1942年6月，美国政府设置了“曼哈顿工区”，以后这项计划就被人们 称为“曼哈顿计划”。9月，格罗夫斯被任命为主管这项工作的准将，掌握 了这项工作的领导权。格罗夫斯参观了很多实验室，一路西行，在伯克利会 见了欧内斯特·劳伦斯，又与奥本海默探讨了原子弹的前景。
奥本海默领导的理论小组已经发现特勒在计算原子弹爆炸过程中的热量 积累时，忽略了包括由辐射而引起的热损失，他们计算出点燃大气层的可能 性为百万分之三，于是原子弹的研制工作继续进行。
从外表看，衣着随便，头发乱糟糟的奥本海默是不大可能给西点军校出 身的将军留下印象的，但格罗夫斯很欣赏在外表下面所掩盖着的敏捷和洞察 的智慧，康普顿曾经向他介绍过奥本海默的能力。欧内斯特更是用高度夸奖 的语言介绍了奥本海默。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。他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的口味。 他具有非凡的感染与说服别人的本领，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高效率的工作集体。他思想敏捷，可以及时抓住讨论中 不同意见的问题实质并引导它们不离主题。同时，他对科学知识的涉猎面很 广，但却抓不住问题的实质，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 研制原子弹计划的负责人地位。
格罗夫斯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，而是原意花时 间把科学上的问题症结所在向他阐述清楚。这次会见格罗夫斯对奥本海默留 下很深的印象。一个星期后，他再次会见奥本海默，研究采用何种最好的方 式组织原子弹的研制计划。奥本海默指出，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，如果科学家们对于自己所从事的研究工作的 最终目的一无所知，对于该项研究必定毫无积极性。他建议把所有的研究人 员集中到一个实验室里，这样就可以在那里面完全自由地讨论问题；而这个 实验室则应绝对保密。
格罗夫斯决定按奥本海默的建立采取行动，首先，要为这个新的原子弹 实验室选址。其次，他开始物色新实验室的领导人。
格罗夫斯看中的第一名候选人是欧内斯特·劳伦斯，但劳伦斯从电磁分 离铀同位素工作中抽不出身。他的第二名候选人就是奥本海默。虽然奥本海 默是个理论物理学家而不是格罗夫斯想使用的实验物理学家，缺乏行政管理 经验，又不是诺贝尔奖金获得者，不像格罗夫斯所希望的那样，在科学家中 具有“原子弹研制任务的领导人所应有的那种威信”。但格罗夫斯决心支持 他。
根据格罗夫斯的建议，奥本海默向陆军提出了申请，要求任命，并开始 着手招募关键性的人物。但是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的内保安机构与格罗夫斯接 触，警告他不要让奥本海默参加这项计划的任何一项活动。但格罗夫斯认为 奥本海默能力非凡，足以抵消他可能成为保安危险分子的风险，因此格罗夫 斯让奥本海默陪同他去选择新实验室的地址。
他们提出了许多建议，查看了许多地址，但因各种原因否定掉了。最后 选定了奥本海默本人建议的场所——洛斯阿拉莫斯。
奥本海默制定了建立实验室的计划。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——招聘科学家。
奥本海默进行招聘工作有双重的不利条件：他没有获得诺贝尔奖金这种 最高奖赏作为吸引别人的资本，而且由于保安的原因在进行招聘时他又不能 说明工作的内容，还必须说明参加这项工作的人必须与外界断绝一切联系， 这样，被招聘者会对这种朦胧的“重要的”计划的价值感到怀疑而犹豫不决。
这真是一件棘手的工作，但奥本海默很巧妙地进行这项工作。他首先集 中精力聘请了一小批最有名望的科学家，然后再利用他们的声誉去吸引别 人。但这些科学家中有些人对于参军问表示担心，他们不愿意直接在军事领 导下工作。奥本海默曾和格罗夫斯商定，要动员所有招聘来的科学家参军， 他本人还曾访问了旧金山征兵处，并办理入伍和担任中校的手续。人们对这 位激进派人士居然会同意参军感到难以理解。巴勃·威尔逊认为理由是：“他 已经受高度的爱国情绪所支配，因此，他的思想已经转变，不再对教师联合 会或西班牙退伍军人组织感到兴趣。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，因此他总是提到人民军队与人民战争，认为这是美国爱 国运动的高潮。”
在奥本海默要求下，格罗夫斯同意让实验室组织成为一个平民的组织。 奥本海默继续东奔西走，招聘人才，逐渐组成了他的这个非常出色的科学队 伍。
虽然曼哈顿计划所有领导人都支持任命奥本海默，但军队反情报部门认 为任用他太危险。1943年1月，劳伦斯再次为他担保，并写了保证书：“…… 我很高兴用最美好的措词来推荐这位智力出众，品德非凡的人。他的人格正 直是无庸置疑的。”然而问题在以后的6个月里仍未得到解决。后来格罗夫 斯感到不耐烦了，签署了一道命令：“请立即为任用J·罗伯特·奥本海默 发出批准书。这个人对于本计划是绝对不可缺少的。”随后科南特与格罗夫 斯签署了奥本海默的任命书。
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