是說製造原子彈必將是一項巨大的工程。
羅伯特·澤爾貝爾以及其他許多人都為這個組取得的迅速進展慶幸，他把這個成績歸功於奧本海默的非凡領導才能。
愛德華·泰勒也認為他們的進展出乎意外，他也同樣把成績歸功於奧本海默。
他說：“奧本海默作為全組的領導人，表現出一種精明能幹、穩重而又平易近人的氣質。我不明白他是如何學會這種領導才能的。凡是過去了解他的人都為他的這種變化吃驚。隻有一個政治家或行政管員才會具備這種才能。”
“不僅如此，奧本海默所固有的那種天賦，即思想敏銳、能領會別人思想而加以闡明並進行指導的能力，對他的工作同樣是非常寶貴的。他早年那種彬彬有禮的風度，現在更為老成，形成了一種既嚴肅而又使人感到溫文爾雅的魅力，而且他善於利用這種風度待人接物，使對方產生最好的印象。”
然而，當愛德華·泰勒在6月初向他提出製造威力更大的氫彈的建議時，奧本海默這種出眾的才能似乎遭到嚴峻的考驗。
主持核試驗
1942年上半年，第二次世界大戰進入關鍵時期，為了監督日益擴展的計劃，布什和科南特便在9月指派一位軍方領導人萊思利·格羅夫斯上校負責日常的整合協調，全力組織實施的這個研製原子彈的絕密工程。這就是著名的 “曼哈頓計劃”。
格羅夫斯46歲，體格魁梧，出生在一個長老會家庭。他是一位盡職的陸軍軍官，也是一位頗有經驗和實務的工程師，剛結束在首府華盛頓的作戰指揮部五角大廈的建造工作。
接受任務後，格羅夫斯隨即被晉升為準將，並賦予他在這個工程上的最高權力。上任伊始，格羅夫斯就安排購買了1200噸富鈾礦石，並下令在田納西州征用了一塊地用於鈾的提煉。
格羅夫斯上任後發現了很多問題，他相繼訪問了匹茨堡、哥倫比亞和芝加哥幾個相關的實驗室後對他的信心打擊很大，特別是一些關鍵數據過了一年了還沒有什麼明顯的進展。
隨後，格羅夫斯討論一個更難以解決的問題就是關於原子彈的前景。他將與負責原子彈設計工作的科學家，“快速破裂”項目的協調人羅伯特·奧本海默探討這一問題。
奧本海默在參加原子彈研製工作以後的這一年裏，不僅對這項工作的技術與管理問題感到極大興趣，而且還發現了自己的領導才能。
奧本海默感到對別人的活動進行指導與組織協調工作特別適合自己。正如他在當年夏季已經表現出來的那樣，他具有非凡的感染力和說服別人的本領，他有能力可以將性格完全不同的一批人組織起來成為一個很有效的工作集體。
奧本海默能夠及時抓住討論中不同意見的實質，並引導他們不離主題。同時，他對科學知識的涉獵麵很廣，但卻並不深入，這一點特別適合於處理研製原子彈過程中所遇到的極為廣泛的各種問題。因此，由於種種原因，奧本海默很希望保持他在研製原子彈計劃中項目負責人地位。
就格羅夫斯而言，他已到達了這次行程的終端，心中感到十分惶惑與沮喪，因此渴望得到別人的指點。他發現奧本海默具有正確評價各種技術方案的傑出才能，奧本海默不像其他科學家那樣津津樂道地推銷自己偏愛的某種方法，而是願意花時間把科學上的問題症結所在向他闡述清楚。
奧本海默和格羅夫斯似乎十分投緣，格羅夫斯直爽、沒耐心的舉止態度，竟和奧本海默的“劣根性”很相似。
他們1942年10月8日在伯克利首次見麵後，格羅夫斯對奧本海默的印象就如此之深，他認為，奧本海默是位奇才，而且有領導的能力，完全可以帶領著一群性格各異的科學家達成目標，協助他來完成“曼哈頓計劃”。
一星期之後，在他歸途中再訪芝加哥時，他通知奧本海默也飛往芝加哥與他同乘著名的20世紀公司的豪華特別快車返回紐約。
在列車上的狹窄包廂裏格羅夫斯和他的兩名軍人助手尼科爾斯與馬歇爾，和奧本海默同坐在一起交談了好幾個小時，研究采用何種最好的方式組織原子彈的研製計劃。
當時奧本海默已經遇到的問題之一，就是這項計劃的高度保密要求對於研究工作產生了極為不利的影響。他曾經發現，如果在實驗室工作的科學家對於自己所從事的研究工作的最終目的一無所知，則對於該項研究必定毫無積極性。
奧本海默認為，不應容許再發生類似這樣的情況。因此，他建議把所有的研究人員集中到一個實驗室裏，這樣就可以在那裏完全自由地討論問題，相互激發靈感，而這個實驗室對外界則應絕對保密。
這種方案正和格羅夫斯自己考慮過的一樣，因此他很高興發現有這樣一位科學家，不僅認識到保密問題的重要性而且還認真地考慮了實際解決問題的辦法。然而，就格羅夫斯而言，他之所以提出隻限於在一個實驗室內交流情報的這種主張，還有著他自己的偏見。
格羅夫斯認為，科學界高度推崇的這種學術交流，完全沒有必要，隻是浪費時間。他不希望在他領導下的科學家們參加什麼“大學裏的學術交流，討論各種新概念，彼此相互學習等。”
在他看來，最理想的是最好取消一切交流，但他也認識到這樣做是行不通的。因此格羅夫斯認為，奧本海默所提出的這種組織一個綜合性實驗室的想法，至少可以保證每位科學家隻限於做本計劃之內的工作，這可能是一個比較合理的折中方案。
格羅夫斯決定按奧本海默的建議采取行動，首先要為這個新的原子彈實驗室選址。這件事早已超出了他所接受任務的範圍，但格羅夫斯並不介意。他經常按照“與其猶豫不決，不如采取行動”的格言行事，而這也並非第一次。與此同時，他開始確定新實驗室的領導人。
格羅夫斯中意的第一個候選人是厄尼·勞倫斯。但由於格羅夫斯在電磁分離鈾同位素的方法上下了非常大的賭注，他不想冒險把勞倫斯從目前的崗位上調開，以免田納西的工廠有落空的危險。
格羅夫斯的第二個候選人是奧本海默，雖然他缺乏行政管理經驗，又不是諾貝爾獎獲得者，不像格羅夫斯所希望的那樣，在科學家中具有“原子彈研製任務領導人所應有的那種威信”。
但格羅夫斯還是決心支持奧本海默。他呈報軍事政策委員會，提名奧本海默擔任實驗室的領導人。可是隨之而來的是他意想不到的一次打擊。
美國聯邦調查局聽到奧本海默可能被考慮擔任這個重要職務的消息後，立即通過“曼哈頓計劃”內的保安機構與格羅夫斯接觸，警告他說，聯邦調查局認為根本不應該讓奧本海默參加這項計劃的任何一項活動。
但格羅夫斯說：“對於這類重要的保安問題，我向來有自己的做法。我親自閱讀了所有的原始材料，我不想依靠保安官員來代替我做出結論。”
格羅夫斯所閱讀的材料中包括奧本海默本人填寫的保安認可調查表，以及聯邦調查員的調查材料。這些證明材料主要涉及奧本海默過去與各種左翼組織的聯係以及與許多知名的共產黨人的關係。
由於美國聯邦調查局不斷擴大它的偵察活動範圍，奧本海默的檔案材料仍在不斷增加。格羅夫斯可能也閱讀過表明奧本海默具有“潛在危險”的那些材料，這是比戰前的那些曆史材料更有說服力的。
雖然當時蘇聯是美國對德作戰的盟國，而且斯大林格勒戰鬥還正處於高潮，但美國已經非常注意共產黨的活動，認為他們企圖取得各項秘密計劃的情報並傳遞給蘇聯。
根據最近生效的“情報自由法案”，公開了一大批美國聯邦調查局在戰時所調查的原始材料檔案，其中就包括當年格羅夫斯據以做出判斷的那些材料。
例如，有一份記載日期為1942年10月10日的技術監聽材料，其中記錄了某地共產黨總部內一次會議上的談話，據該報告記載，這些談話是采用電話麥克風技術裝置監聽而記錄下來的。
會議的參加者有史蒂夫·納爾遜，就是奧本海默夫婦的朋友，還有勞埃德·萊曼和一個無名的第三者。
在這份報告的總結中寫道：
在討論中，勞埃德告訴史蒂夫一則消息，這是與正在發展中的一種重要武器有關的。
史蒂夫談到一個人，並說此人現在極度緊張不安。此人過去一向很活躍，現在不活躍了。此人被美國政府看做是“赤色分子”，但被批準留在研究計劃內工作，因為他在科學界很有聲望。
史蒂夫又說此人曾經在教師聯合會的委員會以及西班牙委員會中工作過，而此人不可能掩蓋他過去的曆史。
技術監聽裝置的監聽員認為史蒂夫所講的“他”，指的就是羅伯特·奧本海默。
上述報告表明，共產黨人當時已經知道了原子彈研製計劃，即使他們不知道細節也知道了梗概，而且報告還表明奧本海默過去所接觸過的共產黨員對他仍然感興趣。
盡管格羅夫斯看到了這一類證明材料，他仍然認為奧本海默的能力非凡，足以抵消他可能成為保安危險分子的風險，因此格羅夫斯幾乎立即作出安排，讓奧本海默陪同他一起去選擇新實驗室的地址。
然而，“曼哈頓計劃”的保安小組不同意這樣的判斷，他們拒絕簽發奧本海默的保安許可證，至少是暫時扣住不發，同時繼續進行調查。
而軍事政策委員會的決定深受軍方情報人員的影響，在他們眼中，一個前任未婚妻、現在妻子、弟弟及弟媳曾經是或一直是共產黨員的人選，實在不適合這個國家最高軍事機密研究室領導人一職。
不過，格羅夫斯真正擔心的是研究的進度而不是奧本海默的個人身份問題。經過格羅夫斯反複遊說，10月中旬，他終於獲得批準，聘請奧本海默出任這個新實驗室的領導人。
負責籌建實驗室
對於製造原子彈實驗室的選址工作，許多人曾經提出過建議，但其中除了兩處以外，全都被否決了。
格羅夫斯否決了將實驗室建在洛杉磯以北聖貝納迪諾的建議，因為洛杉磯的吸引力太大，容易招致工作人員破壞安保規定進入市區。
另一處地址在內華達州雷諾城附近，由於該地冬季氣候太壞而被放棄。最後，選址的範圍縮小到新墨西哥州的幾處可能的地點。
該州的主要城市阿爾布凱克，雖然鐵路與空中交通非常方便，但四周郊區卻很少有居民，而且難於通行。
一開始在該市周圍有5處地方可供選擇，但到1942年11月中旬，格羅夫斯同奧本海默出發考察時，候選名單上隻剩下兩處：傑姆茲泉和奧本海默本人建議的一處，位於新墨西哥州中西部的洛斯阿拉莫斯。
他們首先視察了傑姆茲泉，這是一個狹長形的峽穀，三麵被高矗的峭壁包圍，很難見到陽光。格羅夫斯擔心現有的房子太少。奧本海默則考慮到此地過於荒涼，因此他們繼續前進。
他們乘坐不帶標誌的車子，沿著坎坷不平的山路由傑姆茲泉蜿蜒而上，進入傑姆茲山區，駛向洛斯阿拉莫斯。
洛斯阿拉莫斯，西班牙語是木棉樹的意思。事實上，在這海拔2500米高的地方，根本很少見到木棉樹，反倒是濃密鬆樹及灌木圍繞左右。
周圍的山色十分壯觀，從基地上的某些角度，還可以遠眺群山背後，一片延伸至地平線的大沙漠。
這一小組人在途中經過的鄉村就是奧本海默在過去15年間曾經迷戀過的地方，在他20多歲時，常在附近縱馬馳騁。
隨後他帶格羅夫斯去參觀了位於海拔2100米高的洛斯阿拉莫斯寄宿製兒童學校，在他們視察的地點已經準備好了住處，而且有水電供應。
汽車終於到達崇山峻嶺間的一處基地，他們看到了一些分散的木屋和校舍。
這所學校以善於在戶外環境中培養學生而著稱。穿著童子軍裝的孩子們在田野間用好奇的眼光注視著這一小批人：他們下了汽車，並端詳著地圖，眺望周圍的原野，之後又談論著什麼。
這裏環境幽美，山色秀麗，但格羅夫斯卻隻關心實際問題。該地的一個大好條件是有現成的校舍，但也有若幹缺點。水源僅夠目前居民飲用，電力線有待架設。由聖塔菲通往學校的那條蜿蜒的沙礫小路需要徹底翻修。
奧本海默製訂了一個建設實驗室的計劃，他認為隻需要30多位科學家加上後勤人員就可以完成任務。因此，格羅夫斯就根據這個計劃決定把新的實驗室建造在洛斯阿拉莫斯。
奧本海默想把他常來遊玩的這片地區與他的物理事業結合在一起的目的終於實現了，但最終這裏的自然環境被大規模的施工嚴重破壞。
多年後，他說：“我要為毀掉這樣一個美麗的地方負責。”
幾個月之後，奧本海默由於各種原因大大增加了所需人員的數目，好在這時早已經征購了這所校舍，而且實驗室已經開工建造。
實際上，這項耗費了大量人力、物力、財力的大工程，遠非奧本海默開始時想得那麼簡單，這位優秀的理論物理學家一上任就麵臨著許多這樣那樣的困難。
奧本海默的助手之一、實驗物理學家約翰·曼利認為，如果奧本海默是個實驗物理學家，他就會明白“搞實驗物理學90％是管道工程”，因為，如果要他選，他永遠也不會選這個地方。