我已经为西班牙的事业做得够多了，其实世界上还有其他更紧迫的危机。——奥本海默奥本海默曼哈顿计划成为研究的负责人
在斯克内克塔迪会议后的几个月内，奥本海默继续进行计算工作，并向劳伦斯和康普顿提出建议。
奥本海默在会议期间表现出的沉稳和智慧给康普顿留下了深刻的印象，他对奥本海默非常赞赏，所以1942年1月全力邀请他参加原子弹计划。
当时康普顿为了改组原来的铀咨询委员会，经常派一些亲自挑选的人员去充实薄弱环节。
他安排奥本海默与格利哥里·布莱特在一起工作，共同负责加速中子研究项目，这项工作对整个工程至关重要。当时布莱特的头衔是“快速破裂”项目的协调人，这个项目名称引起了奥本海默的兴趣。
但布莱特本人却是一个极端谨小慎微、难于相处的人。他俩在共事后的4个月内，非常难于合作。布莱特一是感到奥本海默咄咄逼人，二是觉得康普顿不支持他。
而奥本海默则不得不与布莱特固执己见的个性和束缚手脚的保密观点进行斗争。
当时小组中的一个成员艾利森说：“布莱特总是害怕在小组中泄露了什么意图，而奥本海默则相反，他唯恐这些意图没有让小组成员所理解。我支持奥本海默的观点并要求布莱特放宽检查制度。布莱特责备我麻痹大意、故意与他作对。结果，我的建议未获通过。因此这些讨论会上什么问题也不能谈，开得空空洞洞，一无所获。”
最后，布莱特被迫让步。1942年5月18日，他提出辞职并完全脱离了原子弹研究工作。奥本海默单独负责这个项目。这样一来，奥本海默在珍珠港事件前夕最后一次参加“帮助西班牙退伍军人大会”后仅仅6个月，就跃居原子弹计划的关键岗位。
他早在1942年初已经停止通过共产党向慈善机构捐款。奥本海默说：“我已经为西班牙的事业做得够多了，其实世界上还有其他更紧迫的危机。”
然而，在若干年后，有人却不认为这表明奥本海默对政治丧失兴趣，甚至表明他根本没有固定的政治信仰，反而无中生有地说，这是奥本海默以共产党员的身份钻进了美国原子弹计划，从而扮演了一个危险的新角色。
可是，奥本海默当时的所作所为却完全和这些人臆造的离奇情节相反。1942年初，当他填写保安调查表时，他非常坦白地承认，虽然他从来没有正式加入共产党成为党员，但“几乎参加了共产党在美国西海岸的所有外围阵线组织。”
按常理推断，这样痛快地阐明自己的政治身份，完全不像某些人所说的预谋混进一项秘密工程的人。
当奥本海默接替了布莱特的工作后，他清醒地认识到，有必要对原子弹内部机理的研究工作进行一次彻底审查。
譬如说，自从他对原子武器的临界质量进行理论计算后，并未进行过任何实验来肯定或否定他的计算结果。这就意味着到那时为止，科学家们实际上并不确切地知道制造一枚原子弹究竟真正需要多少铀-235，是2千克呢？还是20千克呢，或者是200千克呢？
在芝加哥大学有一组人已经开始研究这一问题，同时奥本海默也组织了一批理论物理学家探讨他们所能给出计算结果的准确程度，以便给工程师们提供设计依据。
1942年的整个夏季，这个小组定期地在利肯大厅顶层的两间屋顶室中开会，这座大厅是伯克利的行政办公楼，奥本海默的办公室就设在这里。
他们的会议是在当时最严密的保安措施下召开的。两间屋顶室的窗户和通向阳台的出口都用钢丝网钉死，而门上装了只有一把钥匙的专用锁，钥匙由奥本海默本人掌握。
由奥本海默亲自挑选的这个小组是一支出色的队伍，其中包括，斯坦福大学的瑞士科学家费利克斯·布洛赫；罗伯特·泽尔贝尔，他曾是奥本海默的学生，现在伯克利工作；约翰·凡·弗莱克也是未来的诺贝尔奖获得者；还有逃离欧洲来到康奈尔大学的德籍物理学家汉斯·贝特和匈牙利籍物理学家爱德华·泰勒。
当他们开始集会时，手头只有一些小规模的、分散的研究结果，其中最重要的材料是从英国送来的，另外有一些是布莱特手下几个小组的研究报告。
一开始，他们希望得到一些能表明未来原子弹破坏力及其后果概念的材料。
于是他们着手研究历史上发生过的大爆炸事件，例如，1917年加拿大哈利法克斯市港口内一艘满载军火的商船爆炸的后果。
这次相当于5000吨TNT炸药当量的大爆炸，彻底摧毁了哈利法克斯市中心区大约65平方千米内的一切建筑，造成 4000人死亡。
正在研制中的原子弹威力，预计要比这次爆炸大好几倍，因此，其效力可以由哈利法克斯惨剧的破坏效果按放大规律进行推算。通过这样的估计，使奥本海默和他的同事们有可能更加具体地设想原子弹的毁灭能力。另外，他们研究了原子弹的基本形状、结构、尺寸等。
奥本海默提出，需要注意核裂变装置的基本设计，必须小巧到可以保证能实现军事上的运输。
他们认为，要爆炸的原子弹形状应当像一个团球，铀芯被包在又厚又重的金属壳内。外壳有两个作用：一方面它应能在爆炸的最初千分之几秒内将爆炸物质约束住，不使其飞散；另一方面它又能把泄漏到铀芯以外的中子部分地反射回去参与裂变过程。
他们必须弄清楚，在这样短的爆炸过程中，裂变反应究竟能进行到多么完全的程度。汉斯·贝特过去研究太阳内部的核反应时，已做出了一个相当精确的计算模型，可以用于计算原子弹内部所发生的过程。
几周之内，这个小组不仅已研究与整理了已有的研究成果，而且弄清楚了最后制成原子弹之前还需要经过多少步骤。并肯定了原子弹制造在总体上是可行的，但需要组织大规模的科技和工业资源，也就是说制造原子弹必将是一项巨大的工程。
罗伯特·泽尔贝尔以及其他许多人都为这个组取得的迅速进展庆幸，他把这个成绩归功于奥本海默的非凡领导才能。
爱德华·泰勒也认为他们的进展出乎意外，他也同样把成绩归功于奥本海默。
他说：“奥本海默作为全组的领导人，表现出一种精明能干、稳重而又平易近人的气质。我不明白他是如何学会这种领导才能的。凡是过去了解他的人都为他的这种变化吃惊。只有一个政治家或行政管员才会具备这种才能。”
“不仅如此，奥本海默所固有的那种天赋，即思想敏锐、能领会别人思想而加以阐明并进行指导的能力，对他的工作同样是非常宝贵的。他早年那种彬彬有礼的风度，现在更为老成，形成了一种既严肃而又使人感到温文尔雅的魅力，而且他善于利用这种风度待人接物，使对方产生最好的印象。”
然而，当爱德华·泰勒在6月初向他提出制造威力更大的氢弹的建议时，奥本海默这种出众的才能似乎遭到严峻的考验。
主持核试验
1942年上半年，第二次世界大战进入关键时期，为了监督日益扩展的计划，布什和科南特便在9月指派一位军方领导人莱思利·格罗夫斯上校负责日常的整合协调，全力组织实施的这个研制原子弹的绝密工程。这就是著名的 “曼哈顿计划”。
格罗夫斯46岁，体格魁梧，出生在一个长老会家庭。他是一位尽职的陆军军官，也是一位颇有经验和实务的工程师，刚结束在首府华盛顿的作战指挥部五角大厦的建造工作。
接受任务后，格罗夫斯随即被晋升为准将，并赋予他在这个工程上的最高权力。上任伊始，格罗夫斯就安排购买了1200吨富铀矿石，并下令在田纳西州征用了一块地用于铀的提炼。
格罗夫斯上任后发现了很多问题，他相继访问了匹茨堡、哥伦比亚和芝加哥几个相关的实验室后对他的信心打击很大，特别是一些关键数据过了一年了还没有什么明显的进展。
随后，格罗夫斯讨论一个更难以解决的问题就是关于原子弹的前景。他将与负责原子弹设计工作的科学家，“快速破裂”项目的协调人罗伯特·奥本海默探讨这一问题。
奥本海默在参加原子弹研制工作以后的这一年里，不仅对这项工作的技术与管理问题感到极大兴趣，而且还发现了自己的领导才能。
奥本海默感到对别人的活动进行指导与组织协调工作特别适合自己。正如他在当年夏季已经表现出来的那样，他具有非凡的感染力和说服别人的本领，他有能力可以将性格完全不同的一批人组织起来成为一个很有效的工作集体。
奥本海默能够及时抓住讨论中不同意见的实质，并引导他们不离主题。同时，他对科学知识的涉猎面很广，但却并不深入，这一点特别适合于处理研制原子弹过程中所遇到的极为广泛的各种问题。因此，由于种种原因，奥本海默很希望保持他在研制原子弹计划中项目负责人地位。
就格罗夫斯而言，他已到达了这次行程的终端，心中感到十分惶惑与沮丧，因此渴望得到别人的指点。他发现奥本海默具有正确评价各种技术方案的杰出才能，奥本海默不像其他科学家那样津津乐道地推销自己偏爱的某种方法，而是愿意花时间把科学上的问题症结所在向他阐述清楚。
奥本海默和格罗夫斯似乎十分投缘，格罗夫斯直爽、没耐心的举止态度，竟和奥本海默的“劣根性”很相似。
他们1942年10月8日在伯克利首次见面后，格罗夫斯对奥本海默的印象就如此之深，他认为，奥本海默是位奇才，而且有领导的能力，完全可以带领着一群性格各异的科学家达成目标，协助他来完成“曼哈顿计划”。
一星期之后，在他归途中再访芝加哥时，他通知奥本海默也飞往芝加哥与他同乘著名的20世纪公司的豪华特别快车返回纽约。
在列车上的狭窄包厢里格罗夫斯和他的两名军人助手尼科尔斯与马歇尔，和奥本海默同坐在一起交谈了好几个小时，研究采用何种最好的方式组织原子弹的研制计划。
当时奥本海默已经遇到的问题之一，就是这项计划的高度保密要求对于研究工作产生了极为不利的影响。他曾经发现，如果在实验室工作的科学家对于自己所从事的研究工作的最终目的一无所知，则对于该项研究必定毫无积极性。
奥本海默认为，不应容许再发生类似这样的情况。因此，他建议把所有的研究人员集中到一个实验室里，这样就可以在那里完全自由地讨论问题，相互激发灵感，而这个实验室对外界则应绝对保密。
这种方案正和格罗夫斯自己考虑过的一样，因此他很高兴发现有这样一位科学家，不仅认识到保密问题的重要性而且还认真地考虑了实际解决问题的办法。然而，就格罗夫斯而言，他之所以提出只限于在一个实验室内交流情报的这种主张，还有着他自己的偏见。
格罗夫斯认为，科学界高度推崇的这种学术交流，完全没有必要，只是浪费时间。他不希望在他领导下的科学家们参加什么“大学里的学术交流，讨论各种新概念，彼此相互学习等。”
在他看来，最理想的是最好取消一切交流，但他也认识到这样做是行不通的。因此格罗夫斯认为，奥本海默所提出的这种组织一个综合性实验室的想法，至少可以保证每位科学家只限于做本计划之内的工作，这可能是一个比较合理的折中方案。
格罗夫斯决定按奥本海默的建议采取行动，首先要为这个新的原子弹实验室选址。这件事早已超出了他所接受任务的范围，但格罗夫斯并不介意。他经常按照“与其犹豫不决，不如采取行动”的格言行事，而这也并非第一次。与此同时，他开始确定新实验室的领导人。
格罗夫斯中意的第一个候选人是厄尼·劳伦斯。但由于格罗夫斯在电磁分离铀同位素的方法上下了非常大的赌注，他不想冒险把劳伦斯从目前的岗位上调开，以免田纳西的工厂有落空的危险。
格罗夫斯的第二个候选人是奥本海默，虽然他缺乏行政管理经验，又不是诺贝尔奖获得者，不像格罗夫斯所希望的那样，在科学家中具有“原子弹研制任务领导人所应有的那种威信”。
但格罗夫斯还是决心支持奥本海默。他呈报军事政策委员会，提名奥本海默担任实验室的领导人。可是随之而来的是他意想不到的一次打击。
美国联邦调查局听到奥本海默可能被考虑担任这个重要职务的消息后，立即通过“曼哈顿计划”内的保安机构与格罗夫斯接触，警告他说，联邦调查局认为根本不应该让奥本海默参加这项计划的任何一项活动。
但格罗夫斯说：“对于这类重要的保安问题，我向来有自己的做法。我亲自阅读了所有的原始材料，我不想依靠保安官员来代替我做出结论。”
格罗夫斯所阅读的材料中包括奥本海默本人填写的保安认可调查表，以及联邦调查员的调查材料。这些证明材料主要涉及奥本海默过去与各种左翼组织的联系以及与许多知名的共产党人的关系。
由于美国联邦调查局不断扩大它的侦察活动范围，奥本海默的档案材料仍在不断增加。格罗夫斯可能也阅读过表明奥本海默具有“潜在危险”的那些材料，这是比战前的那些历史材料更有说服力的。
虽然当时苏联是美国对德作战的盟国，而且斯大林格勒战斗还正处于高潮，但美国已经非常注意共产党的活动，认为他们企图取得各项秘密计划的情报并传递给苏联。
根据最近生效的“情报自由法案”，公开了一大批美国联邦调查局在战时所调查的原始材料档案，其中就包括当年格罗夫斯据以做出判断的那些材料。
例如，有一份记载日期为1942年10月10日的技术监听材料，其中记录了某地共产党总部内一次会议上的谈话，据该报告记载，这些谈话是采用电话麦克风技术装置监听而记录下来的。
会议的参加者有史蒂夫·纳尔逊，就是奥本海默夫妇的朋友，还有劳埃德·莱曼和一个无名的第三者。
在这份报告的总结中写道：
在讨论中，劳埃德告诉史蒂夫一则消息，这是与正在发展中的一种重要武器有关的。
史蒂夫谈到一个人，并说此人现在极度紧张不安。此人过去一向很活跃，现在不活跃了。此人被美国政府看做是“赤色分子”，但被批准留在研究计划内工作，因为他在科学界很有声望。
史蒂夫又说此人曾经在教师联合会的委员会以及西班牙委员会中工作过，而此人不可能掩盖他过去的历史。
技术监听装置的监听员认为史蒂夫所讲的“他”，指的就是罗伯特·奥本海默。
上述报告表明，共产党人当时已经知道了原子弹研制计划，即使他们不知道细节也知道了梗概，而且报告还表明奥本海默过去所接触过的共产党员对他仍然感兴趣。
尽管格罗夫斯看到了这一类证明材料，他仍然认为奥本海默的能力非凡，足以抵消他可能成为保安危险分子的风险，因此格罗夫斯几乎立即作出安排，让奥本海默陪同他一起去选择新实验室的地址。
然而，“曼哈顿计划”的保安小组不同意这样的判断，他们拒绝签发奥本海默的保安许可证，至少是暂时扣住不发，同时继续进行调查。
而军事政策委员会的决定深受军方情报人员的影响，在他们眼中，一个前任未婚妻、现在妻子、弟弟及弟媳曾经是或一直是共产党员的人选，实在不适合这个国家最高军事机密研究室领导人一职。
不过，格罗夫斯真正担心的是研究的进度而不是奥本海默的个人身份问题。经过格罗夫斯反复游说，10月中旬，他终于获得批准，聘请奥本海默出任这个新实验室的领导人。
负责筹建实验室
对于制造原子弹实验室的选址工作，许多人曾经提出过建议，但其中除了两处以外，全都被否决了。
格罗夫斯否决了将实验室建在洛杉矶以北圣贝纳迪诺的建议，因为洛杉矶的吸引力太大，容易招致工作人员破坏安保规定进入市区。
另一处地址在内华达州雷诺城附近，由于该地冬季气候太坏而被放弃。最后，选址的范围缩小到新墨西哥州的几处可能的地点。
该州的主要城市阿尔布凯克，虽然铁路与空中交通非常方便，但四周郊区却很少有居民，而且难于通行。
一开始在该市周围有5处地方可供选择，但到1942年11月中旬，格罗夫斯同奥本海默出发考察时，候选名单上只剩下两处：杰姆兹泉和奥本海默本人建议的一处，位于新墨西哥州中西部的洛斯阿拉莫斯。
他们首先视察了杰姆兹泉，这是一个狭长形的峡谷，三面被高矗的峭壁包围，很难见到阳光。格罗夫斯担心现有的房子太少。奥本海默则考虑到此地过于荒凉，因此他们继续前进。
他们乘坐不带标志的车子，沿着坎坷不平的山路由杰姆兹泉蜿蜒而上，进入杰姆兹山区，驶向洛斯阿拉莫斯。
洛斯阿拉莫斯，西班牙语是木棉树的意思。事实上，在这海拔2500米高的地方，根本很少见到木棉树，反倒是浓密松树及灌木围绕左右。
周围的山色十分壮观，从基地上的某些角度，还可以远眺群山背后，一片延伸至地平线的大沙漠。
这一小组人在途中经过的乡村就是奥本海默在过去15年间曾经迷恋过的地方，在他20多岁时，常在附近纵马驰骋。
随后他带格罗夫斯去参观了位于海拔2100米高的洛斯阿拉莫斯寄宿制儿童学校，在他们视察的地点已经准备好了住处，而且有水电供应。
汽车终于到达崇山峻岭间的一处基地，他们看到了一些分散的木屋和校舍。
这所学校以善于在户外环境中培养学生而著称。穿着童子军装的孩子们在田野间用好奇的眼光注视着这一小批人：他们下了汽车，并端详着地图，眺望周围的原野，之后又谈论着什么。
这里环境幽美，山色秀丽，但格罗夫斯却只关心实际问题。该地的一个大好条件是有现成的校舍，但也有若干缺点。水源仅够目前居民饮用，电力线有待架设。由圣塔菲通往学校的那条蜿蜒的沙砾小路需要彻底翻修。
奥本海默制订了一个建设实验室的计划，他认为只需要30多位科学家加上后勤人员就可以完成任务。因此，格罗夫斯就根据这个计划决定把新的实验室建造在洛斯阿拉莫斯。
奥本海默想把他常来游玩的这片地区与他的物理事业结合在一起的目的终于实现了，但最终这里的自然环境被大规模的施工严重破坏。
多年后，他说：“我要为毁掉这样一个美丽的地方负责。”
几个月之后，奥本海默由于各种原因大大增加了所需人员的数目，好在这时早已经征购了这所校舍，而且实验室已经开工建造。
实际上，这项耗费了大量人力、物力、财力的大工程，远非奥本海默开始时想得那么简单，这位优秀的理论物理学家一上任就面临着许多这样那样的困难。
奥本海默的助手之一、实验物理学家约翰·曼利认为，如果奥本海默是个实验物理学家，他就会明白“搞实验物理学90％是管道工程”，因为，如果要他选，他永远也不会选这个地方。
如果完全让奥本海默按照自己最初的设想办事，他很可能闹出一场大笑话，这就是说，企图仅仅依靠他精心挑选的30多位科学家来制造原子弹！
奥本海默在做出了建设洛斯阿拉莫斯实验室的决定后，他似乎对如何管理这样一个大实验室毫无思想准备。
芝加哥大学的萨姆·艾利森是从一开始就参加这项计划的一位科学家，他这样回忆道：
正值1942年圣诞节前夕，奥本海默要求我帮助他进行实验室的初步规划。他和我两人坐在台地上讨论实验室的建设计划。他给我看了他草拟的一份实验室组织机构表，其中包括100人左右。
我看了之后觉得某些地方不行，但也不知道问题究竟在哪里。我只能随便地提了提，“怎么没有负责运输的职员呢？”我问他。
他不以为然地瞧着我说：“我们不需要运输什么东西。”显然，他比我对未来实验室的规模更加估计不足。我认为在沙漠里建造这种实验中心的想法本身就是错误的。
就我看来，把实验室造在大的工业区内可能更加合理，至少从经济上看是有利的，但奥本海默似乎偏爱那个乡村。
如果说奥本海默不善于估计实际工作所需要的人力，这点还是可以理解的，但他竟然如此低估了所需的科学队伍的数量，就很难使人信服了。
他在处理这个问题上似乎采取了一种漫不经心的、空想的不切实际的态度。他的女秘书普丽西拉·杜菲尔德回忆，奥本海默经常与罗伯特·泽尔贝尔无休止地聊天，谈论邀请什么人参加这个班子比较理想，以及某人的杰出才华可以启发另一个人比较平庸的思想等。
看起来他并不像是在组织一项规模巨大的科学技术事业，而更像是在挑选百老汇戏院中的演员。
他还有一些奇怪的念头，例如主张为“新婚夫妇”建造特别安静的住宅。他所指的“新婚夫妇”似乎是结了婚但还没有孩子的夫妻。
1943年初，当年仅28岁的罗伯特·威尔逊负责把哈佛大学的回旋加速器搬迁到洛斯阿拉莫斯时，这种机构不健全的严重后果就开始暴露出来了。
威尔逊是奥本海默过去的学生，他应奥本海默的要求，于3月4日来到洛斯阿拉莫斯了解安装回旋加速器的条件是否成熟，同时检查其他科研设施的施工进度。当他看到洛斯阿拉莫斯建设工作陷于一片混乱时，简直被吓坏了。
在我回哈佛的途中，我在芝加哥冶金实验室停留并与约翰·曼利进行了讨论，我们不但议论了洛斯阿拉莫斯的现状，而且谈到那里严重的无计划性，几乎不知道那一件事由谁负责，而且所有的工作都没有日程安排。我们决定直接去找奥本海默并要求他研究改善这种状况的办法。
于是我们到伯克利去找他。看来奥本海默当时把大部分时间都花费在社交聚会上，至少我们是在那种场合找到他的。他和往常一样表演他拿手的马丁尼酒，这种酒就是把一定分量的杜松子酒掺到马丁尼酒中去，而且他一板一眼地干这件事。不知道是他喝多了还是我和曼利喝多了，我们和他大吵了起来。
我们缠住奥本海默并向他汇报所遇到的种种实际问题，希望能够使他了解现场的混乱情况，但没有讲多久，奥本海默就勃然大怒。他用粗话骂我们，指责我们不应当告诉他这些无聊的琐事，说这些该死的事不用我们多管等。
我们两人都差点被吓住了。我们感到害怕的是，如果这种人就是领导，如果这种领导光靠发脾气来解决问题，那么他怎样能够把事情办好呢。因此，约翰和我离开了奥本海默，两人讨论决定不要指望奥本海默的领导，宁可自己主动来解决这些问题。
然而，正像奥本海默12年以前开始授课时讲得一塌糊涂以后就改进了那样，他在洛斯阿拉莫斯的工作也改进得非常迅速。
“他是一个非常聪明的人，无论我们觉察到他哪方面不足，在几个月内这些不足就会改掉，而且更懂得管理程序。不论我们有什么的疑惑，都会很快被解决掉。”威尔逊说道，“后来，当我和他在一起的时候，觉得自己也高大了许多，我崇拜他，并努力成为他那样的人。”
1943年3月，他编出了一份详细的实验室人员组织表，总人数由原来的100人扩充到1500人，同时他又亲自动手解决另一个主要问题，就是招聘科学家。
格罗夫斯原来希望选择一位诺贝尔奖获得者当新所长的原因之一，就是这样有助于吸引别的科学家前来参加工作。所有其他最优秀的科学家都已经参加到别的军事科研，如火箭、雷达等研究工作中去了，而现在要把这些人吸引到原子弹研究中来。
然而，由奥本海默进行招聘工作却有双重的不利条件，他不仅没有获得诺贝尔奖这种最高奖赏作为吸引别人的资本，而且由于保安的原因，他在进行招聘时又不能说明工作的内容，只能像安徒生童话中的“皇帝的新衣”那样使别人感到一种看不见的光荣。
在进行初步试探时，他甚至不能向招聘的对象透露，到底要他来做什么性质的工作。同时他还有必要向他们说明，参加这项工作的人都必须离开家庭，并与外界断绝一切联系。只有已经结了婚的才许带上家属，而未婚的人则在战争结束之前不许与他们的女朋友及家人见面。
这真是一件棘手的工作，但奥本海默很巧妙地进行这项任务。他首先集中精力聘请了一小批最有名望的科学家，然后利用他们的声誉去吸引别人。
他最先找到与他在伯克利一起工作过的汉斯·贝特，同时又聘请了芝加哥大学的恩里科·费米。但他也不限于聘请最高的学术权威，他还招聘了一位公认的极其精明的科学管理人员来管理仓库。
这些人对于这项新任务都非常感兴趣，但其中有人对于参军问题表示担心。原来奥本海默曾经与格罗夫斯达成协议，要动员所有招聘来的科学家参军，他本人甚至还访问了旧金山征兵处，开始办理入伍担任中校的手续。
这件事也是奥本海默生活中的另一个谜，为什么一个左翼自由派人士竟会同意参军。威尔逊回忆奥本海默做出这种决定的理由是：
他已经受高度的爱国情绪所支配，他深信这场战争是推翻纳粹与法西斯主义的伟大群众斗争，一场人民战争，认为这是美国爱国运动的高潮。
他的这一举动使我们更容易理解他早年的活动。在过去，他的行为带有激进主义的色彩，而现在，则更多地带有爱国主义色彩，但他对自己这两种行为动机的解释却是相同的。
到了3月，在陆军的管理下，当时工地上已有3000多名工程人员，他们已花费了3个月的时间建造主要的建筑物。
工程进行得非常迅速，施工人员采用了粗糙的木料和墙纸，已经建成了一幢主楼，五座实验室，一座工具间，一座仓库，一批营房和一批类似营房的公寓式住宅。
同时，各种装配式的军队临时房屋源源运到，匆匆忙忙地安装起来，整个工地就像是城市里的贫民窟。在整个严冬季节，建筑工人都住在拖车式的工棚内。全区没有铺好路面的人行道，同时，由于格罗夫斯的极端节省，各处都没有安装路灯。
在最初的几个月里，正规的市镇议会这类机构还没有建立起来，所有大大小小的问题都找到奥本海默头上。由于他有行政管理天才和受人尊敬的地位，在这一阶段并未发生任何严重的矛盾。
奥本海默从一开始就决心保证科学家之间尽可能自由地交换意见，因为他们现在工作的地点在洛斯阿拉莫斯，这里与外界已完全隔绝了。
4月15日，实验室正式开始工作，当天奥本海默主持了落成仪式，会上为新来的全体科研人员作了一系列介绍研究情况的报告。
在格罗夫斯讲话之后，罗伯特·泽尔贝尔受奥本海默的委托作了关于原子弹的研究情况的介绍。泽尔贝尔身材瘦小，说话有点含混不清，语气又不果断，看来他并不是鼓舞到会者热情的最好人选。
有一位当时在场的科学家这样说：
他不是一位好的讲演者，仅是他有充分的材料，他掌握了奥本海默主持的理论小组在过去一年间所发现的全部秘密。他最担心的问题是，他所知道的这一切都还是纸上谈兵，没有经过实验论证。
生活在监视之下
1943年2月，就在洛斯阿拉莫斯实验室热火朝天地进行建设时，一项军事突击行动同时展开。
16日夜晚，6个人从一架英国轰炸机上跳伞，靠着月光降落在挪威南部一处结冰的湖上。这支突击队直接受“曼哈顿计划”领导人格罗夫斯将军指挥，奉命潜入挪威的峡湾山区破坏那里一个纳粹旗下唯一制造“重水”的工厂。
在挪威地下工作人员的协助下，这支突击队在11天后通过纳粹防线秘密潜入韦莫克水力电厂，并成功完成爆破任务。
由于爆炸威力强大，所有机器全部被毁，至少有好几个月不能运作，更重要的是，制造过程也因此而中断，即使修复完成，投入生产也得一年之后了。
1943年，对英美盟军来说，重水的重要性是显而易见的。英美盟军希望通过破坏德军重水的来源，阻碍德军在原子弹上的研究进度。
在这支突击队爆破韦莫克水力电厂的同时，奥本海默正使出浑身解数说服更多科学家加入洛斯阿拉莫斯。对于将科学家们列入军队编制，科学家们都持反对意见。
哥伦比亚大学的科学家艾埃·罗比提醒奥本海默，没有科学家会放弃学术自由去接受任何军事命令。奥本海默将这个意见及其他批评反映给格罗夫斯将军，他立刻妥协。
科学家们将成为国防部的一般雇员，但洛斯阿拉莫斯的安全措施仍在军方的管辖下，而奥本海默只要与负责安全的官员协商之后即可聘请、解雇科学家或技术员。
这样，奥本海默才能继续在国内东奔西走招聘人才，逐渐组成了他的这个非常出色的科学研究队伍。
格罗夫斯让奥本海默共同负责洛斯阿拉莫斯的安全问题一举，显得有些讽刺意味。因为奥本海默本身还在军方情报人员的严密调查中，有 3位更是一刻都不松懈，其中一位是格罗夫斯的助理之一，他叫约翰·兰兹代尔，他是负责整个“曼哈顿计划”的安全军官。
虽然他对奥本海默不太信任，但在多次与奥本海默本人及其夫人会谈之后，他慢慢地下了个定论，那就是这位研究室领导人绝对不会泄密给纳粹党，也不会给苏联通风报信。
另一位是在西岸负责当地情报工作的鲍里斯·帕什上校，他对奥本海默的怀疑可就没这么简单化了。
从旧金山共产党办事处的电话窃听内容，以及对奥本海默的学生的监督结果，帕什判定在劳伦斯的回旋加速器实验室里，暗藏有共产党谍报网，因此他认为，奥本海默绝对脱离不了关系。
帕什将这个信息传达给兰兹代尔上校以及皮尔·席尔瓦上尉。席尔瓦上尉负责洛斯阿拉莫斯实验室的安全管理，他对奥本海默采取严密监视，窃听他所有的电话，检查来往信件，并派两名由情报员乔装的贴身保镖随时监视。这种监视待遇，一直持续到战争结束。奥本海默对这种特殊待遇倒是一副若无其事的样子。
他在任何时候手边总有忙不完的事情。首先，他网罗了他现在和以前的学生罗伯特·席堡专注于炸弹结构理论部分，另外还有两位伯克利人，他们是菲利浦·摩利森及大卫·霍金斯。
有趣的是，尽管军方情报人员对每位前来洛斯阿拉莫斯工作的人员都作了深入的调查，但是他们却漏掉了摩利森及霍金斯两人与共产党的关系。
不过，另两位学生的运气可就没这么好了。大卫·波姆是物理系的高才生，但洛斯阿拉莫斯的安全负责人席尔瓦上尉怀疑波姆是位共产党员，不批准他的加入。
另外一位也遭遇同样的质疑而被拒之门外的是罗西·洛曼尼兹，在奥本海默眼中，他是位“聪明绝顶、诚实、才气洋溢的学生”，在伯克利及旧金山的情报人员跟踪调查之后，认为洛曼尼兹可能也是共产党员。
尽管他们没有证据来支持这个推论，更何况身为共产党员，也不一定就代表他会背叛国家，情报单位还是秘密地将他完全排除在战时军事研究人员名单之外。
1943年7月30日，一直跟随劳伦斯从事回旋加速器工作的洛曼尼兹突然收到通知调入陆军服役。他上诉请求更改，但他的申请却被征兵单位主管路易·赫尔希亲自批退，洛曼尼兹在战争时期就一直在陆军当二等兵。
在网罗到这些以前的学生以及一些基层科学家之后，奥本海默开始利用个人魅力及说服力去招揽那些高级科学家们加入，其中两位重要成员也就是理论物理学家汉斯·贝特和爱德华·泰勒马上就答应加入洛斯阿拉莫斯。
奥本海默指派贝特负责理论部分，但此举却激怒了泰勒，因为他早已属意这份工作。为了安抚泰勒，他指派泰勒负责一个更大规模炸弹的制造。
这种炸弹一般称为“氢弹”，泰勒则称之为“超级炸弹”。不过，奥本海默事先声明，分裂式原子弹有优先权。
伊西多尔·拉比却以手边雷达研究工作繁重，以及不希望将30年来的物理学浪费在制造像原子弹这类可怕武器上为理由而拒绝了奥本海默的极力邀请。
另一位他力邀的科学家莱奥·西拉德，不提任何道德束缚，却以荒漠工作环境不佳为由，他说：“没有人可以在那种地方思考，去到那种地方准会发疯！”
这些拒绝令奥本海默十分心寒，不过，他也得到一位重要人物的支持，恩里科·费米就允诺在芝加哥一完成铀片管的计划，马上就来洛斯阿拉莫斯支援研究工作。
1943年，科学家们初到洛斯阿拉莫斯，都发觉这地方稍嫌简陋：整个农场里只有27间小房子，另外有个叫“富乐居”的大会堂。
在1月时，奥本海默及格罗夫斯初步估计，可容纳大约30位科学家，不过，很快地他们就发现当时低估了形势。
格罗夫斯召集了军方及地方的建筑工人，搭盖便宜、简陋的房舍，并在台地与圣塔菲之间，铺设一条比较像样的通路。
不过，这些建设的进度缓慢，一直到大战结束前，洛斯阿拉莫斯还是十分原始的风貌。风雨来袭道路就泥泞不堪，房子里夏热冬寒，水也不够，因此很少淋浴。电话也只有三部，而且全部都被窃听。
尽管环境恶劣，自愿加入的人员还是不断地涌入洛斯阿拉莫斯。到了7月，在此工作的科学家、技术人员及军人一共有250人。两年后第一颗原子弹完成试爆时，此地人口则多达3000人。
“对大多数的科学家和他们的家人来说，来到这个荒漠，离开的日子又遥遥无期，还得受半军事的监护，着实困难重重。”奥本海默苦涩地说。
更令那些流亡科学家烦心的是：在研究区周围高架的铁丝围墙。费米的妻子萝拉和奥本海默持相同看法：“很多欧洲来的科学家都过得不愉快；特别是住在围墙内，就让他们联想到在集中营里的日子。”
到了夏天，奥本海默及格罗夫斯尽可能将洛斯阿拉莫斯改建成20世纪的西部拓荒小镇。
1943年的前8个月，奥本海默来回奔波于加州与新墨西哥州间，一方面物色更多科学人才，另一方面也安排将伯克利的一些仪器运往洛斯阿拉莫斯。其中两次的加州之行却为他以后带来不可避免的后果。
第一次主要是由于他的朋友，也是学校里的同事哈康 ·舍瓦利耶所引起。在1943年1月下旬，奥本海默邀他到伯克利家中吃饭。这个晚上，舍瓦利耶把他拉到一旁，提起他与一位在旧金山壳牌石油公司工作的英籍化学家乔治·艾泰顿之间的会晤。
他们两人都知道艾泰顿在湾区替苏联工作。舍瓦利耶说，艾泰顿听到一位在旧金山苏联使馆工作的人抱怨，美国战时武器研究计划都未知会苏联，因此这位使馆人员要求艾泰顿四处打听，艾泰顿才会请求舍瓦利耶来向奥本海默探听一下消息。
当晚在用餐时，舍瓦利耶并未明白问起，根据奥本海默之后透露，舍瓦利耶当时只是警告奥本海默，小心艾泰顿的行为罢了。
事后回想，他对当间谍一事十分震惊，不过，他并没有立刻向情报单位报告这件意外事件。
一直到9个月后，1943年8月，他才向情报单位提起艾泰顿这个事件，但对好友舍瓦利耶企图刺探机密一事却只字不提。
第二次则是在1943年6月，在奥本海默回伯克利的一个周末，前去简·塔特洛克家探望他的前任未婚妻，根据全天候跟踪的情报人员报告，他在简·塔特洛克家里过了夜。
由于简·塔特洛克与共产党关系密切，在加州的帕什上校开始起疑，再加上8月奥本海默透露有关艾泰顿一事，他立刻去信给兰兹代尔上校，要求“免去奥本海默的职务，并不准他进入任何政府机关工作”。
不过，格罗夫斯将军又再一次力保奥本海默，一再强调，他是这个职务的唯一人选，没有他，计划早晚会失败。而格罗夫斯将军本人是绝对不接受失败的。
在接下来的岁月里，只要奥本海默还在为政府工作，他就一直被这些调查困扰着，就像一道道无形的阻力拦在他前进的道路上。
初次试验取得成功
1943年12月，英国将另外一位欧洲流亡科学家，也是最伟大的科学家之一的尼尔斯·波恩送至美国，加入洛斯阿拉莫斯实验室。
波恩及几位英籍科学家到达洛斯阿拉莫斯，象征着奥本海默在沙漠任务的第一阶段已经结束。接下来，所有其他科学家的当务之急就是想办法抢在德国之前完成炸弹的制造。
在波恩抵达的前几个月，以解决炸弹设计及制造实际困难为目的的研究就已经展开了。其中主要的问题在于如何制造一个原子武器的引爆器。
设计人员提出很多计划，在一番激烈的讨论下，最后选择其中两个技术上较可行的方法。这两个方法和莉泽·迈特纳以及尼尔斯·波恩两人所分别提出的重要理论有相当的关联。这些理念，之后又由当时在芝加哥从事铀片管研究的恩里科·费米在1942年加以发扬延续。
他们理论中的推测是这样的：在中子的撞击下，铀-235原子一分为二。若有大量的纯铀，这个分裂作用将会很快由一个原子扩散到其他原子，而造成一个连锁反应。
也由于这种连锁反应，所释放出的能量加倍。原先的原子一分为二之后，放出的中子束，又分裂4个以上的原子，而这4个原子分裂后的中子，又使得8个以上的原子进行分裂。
以此类推，其分裂的速度惊人，因此若有足够的铀-235原料，这分裂作用将一发不可收拾，无法控制，而其所累积释放出的能量将会导致爆炸。他们把这个导致爆炸连锁反应所需的铀量称之为“临界质量”。
1942年11月，费米在芝加哥用实验来证明铀元素的性质，他的研究小组将足量的铀放在一起，引发了一个可控制的爆炸，第一次用实验成功地证明了这个理论！这次临界质量的实验是相当危险的，如果插在铀片中的碳棒位置略有差错，后果可能就难以想象了。
由于铀片特殊的排列方式，使这次爆炸的威力并没有完全发挥。要不然的话，不止在场的科学家性命难保，甚至在研究室周围的地区，也会遭受惨重损失。幸好，费米不只是位优秀的理论学家，也是位十分小心的实验家，使得这次实验顺利进行，也解开了铀连锁反应的实际真面目！
同时，在洛斯阿拉莫斯的奥本海默、泰勒、贝特、席堡等科学家，则继续炸弹的设计工作。
最初提出的设计，有些类似密闭的大炮，发射出一枚铀子弹，射向另一个裂变物质，铀将达到“临界质量”而引发核爆这种方式称为“手枪式”。这种“手枪式”的主要问题在于，铀分裂速度是否快到足以引发核爆的程度？另外，科学家也在研究利用钚元素制造原子弹的可能性。
钚是一种人造元素，可用芝加哥铀片管反应炉来制造，另外军方在田纳西州的橡树岭以及华盛顿州的汉福德镇两地亦有生产。由于钚元素是人工制造，而非自然界现存的，必须更仔细地研究其原子特性。
科学家第一个要解决的问题是，散乱开来的中子对铀及钚的影响。初步的实验数据很明显地显示，这些中子会使得利用“手枪法”的炸弹提早爆炸，而如果铀或钚过早爆炸，那分裂所产生的能量，则无法完全集中发挥出来。
洛斯阿拉莫斯的科学家们讨论后，提出不少解决之道。其中一个方法就是将铀弹以高速发射出使其尽快到达指定地点，免去散乱中子的干扰。很可惜，这个方法所需的高速为每秒900米，一般军用大炮都不合用，因此奥本海默下令手下的大炮小组开始设计一个高速炮。
奥本海默手下的一位较年轻的物理学家却有另一套方法。塞思·宁德梅耳提出“内爆式”的方式，将铀或钚挤压成高密度的核心。管状的铀或钚周围以爆裂装填物包围，首先引爆周围所有的爆裂物，用它所产生的力量来挤压铀或钚，一直到达“临界质量”。
如此一来，就可以减少中子的乱流干扰，但不少资深科学家马上指出另外一个问题点：如何才能够“平均地”去挤压铀呢？如果爆裂力量不平均，那么内部的铀或钚，很可能挤开至两端，而无法达到“临界质量”。
尽管有这个问题，奥本海默仍对宁德梅耳的“内爆式”十分有信心，并鼓励他及一小组人员，开始研究其成功的可能性。
在1943年的夏秋季，在洛斯阿拉莫斯的山丘及峡谷，不时传出实验的爆炸声。同时，也有科学家利用一个小型回旋加速器研究证明铀-235释放及吸收中子的速度很快，实际吸收速度少于10亿分之一秒，可用在“手枪式”炸弹中。
另外一位科学家研究发现，手枪式炸弹的中子乱流是由宇宙射线所引起的，由于洛斯阿拉莫斯的地势较高，稀薄的空气无法阻挡宇宙射线；艾米利欧·塞格雷还计算出，如果炸弹外加一护罩，那就没有什么大问题了。
因为这项发现，奥本海默下令大炮小组，暂停高速炮的制造，采用一般军用改良大炮即可。这个“手枪式”铀弹，似乎已接近完成阶段了。
奥本海默及洛斯阿拉莫斯的科学家，还不太肯定钚弹能否成功。其中一点是钚释放出大量的中子，因此绝对不能用于“手枪式”的炸弹，或许可以适用“内爆法”的炸弹。不过，内爆法炸弹的研究进行得并不顺利。
到1944年初，奥本海默就面临一个困难的抉择，他清楚地知道，“曼哈顿计划”的田纳西州及华盛顿州的工厂，要一年或一年半后才能开始提供第一批铀-235及钚，因此，美国政府现在手边的材料只够做几颗炸弹。
科学家不但要让“手枪式”及“内爆式”两种炸弹都成功完成，而且还得加快进度才行。奥本海默决定撤换“内爆式”炸弹研究小组的领导人塞思·宁德梅耳，而改由乔治·基斯塔科夫斯基来接任，他是由外面招进洛斯阿拉莫斯的一位爆炸专家。
这个决定，就像奥本海默必须作的其他人事调动，点出了在洛斯阿拉莫斯的每位工作人员所感受到的极度压力以及情绪压迫。
基斯塔科夫斯基回忆道，在战后“每件事都显得简单、轻松，大家都成为好朋友”！
但他强调，在1944年至1945年的洛斯阿拉莫斯可大不相同。他想起他当时第一个反应，说道：“几个星期后，我才发现我的位子十分不稳，因为基本上我夹在两个水火不容的塞思·宁德梅耳以及他的上司迪克·帕森斯中间，并要为他们的研究成果理出个头绪。”
在整个纷乱过渡期，奥本海默总是保持着研究室领导人应有的稳重。有时，他会对进度缓慢的科学家大声叫骂或羞辱，不过这情形并不常见。他的领导风格中最出色的一点是，他在压力下所保持的一贯沉稳的态度。
1944年，外界对奥本海默最大的打击，是他的前任未婚妻简·塔特洛克的死讯！简·塔特洛克是在伯克利自杀身亡的。当时一直对她保持监视的军方，马上就知道了她的死讯，却一直没有让奥本海默知道。当他在简·塔特洛克死后一个月得知这个不幸消息时，立刻放下手边工作，到台地上的松树林里走了好久。
军方对奥本海默的监视仍未有一点松懈，而他本人也很清楚。尽管压力与日俱增，但他沉着的态度，使得研究工作进展十分稳定。
爱德华·泰勒提到当时的奥本海默，说道：
在大战这段期间，奥比对研究室里每一个角落所发生的事都了如指掌。他在分析人际关系及技术问题上十分迅速而且深入。
奥本海默很清楚每位工作人员间的相互关系及其喜恶。他知道如何去组织人员、打气、说笑，并安抚情绪——也就是以看不见的手，强而有力地领导整个研究室。
他是个为国奉献的典范，也是位满怀人道精神的英雄。让他感到失望的是人们感到一丝的罪恶感。
1944年底到1945年，奥本海默开始得到正面的结果。首先由“内爆式”炸弹的研究小组传来好消息。基斯塔科夫斯基在来洛斯阿拉莫斯之前，就在快速及慢速燃烧的爆炸物方面有深入的研究。
根据他的经验判断，他知道如何将爆裂物放入精密的仪器中来产生一个巨大却能控制的爆炸。运用他的知识，他将内爆法炸弹的内部结构作了一番调整。他将外包的管状容器改成球形。一个由快燃及慢燃爆炸物的组合，改以片状排列在中央的核心周围，同时引爆以造成一个向内的压力，将核心的钚压缩至临界质量，1944年所得到的实验结果证明这个方法行得通。
1945年初，测试炸弹各种不同模型的主要实验开始进入最后阶段。其中最重要且最具危险性的一刻，也许是模拟连锁反应开始的那百万分之一秒。
在洛斯阿拉莫斯的另一位流亡科学家奥图·弗里施负责这一部分的研究。弗里施先在桌面上，将铀片堆高，在桌子上方的两条铝条上放置一片2寸长、6寸宽的铀片。接着将铝条上的铀片掉落到桌面上的铀片堆的洞中，并观察接触那一瞬间所产生的核子反应。
他所使用的铀比一般的还纯，但仍比真正的炸弹材料略差。尽管如此，如同弗里施所解释的：这是我们在没有真正造成爆炸的情况下，所能做的最接近真实状况的引爆，结果相当令人满意。一切都按原计划进行，当铀片掉落到洞里时，发出一束强大的中子，并有温度上升的现象，就在那一刹那，连锁反应开始进行，像硬被压抑下来的爆炸。
弗里施的一位同事戏称这次实验是“牛刀小试”。
凭借这次以及后续的实验，洛斯阿拉莫斯的研究人员们才决定制造弹芯的原料大约需要15千克的铀，或是5千克的钚。
实验取得了可喜的进展，奥本海默的下一个难关就是要说服格罗夫斯，让他在内爆式原子弹使用前进行一次实弹试验。
原来格罗夫斯在何时能使用原子弹的日期问题上向陆军部长史汀生打过保票，因此他认为这种实弹试验可能白白浪费如此宝贵的钚，从而影响他向军方提交第一枚实用原子弹的时间。
奥本海默不得不去向史汀生解释，如果不经试验，而在实际使用时发现钚弹根本不行，会产生多么严重的灾难性后果。但直到基斯塔科夫斯基提出“制造一个保险容器用于回收爆炸后的钚”的建议后，格罗夫斯才同意了实弹试验的要求。
