آشنایی با اوپنهایمر

مقدمه

اوپنهایمر امروزه بیشتر به پدر بمب اتم معروف است. او سرآمد بزرگ‌ترین تشکل دانشمندانی بود که برای تولید نخستین بمب اتمی در آزمایشگاه‌های زیرزمینی در لوس آلاموس در کوهستان‌های دوردست نیومکزیکو گرد هم آمدند. اوپنهایمر دانشمندی شناخته شده است که تعقیب مخالفان کمونیست مرگ زودرسی را برای او رقم زد. چیزی که معمولاً نادیده انگاشته
شود این است که او در مکانیک کوانتوم در آن اوایل مشارکت جدی داشت و یکی از نخستین مدل‌های تئوری سیاه‌چاله‌ها را منتشر کرد.
اوپنهایمر معلمی پرجذبه بود که نسلی از فیزیک‌دانان آمریکایی را ترغیب کرد و بعدها زمانی که غول‎هایی مانند اینشتین، فون نیومن و گودل در حال استراحت بودند، به مدت تقریباً 20 سال مدیر مؤسسه‌ی مطالعات پیشرفته در پرینستون بود. برخی حرفه‌ها مخصوص برخی اشخاص است. اوپنهایمر در زندگی خصوصی کمی عجیب بود. او وقتی دید که نخستین بمب اتمی مانند قارچی برخاست و بیابان سحرگاه را روشن کرد، وردهایی از بگود ویتا را زمزمه کرد. این وردها پژوهشگران، ژنرال‌ها و کارکنان هوشمند حاضر در آن جا را فراری داد. اوپنهایمر شخصی تحصیل کرده اما خونسرد بود. او می‌توانست دوستانش را ترغیب کند. بسیاری از نخبه‌ها و افراد بلندپرواز او را تحسین می‌کردند. خصوصیات او مادامی که در آزمایشگاه محبوس و مشغول کار بود، محل اعتنا نبود. دانش فی نفسه کمکی به رشد شخصیت نمی‌کند اما دانش اقتضاء می‌کند تا استادان بیش از افراد بستر آشفته‌ی جامعه شکیبایی داشته باشند. وقتی اوپنهایمر در واشنگتن آدم سرشناسی شد، به سرعت دشمنان سیاسی پیدا کرد. تکبر، او را به طرف سقوط کشاند. دوستان او را اپی می‌خواندند. او تا آخر عمرش تنها زیست. او به این که پدر بمب اتمی است افتخار می‌کرد، اما در مورد پتانسیل وحشتناک آن تردیدی نداشت.

زندگی و بمب

رابرت اوپنهایمر در بیست و دوم آوریل سال 1904 میلادی در شهر نیویورک به دنیا آمد. پدرش ژولیوس، مهاجری یهودی و آلمانی بود که با تجارت پارچه زندگی خانواده را به خوبی اداره می‌کرد. خانواده‌ی اوپنهایمر در خانه‌ای مجلل در کناره‌ی رودخانه‌ای زیبا زندگی می‌کردند. آن‌ها به خاطر دستیابی به یک زندگی مرفه در آمریکا مذهب و فرهنگ ارتدکس را کنار گذاردند. مادر رابرت، الا نقاش با قریحه‌ای بود که در پاریس درس خوانده بود. الا به طور شگفت‌انگیزی زیبا بود اما دست راستش شکل درستی نداشت و همیشه آن را با دستکشی از پوست بز می‌پوشاند. دوست خانوادگی آنها الا را یک خانم خیلی ظریف توصیف کرده است. او خیلی حساس بود و پیوسته در کنار میز غذاخوری و سایر مواقع با ظرافت و لطافت زیادی همه چیز را اداره می‌کرد، اما همیشه غمگین بود. پدر را فردی بسیار عاطفی توصیف می‌کنند که نگران پذیرفته شدن از سوی دیگران بود. خانواده‌ی اوپنهایمر غمگین بودند ونوعی حالت مالیخولیا در این خانواده وجود داشت.
رابرت جوان باید ترکیبی قوی از این پیچیدگی ها را به ارث برده باشد. او به گفته‌ی خودش به شکل غیرعادی و نفرت‌آوری بزرگ شد. رابرت در هشت سال اول زندگی‌اش تنها فرزند خانواده بود تا این که در سال 1912 میلادی برادرش فرانک به دنیا آمد. رابرت در مجموعه‌ی فرهنگی اخلاقی نیویورک تحصیل کرد. همگان گمان می‌کردند که این مدرسه از استانداردهای بالای آموزشی برخوردار است. این مجموعه در جامعه‌ی خوش نام ارنست در دوره‌ی پیش از جنگ جهانی اول فعالیت می‌کرد. رابرت در مدرسه نشان داد که دانش‌آموزی دقیق و منزوی است. او خیلی زود برتری اجتماعی و علمی خود را نشان داد. رابرت پسری قد بلند با بدنی لاغر و باریک بود و به بازی با بچه‌ها علاقه‌ای نداشت. او نمی‌توانست شکست را تحمل کند اما بزدل و ترسو هم نبود و از برخی مهارت‌های فیزیکی برخوردار بود. او در روزهای تعطیل در جزیره‌ی بزرگ به تک نوازی مشغول می‌شد و وقتی فریاد می‌زد، معمولاً جرئت او بی‌شباهت به حماقت نبود. شب‌ها مطالب مختلفی از کانی‌شناسی گرفته تا افلاطون را مطالعه می‌کرد. او اشعار تی. اس. الیوت را دوست داشت.
اوپنهایمر در سن 18 سالگی طی سفری به اروپا مبتلا به بیماری اسهال خونی شد. یک سال طول کشید تا حالش بهتر شود و به این علت تمرد نوجوانی او کمی با تأخیر ظاهر شد. مادرش می‌گوید که او بی‌نظم شده بود و معمولاً زحمات مرا از بین می‌برد. نوجوان ناسپاس و معلول، خودش را در اتاقی محبوس می‌کرد و کتاب می‌خواند.
سرانجام، جوان مغرور و اندیشمند را به مزرعه‌ای تفریحی در نیومکزیکو فرستادند تا بهبود یابد. در آن جا دوباره زنده شد. او مانند قایق تفریحی بود که موج‌های کف‌آلود سبب آسیب به آن شده بود. روزها در عمق دره‌ها و روی کوه‌ها اسکی می‌کرد و شب زیر ستاره‌ها چادر می‌زد.
رابرت اوپنهایمر در سال 1922 میلادی برای تحصیل در رشته‌ی شیمی به دانشگاه هاروارد رفت.
به نظر می‌رسید که او کاملاً تنهاست و شاید نتواند خود را با محیط دانشگاه هماهنگ کند. او هنوز کاملاً مطمئن نبود که در زندگی می‌خواهد چه کند اما در دروس شیمی، فیزیک، فلسفه‌ی شرق، معماری، زبان‌های لاتین و یونانی قدیم سرآمد بود. او در فاصله‌ی میان کلاس‌ها به تقلید از مادرش نقاشی می‌کرد، حتی شعر نو می‌نوشت که در مجله‌ی ادبی دانشکده چاپ می‌شد. همه‌ی این کارها وقت می‌خواست اما مرد جوان برنامه‌ای برای زندگی اجتماعی نداشت. اوپنهایمر دریافت که انرژی قابل توجهی برای فعالیت‌های ورزشی و علمی دارد. او هر روز تا ساعت 8 صبح در آزمایشگاه بود و بقیه‌ی روز را با شرکت در کلاس‌های درس و کار روی موضوعات مختلف در کتابخانه می‌گذراند و شب هم به مطالعه ادامه می‌داد. او خیلی عجولانه برای خوردن غذا دست از کار می‌کشید. غذای او ساندویچ تست شده با کره‌ی بادام‌زمینی و تکه‌ی بزرگی از سس شکلاتی بود و به این ترتیب شکم خود را کاملاً سیر می‌کرد.
اوپنهایمر در سال سوم دانشگاه پی برد که به دانش فیزیک علاقه دارد علت آن هم به یک فیزیکدان به نام پرسی بریجمن مربوط می‌شد. او معلمی استثنایی بود که نخستین الماس مصنوعی را تحت فشار تولید کرد و برنده‌ی جایزه‌ی نوبل شد اما سرانجام خودکشی کرد. صرف‌نظر از خلق وخوی بریجمن، درک او از فلسفه‌ی علم بود که علاقه‌ی اوپنهایمر را برانگیخت.
برطبق گفته‌ی بریجیمن: ما معنی تصور را نمی‌فهمیم مگر آن که عملیاتی را ترتیب دهیم که این تصور را در موقعیت‌های مادی به کار بریم. چنین اندیشه‌ای به طور همه جانبه با فلسفه‌ی ویتگنشتاین و مثبت‌گرایی منطقی هم خوانی داشت. (معنی هر کلمه در صحت آن نهفته است). این فلسفه با تداوم پیشرفت‌های سریع کوانتوم موافق است که پیش فرض‌های فیزیک کلاسیک را نابود کرد. به این ترتیب مردی آمده بود که اندیشه‌ی او با هر دو جنبه‌ی زندگی اوپنهایمر آمیخته بود. هر دو جنبه‌ی مزبور از نظر عقلی لازم و حاضر بود. جالب است که به سنت شکنی لرد باریک اندام فونتلروی کناره‌ی رودخانه بخندیم. با استثنائات زیادی که وجود دارد، هر بخش مشارکت خود را در کل دارد. بریجمن سؤالات فلسفی و معانی ضمنی آن‌ها را برای کاربرد دانش مطرح کرد و اوپنهایمر هرگز آن‌ها را فراموش نکرد. اوپنهایمر عاشق دانش فیزیک بود که او را خیلی نگران کرده بود.
اوپنهایمر در سال 1825 میلادی دوره‌ی چهار ساله‌ی تحصیلی را در سه سال تمام کرد و از دانشگاه هاروارد فارغ‌التحصیل شد. در آن روزها این دانش بزرگ در اروپا جریان داشت. اوپنهایمر با کشتی به انگلستان رفت و در آزمایشگاه کاوندیش در دانشگاه کمبریج ثبت نام کرد. این آزمایشگاه را یک نیوزیلندی جسور به نام ارنست رادرفورد اداره می‌کرد. درست پانزده سال قبل از آن، رادرفورد با اثبات وجود هسته‌ی اتم و پایه‌گذاری فیزیک هسته‌ای جهان دانش را به لرزه درآورده بود. آن زمان او گروهی از محققان استثنایی را گرد هم آورد تا در فهم جهانیان از ساختمان اتم تحول بزرگی ایجاد کنند.
اوپنهایمر 21 ساله استاد شده بود، اما شایستگی‌های رادرفورد را تحت تأثیر قرار نمی‌دهد. اوپنهایمر در نهایت، تحت تأثیر ج. ج. تامسون 70 ساله قرار می‌گیرد. که ذرات ریز اتم الکتریسیته‌ی منفی به نام الکترون را کشف کرده بود. اوپنهایمر در آزمایشگاهی شروع به کار می‌کند. که فیلم‌های نازکی از بریلیوم را آماده می‌کند (با الکترون‌ها بمباران می‌شوند تا ویژگی‌های ریز اتمی خود را نشان دهند). اوپنهایمر تحقیر شده بود. چون این کار نه تنها کاری پیش پا افتاده بود، بلکه دریافت که آن را درست نمی‌تواند انجام دهد. عیب و نقص‌های تحقیقات، بی‌ثباتی‌های عمیق‌تری را در شخصیت منزوی او ایجاد کرد. اوپنهایمر نوشت، تحمل کار کردن در آزمایشگاه سخت است و من به قدری این جا احساس بدی دارم که گمان نمی‌کنم چیزی بیاموزم. این سخنان آرام مثل همیشه گویای بحرانی عاطفی و عمیق است. اوپنهایمر پیش از آن هرگز در هیچ جا شکست نخورده بود. تنهایی، دلتنگی و شکست او را به طرف برتانی فراری داد. در آن جا بادهای زمستانی می‌وزید و امواج اقیانوس اطلس بر پایین صخره‌ها می‌خورد. او بر بالای پرتگاه‌ها رفت تا خود را بکشد اما سرانجام تصمیم گرفت به کمبریج برگردد و با روان‌پزشک مشورت کند.
روان‌پزشک‌ها بیماری اوپنهایمر را نوعی بیماری غیرقابل درمان تشخیص دادند. آن‌ها چون بیماری روحی او را نمی‌شناختند، واژه‌ای عمومی برای آن به کار می‌بردند (امروزه واژه‌‌ی شیزوفرنی را به کار می‌برند). نظر آن‌ها این بود که اوپنهایمر باید استراحت کند. اوپنهایمر هم به کرسیکا رفت و وقتی برگشت، در وضعیت روحی او بهبود چشمگیری دیده می‌شد. اوپنهایمر همیشه تحت نفوذ همه جانبه‌ی مادرش بود، اما او هم در خلق و خوی خشک فرزندش به او شبیه بود و تکبر او را با خود داشت اوپنهایمر به لحاظ شخصیتی هنوز جوانی 22 ساله و نابالغ بود.
او رابطه‌ی خوبی با روان‌پزشک و چند تن از همفکرانش داشت، و به مقولاتی که آن‌ها را مهم تلقی می‌کرد نزدیک و در آن‌ها حل می‌شد. رادرفورد، تامسون و بریجمن از او بزرگ‌تر بودند و فقط در آن زمان بود که اوپنهایمر با افکار علمی استثنایی عمرش رو به رو شد.
در سال 1902 میلادی دو سال پیش از تولد اوپنهایمر، پل دیراک از پدری مهاجر و سوییسی، و مادری انگلیسی متولد شده بود. او هم خلق و خوبی شبیه به اوپنهایمر داشت و ترجیح می‌داد تا کارش را به شکل پنهانی در اتاقش در کالج سنت جان انجام دهد. اوپنهایمر ذهنی استثنایی داشت، اما دیراک یکی از بزرگ‌ترین فیزیکدانان تئوریک قرن بیستم بود. دیراک عقیده داشت که اوپنهایمر در حوزه‌ی وسیعی از دانش‌ها فعالیت کرده که اگر نگوییم سبب اتلاف وقت او شده است، لااقل سبب سردرگمی بی‌جهت او شده بود. (زمانی که دیراک اوپنهایمر را ملاقات کرد، اوپنهایمر برای آن که بتواند دانته را با زبان اصلی بخواند، سریعاً مشغول مطالعه‌ی زبان ایتالیایی بود). دیراک وقتی شنید که او شعر می‌گوید، از او پرسید: چطور می‌توانی هر دو کار را بکنی، شعر و فیزیک؟ این‌ها دو چیز متضادند. در علم می‌خواهی چیزی را بگویی که کسی قبلاً آن را نمی‌دانسته، به زبانی که هر کسی بتواند آن را بفهمد اما در شعر دقیقاً برعکس است. علی رغم چنین احساساتی، دیراک این قطعه شعر کم ارزش را سرود:

عمر هم چون سوز تب است *** که هر فیزیک‌دانی باید از آن بترسد
چه بهتر که انسان به جای زندگی بمیرد *** وقتی که سن سی‌ سالگی‌اش را پشت سرگذاشت

در این شعر چند حقیقت نهفته است. ایده‌ی جاذبه‌ی نیوتن، تئوری خاص نسبیت اینشتین و نظریات بسیار زیاد دیگر در فیزیک درست پیش از سالگرد تولد 30 سالگی خالق آن‌ها استنباط شده‌اند. دیراک 23 ساله و اوپنهایمر هنوز 21 ساله و هر دو مردانی جوانی و عجول بودند. دیراک قبلاً در شرف کشف تئوری کوانتوم بود که دستخوش تغییر و تحول استثنائاً پیچیده‌ای قرار گرفت. سال‌های 1925 و 1926 میلادی هیجان انگیزترین سال‌های علمی قرن بیستم بودند. پیشرفت‌های بزرگ و غیرقابل مقایسه‌ای مانند کارهای بور، شرودینگر، هیزنبرگ، بورن و هر کسی که جسارت کافی داشت تا در حلقه‌ی چنین آدم‌های مهمی گام بگذارد، در تئوری کوانتوم انجام شد.
تئوری کوانتوم در سال 1900 میلادی از ماکس پلانک، فیزیک‌دان آلمانی منشاء گرفته بود. این تئوری از ویژگی‌های تابش الکترومغناطیس به شمار می‌رود (مانند نور) که با مکانیک نیوتنی همخوانی ندارد. به نظر ماکس پلانک، نور ابهام‌انگیز است و برای توضیح رفتار نور باید آن را به صورت دو چیز متفاوت در نظر گرفت. برای آن که تأثیرات حقیقی نور (از قبیل تغییر رنگ) را ببینیم باید حرکت امواج را مطالعه کنیم. اما برای توضیح پدیده‌های دیگر (از قبیل اثر فوتوالکتریک، وقتی نور سطحی را بمباران می‌کند و الکترون‌ها را از جای خود خارج می‌کند) باید نور را به صورت جریانی از ذرات در نظر بگیریم. این ذرات، فوتون (کوانتوم) نامیده می‌شوند و شامل دسته‌هایی از پرتو نور هستند.
اما چرا نمی‌توان نور را امواج کوچک منظم و منقطع به شمار آورد؟
زیرا به منظور خارج کردن الکترون‌ها (در اثر فوتوالکتریک) کوانتوم‌ها (فرتون‌ها) باید شتاب داشته باشند. در این صورت به جرم نیاز است (شتاب= جرم× سرعت).
اما نور هیچ وزنی ندارد، پس چگونه این کوانتوم‌ها (فوتون‌ها) جرم دارند؟
وقتی نور جرم دارد که در حال حرکت باشد. وقتی نور در حال سکون است، جرمش صفر است.
چرا نور این گونه است؟ این هنوز از جمله‌ی محالات است. زیرا نور در عین حال هم موج و هم ذره است، سپس این کوانتوم‌ها بی‌وزن و دارای جرم هستند...
تئوری کوانتوم با چنین ابهاماتی، نگران کننده بود. چند سال تلاش‌هایی شد تا اصول تئوری کوانتوم با معادلات مکانیک کلاسیک پیوند زده شود اما تئوری کوانتوم به آشفتگی و تناقض فزاینده به خصوص در پیشرفت سریع حوزه‌ی فیزیک زیر اتم‌ها انجامید. اتم‌ها شامل ریزموج‌ها است و چنین مشکلاتی پیش‌بینی در این سطح را غیرممکن می‌کند. در سال 1925 میلادی، فیزیک‌دان برجسته‌ی آلمانی ورنر هایزنبرگ که یک سال از دیراک بزرگ‌تر بود، با معرفی تئوری مکانیک کوانتومی این مشکل را حل کرد. مشکل دوام ریز موج‌ها با تمرکز ساده بر مشاهده به خوبی حل می‌شد. فقط ویژگی‌های قابل اندازه‌گیری اتم باید «واقعی» تلقی شوند. مفهوم اتم را باید به صورت منظومه‌ی شمسی کوچک، شامل هسته‌ی مرکزی مانند خورشید (با بار مثبت) و الکترون‌هایی که می‌چرخند (با بار منفی) در نظر گرفت.
چرا از مدار الکترون‌های نامرئی که دور اتم‌های نامرئی می‌چرخند، صحبت می‌کنیم؟ اگر آن‌ها را نمی‌توان دید، معنی‌دار هم نیستند. آیا هر چیزی که اندازه‌گیری شود و موج یا ذره محسوب شود، ماده نیست؟ اندازه‌گیری‌ها به چگونگی آن‌ها بستگی دارند، اما نتایج با یکدیگر هماهنگی ندارند. آن‌ها فقط نتیجه‌اند.
این دیدی روشن است اما چطور چنین اندازه‌گیری‌هایی را می‌توانیم بدون تصویری (مدلی از قبیل اتم منظومه‌ی شمسی) که به آن‌ها نسبت می‌دهیم، به شکل معنی‌داری بیان کنیم؟ ماکس برن کار هایزنبرگ را دید. ماکس برن استاد فیزیک دانشگاه گوتینگن بود. این دانشگاه و انستیتو بور در کوپنهاک مرکز اصلی تحقیقات کوانتوم بودند. برن اظهار داشت که اندازه‌گیری‌های مختلف را می‌توان روی ردیف‌ها و ستون‌هایی از اعداد به شکل ماتریکس تنظیم کرد. سپس با استفاده از تئوری ماتریکس پیش‌بینی مقادیر بیشتر برای متغیرهای فیزیکی (از قبیل آن‌هایی که برای ذرات به کار می‌رود) و احتمالات ریاضی برای حالت‌های مختلف انرژی امکان‌پذیر می‌شود (از قبیل آن‌هایی که برای امواج به کار می‌رود). این ردیف‌ها و ستون‌های مستطیل اعداد خیلی مفیدتر از تصویر اتم تلقی می‌شوند. آن‌ها نخستین شکل هماهنگ مکانیک کوانتومی را به دست می‌دهند و این امکان را می‌دهند تا به شکل مشابه با مکانیک کلاسیک پیش‌بینی کنیم.
این مطالب برای فیزیک‌دان مشهور اتریشی، اروین شرودینگر از نظر ریاضی و تئوری پیچیده بود. او مانند کازانوا آرزو داشت تا بتواند حقیقت را صرف نظر از مشکلات فیزیکی تجسم کند. شرودینگر متقاعد شده بود که تصور هر جنبه از جهان فیزیکی حتی در سطح زیر اتم‌ها امکان‌پذیر است. تا پایان سال 1925 میلادی، او نسخه‌ای جایگزین برای مکانیک کوانتومی نوشت. زیرا او توانست ذره‌ای را که دارای موجی مرتبط با آن است. تجسم کند. ویژگی‌های چنین ذره‌ای را از طبیعت ذره مانند و موج مانند آن می‌توانیم اقتباس کنیم. اساساً این ذره‌ای موج شناخته شده باشد، معادله‌ی موجی را نوشت که می‌توان برای هر سیستم فیزیکی به کار برد و موج و طبیعت ذره را نشان داد. این شکل مکانیک کوانتومی به مکانیک موج معروف است که از مکانیک ماتریس هایزنبرگ متمایز است.
هایزنبرگ و شرودینگر به روش منتقدین نظریه‌پردازان حوزه‌هایی مانند مذهب یا فوتبال به نقد و مخالفت با یکدیگر اقدام کردند. هایزنبگر تئوری شرودینگر را نفرت‌انگیز خواند، در حالی که شرودینگر به تئوری هایزنبرگ نسبت نفرت‌انگیز و یأس‌آور داد.
دوست جدید اوپنهایمر در کمبریج به نام دیراک تا اندازه‌ای این مشکل را حل کرد. در نیمه‌ی سال 1926 میلادی، دیراک تئوری سوم معروف به جبر کوانتومی را مطرح کرد. طبق این تئوری ماتریس و مکانیک موج از نظر ریاضی معادل یکدیگرند (بیشتر از نفرت دو مؤلف نسبت به تئوری‌های یکدیگر).
اوپنهایمر با دوستش دیراک و غول‌های جهان آلمانی زبان هم سطح نبود. چون مطالعات اوپنهایمر در ریاضیات ناکافی بود. اما بعد از آن که با مسایل سخت فیلم بریلیوم دست و پنجه نرم می‌کرد، مغز فیزیکی او توانایی درک پیچیده‌ترین مفاهیم را به او می‌داد. اوپنهایمر برنامه‌ی فشرده‌ای را در آخرین پیشرفت‌های کوانتوم شروع کرد. در عین حال این برنامه را با دیراک به بحث گذاشت. اوپنهایمر تا ماه مه 1926 میلادی، مجموعه مقاله‌ای نوشت که نشان می‌داد مکانیک کوانتومی چگونه تعدادی از مسایل پیچیده درباره‌ی ساختمان اتم را حل می‌کند. آن مقالات توجه ماکس برن را جلب کرد و به قدری تحت تأثیر قرار گرفت که اوپنهایمر را دعوت کرد تا برای همکاری با او به دانشگاه گوتینگن بپیوندد. اوپنهایمر در آن جا باید با دانشمندانی مانند برن، هایزنبرگ و فرنی ملاقات کند و با آن‌ها به تبادل نظر بپردازد. مکانیک کوانتومی خیلی جدید و در حال رشد سریع بود. هر کسی می‌توانست پیچیدگی‌های آن را بفهمد و در کنار آخرین پیشرفت‌های آن باشد و در این فعالیت علمی شرکت کند. اوپنهایمر ناگهان خود را در جمع بزرگی دید. او مقالات مشترکی را به همراه برن و دیراک منتشر کرد و بین سال‌های 1926 تا 1929 میلادی باید لااقل 16 مقاله در باره‌ی فیزیک کوانتومی منتشر کند (6 تای آن‌ها به زبان آلمانی) و در چند طرح مهم مشارکت نماید. (قرابت فکری اوپنهایمر با برن یکی از نظریات اصلی مکانیک کوانتوم باقی ماند.) موفقیت اصلی اوپنهایمر به کاربرد مکانیک کوانتومی در مفهوم چرخش الکترون‌ها مربوط می‌شود. الکترون در حین حرکت به دور هسته‌ی اتم به دور محور خودش هم می‌چرخد، درست همان طور که زمین وقتی به دور خورشید می‌چرخد، به دور خودش هم می‌چرخد و شب و روز را به وجود می‌آورد. چرخش الکترون‌ها توضیح می‌دهد که اتم‌ها چگونه در کنار هم می‌مانند.
اوپنهایمر در سال 1927 میلادی، مدرک دکترایش را با افتخار دریافت کرد و در دانشگاه گوتینگن هم مورد تحسین قرار گرفت. سپس به مراکز تحقیقاتی اروپا مسافرت کرد و با افرادی مانند لیدن واترخت در هلند (هم زمان زبان هلندی را می‌آموخت) و با بزرگ‌ترین کارشناس کوانتوم سوییس ولفگانگ پاولی در پلی تکنیک زوریخ (دانشگاه محل تحصیل اینشتین) ملاقات کرد. در آن موقع اوپنهایمر دقیقاً می‌دانست که با زندگی‌اش می‌خواهد چه کند. تصمیم گرفت به آمریکا برگردد و خود را وقف رشد مکانیک کوانتوم بکند. او سمت استادی فیزیک در دانشگاه سطح پایین برکلی در کالیفرنیا را به دست آورد. او بعداً گفت، گمان می‌کردم به بیابان می‌روم زیرا برکلی یک بیابان است. در آن جا از تئوری‌های فیزیک خبری نبود و او می‌توانست بنا به میل خودش تحقیقش را پیش ببرد. اما برای اطمینان از این که از آخرین پیشرفت‌های دانش دور نیست، کار پاره وقتی را در کالتچ پاسادنا گرفت. آن جا قبلاً در شرف تبدیل شدن به مرکز تحقیقات علمی جهانی بود. حقیقت این است که این دو سمت در آن طرف آمریکا در کالیفرنیای راحت و آرام بود. آن جا مرکز پرورش جدی نخبه‌ها بود و با او هماهنگی نداشت. اوپنهایمر در سن 24 سالگی بریدن و رهایی از وابستگی‌هایش را آغاز کرد. در آن زمان گویا خودش را ج. رابرت اوپنهایمر می‌خواند. «ج» در نام او به جای نام پدرش جولیوس قرار می‌گرفت، اما از آن موقع به بعد وقتی از او می‌پرسیدند «ج» به جای چه کلمه‌ای قرار می‌گیرد؟ پاسخ می‌داد: هیچ.
در حالی که اوپنهایمر به تحقیقاتش ادامه می‌داد، کار او هم به طور جدی وارد مرحله‌ی دیگری شده بود. اوپنهایمر دارای سمت معلمی بود. اما تدریس او نومیدانه بود. او هنگام تدریس یا سخنرانی در سیمنارها من من می‌کرد و با قیافه‌ای ناراحت حرف می‌زد. حرف زدن را قطع می‌کرد و با خودش نجوا می‌کرد. اما چیزی که می‌گفت جالب بود و پیدا بود که خودش هم از موضوع خوشش می‌آید. کسانی که حرف‌های او را دنبال می‌کردند، جذب تک تک کلمات او می‌شدند. اپی، نامی که او را صدا می‌زدند، خیلی زود دوستانی پیدا کرد. او قامتی بلند و اندامی باریک و چهر‌ه‌ای خشن با چشمان آبی یأس‌آوری داشت که دائماً سیگار می‌کشید، ناخنش را می‌جوید و از خودش معلمی جذاب ساخته بود. او نه تنها با اشخاصی مانند برن و دیراک مقاله می‌نوشت، بلکه به هشت زبان هم صحبت می‌کرد، فلسفه می‌خواند و شعر نو می‌گفت. کوتاه سخن این که اپی ظرف چند سال دانشجویان با هوشی را از دور و نزدیک جذب خود کرد.
آمریکا در دهه‌ی 1930 میلادی گرفتار رکود اقتصادی بود، ضمن این که اروپاییان هم از اوضاع سیاسی رو به وخامت کشورهای خود به امریکا می‌گریختند. در آن زمان هیتلر بر آلمان حکومت می‌کرد. دانشجوی ممتاز اپی، فیلیپ ماریسون بود که از فلج اطفال و اوضاع بد اقتصادی کالیفرنیا جان سالم به در برده بود (این شرایط در کتاب خوشه‌های خشم نوشته‌ی اشتاین بک توصیف شده است). نابغه‌ی 14 ساله راسی لومانتیز، هارتلند سیندر که در ایالت یوتا راننده‌ی تراکتور بود و آلمانی یهودی برنارد پیترز که از اردوگاه مرکزی داخائو فرار کرده و پیش از آن که عازم کالیفرنیا شود در نیویورک کارگر بارانداز شده بود، از دانشجویان اوپنهایمر بودند. آنان و بسیاری از دانشجویان دیگر ترغیب شده بودند تا با کمک اپی به فیزیک‌دانان تراز اول تبدیل شوند. وقتی دانشجویان اوپنهایمر به او پاسخ می‌دادند، او ویژگی‌های احتمالی مدیریت را در وجود آن‌ها جست‌وجو می‌کرد. دانشجویان نخبه را برای مدیریت جامعه در نظر می‌گرفتند. اپی انگار که صد سال است در آن جا زندگی می‌کند، او در کلاس درس سیگار می‌کشید، موهای نسبتاً بلندی داشت و پیراهن کار آبی زندگی می‌پوشید. اندیشه‌ی او کاملاً مستقل بود، او رو به جلو می‌تاخت.
اما همه‌ی دانشجویان این قدر شیفته‌ی او نبودند. بیشتر دانشجویان تیزهوش نقص‌هایی را در ستاره‌ی علمی‌شان شناسایی می‌کردند. به نظر آنان نگاه تند و حالت زجرآور و اعصاب خردکن او نشانه‌ی مردی بود که با خودش راحت نیست. برخی او را صرفاً مردی هنردوست و باهوش می‌دانستند. هیچ کس دیگری قادر نبود علی‌رغم اعتیاد به الکل زبان سانسکریت را هم بیاموزد اما اوپنهایمر می‌توانست، لذا باید دانشمند عجیبی باشد. او احتمالاً دارای شناخت و قریحه‌ی خاصی بود اما نمی‌توانست خیلی دوام بیاورد، چون هرگز مقاله‌ای طولانی ننوشت و محاسبات بلندی انجام نداد. آیا موفقیت اپی زودگذر بود؟ او شخصیتی سرد، حسابگر و فوق‌العاده خودخواه داشت که همیشه نقش بازی می‌کرد.
بنابر شخصیت تازه شکوفا شده‌ی اوپنهایمر با دو جنبه‌ی متمایز و آشکار شروع به رشد کرد. اما اوپنهایمر واقعی چه کسی بود؟ نابغه‌ای هوشمند و صمیمی یا بازیگری حسابگر و متکبر؟ هیچ کدام را نمی‌توان گفت، اوپنهایمر کسی نبود که به نظر می‌رسید.
به نظر می‌رسد پاسخ این پرسش‌ها در نیاز او به مخفی کردن ناامنی‌های عاطفی‌اش بود، که باید آن موقع محک می‌زد. اوپنهایمر در سال 1936 میلادی عاشق جین تاتلوک شد. او فارغ‌التحصیل روان‌شناسی بود. جین موهای سیاه جذاب، چشم‌های سبز و هم چنین شخصیت گیرایی داشت. جین دختری باهوش و لجوج و فرزند استادی مشهور بود. او به عضویت حزب کمونیست در آمده بود.
در حالی که تا آن زمان اوپنهایمر اصول فکری و تحصیلی خود را آزادانه بیان کرده بود، از دید خودبینی اجتماعی او قدری آنارشیستی می‌نمود. اوپنهایمر با دنیای واقعی تماس زیادی نداشت. خانه‌ی او فاقد تلفن یا رادیو بود و هرگز روزنامه یا مجله نمی‌خواند. یکی از دوستانش می‌گفت که اوپنهایمر تا شش ماه بعد از سقوط وال‌استریت از آن اطلاع نداشت.
با ورود جین تاتلوک به صحنه‌ی زندگی او همه چیز عوض شد. اوپنهایمر وارد اشتغالات جناح چپ شد. این تغییر و تحول را نمی‌توان فقط به عشق جدید زندگی او نسبت داد، در حقیقت نخستین ملاقات آن‌ها در گردهمایی جناح چپ بود که برای جلب توجه به وخامت اوضاع سیاسی اروپا برگزار می‌شد (جنگ داخلی اسپانیا نمونه‌ی آن بود.) فاشیست‌ها برای نابودی کمونیست‌ها راه افتاده بودند، در حالی که محافظان سنتی سرمایه‌داری چشمان خود را بسته بودند. جناح چپ و حتی متحدین کمونیست در خلال این دوره ساحل غربی اروپا را فراگرفته بودند. به نظر می‌رسید که راه دیگری برای مبارزه با بی‌عدالتی اجتماعی، تعطیلی کارخانه‌ها و بیکاری گسترده‌ی مهاجران آمریکا وجود نداشت. اوپنهایمر معلول تغییر بود. فعالیت‌های فوق برنامه‌ی او (آموختن زبان سانسکریت، خواندن بهاواد گیتا) تا آن زمان حتی محدودتر شده بود، تمام زندگی تحصیلی او این طور بود. اوپنهایمر دیر هنگام متوجه شد که او هرگز فیزیک‌دانی در سطح دیراک یا برن نمی‌شود. او برای جبران این مسئله خود را به طور فزاینده‌ای با مدیریت تحصیلی و تربیت محققان مشغول می‌کرد. اپی نابغه نبود، اما خیلی زود متوجه شد که برای سازماندهی تحقیقات سطح بالا استعداد دارد. به نظر می‌رسید که اوپنهایمر استعداد بهترین برداشت از بهترین ذهن را داشت و می‌دانست که چگونه آدمی دمدمی مزاج مانند او با گروه کاری کنار بیاید. علاقه به جهان سیاست نوعی از این کشش طبیعی بود.
پدر اوپنهایمر در سال 1937 میلادی مرد و برای او ثروت قابل ملاحظه‌ای به جا گذاشت. برادر کوچک اوپنهایمر، فرانک، برادر بزرگ خود را مانند قهرمان می‌پرستید. او فیزیک‌دانی با ذکاوت بود ولی به درجه‌ی اپی نمی‌رسید.
اوپنهایمر بخشی از ثروت موروثی‌اش را برای کمک به سازمان‌های ضد فاشیست هزینه کرد، او نمی‌دانست که بسیاری از این سازمان‌ها در صف اول کمونیست‌ها قرار گرفته بودند. اوپنهایمر دوستان زیادی داشت که کمونیست بودند، از جمله چند تن از دستیاران تحقیقات او و برادرش فرانک، اما هیچ وقت خودش به حزب کمونیست نپیوست.
اوپنهایمر در فصل تابستان به مکزیک سفر کرد و در آن جا سوار بر اسب مسیر کوهستان‌ها را پیش گرفت. در سفر قبلی وقتی 18 ساله بود با اسب به طرف غرب رانده بود. به این ترتیب مهارت سوارکاری‌اش را تقویت کرد. سرانجام، او و برادرش کلبه‌ای دور دست در جنگل کاج در کوهستان‌های مرتفع در 80 مایلی شرق سانتافه، نیومکزیکو گرفتند. اوپنهایمر بعد از آن که برای نخستین بار از مرغزار اطراف، مناظر خیره‌کننده‌ی آن جا را دید مثل همیشه بلافاصله به مزرعه‌ی خودش اشاره کرد و آن را هات داگ نامید.
او با سفر به سراسر آمریکا به جاهای دوردست رفت. کار اصلی او روی مکانیک کوانتوم و دوستی با امثال دیراک و هایزنبرگ، درهای زیادی را به روی او گشود. علاقه‌ی گسترده‌ی فرهنگی او به پناهنده‌های سیاسی که از اروپای فاشیست می‌آمدند، جلب توجه می‌کرد. اوپنهایمر خونسرد سال‌های گذشته، به زیبایی فرهنگ آراسته شده بود. اوپنهایمر در دانشگاه میشیگان با انریکو فرنی درباره‌ی تشعشعات بحث کرد. فرنی به تازگی از ایتالیا و از دست موسولینی فرار کرده بود. اپی با دیدار از دانشگاه کلمبیا در نیویورک با پناهنده‌ی سیاسی، لئو زیلارد ملاقات کرد. زیلارد در سال 1934 میلادی برای ثبت واکنش زنجیره‌ی هسته‌ای که روزی به تولید بمب اتمی می‌انجامید، تلاش ناموفقی داشت. اوپنهایمر با اینشتین هم ملاقات کرد. او در انستیتو مطالعات پیشرفته در پرینستون با برن ملاقات کرد. آن موقع دانشمندان نخبه‌ی یهودی اروپایی از مراکزی مانند گوتینگن و برلین فرار کرده بودند و مؤسسه‌ی نوبنیاد آی. آ. اس به سرعت به مرکزی برای فیزیک نظری تبدیل شد. اوپنهایمر خوب می‌دانست که برای مذاکره با دانشمندان توانایی دارد، اما در عین حال کار اصلی‌اش را تحت‌الشعاع قرار نداده بود.
بازتاب تغییر و تحول زندگی شخصی او، علایقش را از فیزیک اتمی به کیهان شناسی سوق داده بود. از آن زمان به بعد به جای تفکر درباره‌ی درون خویش، به کیهان می‌اندیشید. او در سال 1939 میلادی، به همراه هارتلند سیندر، مقاله‌ای با عنوان «فروپاشی مداوم جاذبه» منتشر کرد. این مقاله به تئوری نسبیت عمومی اینشتین ربط داشت. بر اساس این نظریه وقتی نور در فضا از نزدیک اشیاء عبور می‌کند، خم می‌شود. به عبارت دیگر فضا هم به این ترتیب خم می‌شود. (به زبان ساده هیچ چیز سریع‌تر از نور حرکت نمی‌کند، حال اگر نور خمیده شود پس کوتاه‌ترین راه رسیدن از یک نقطه به نقطه‌ی دیگر این منحنی نیست). بخشی از تئوری نسبیت عمومی اینشتین معادلات میدانی بود که رابطه‌ی بین فضای منحنی و پراکندگی جرم در کیهان را به طور مفصل بیان می‌کند. این معادلات خیلی پیچیده بودند و بیش از 20 دستگاه معادلات با 10 مجهول را شامل می‌شدند.
اوپنهایمر و سیندر جواب این معادلات را پیدا کردند و نشان دادند که وقتی ستاره‌ی خاموشی تحت نیروی جاذبه‌اش متلاشی می‌شود، چیزهای عجیب و غریبی اتفاق می‌افتد. فضا هم به صورت منحنی بسته در می‌آید، به طوری که نور ساطع شده از سطح ستاره دوباره به داخل ستاره برگردد. به این ترتیب هر چه در داخل ستاره اتفاق می‌افتد کاملاً از بقیه‌ی جهان بیرون جدا می‌شود و افق اتفاقات یک طرفه‌ای شکل می‌گیرد. می‌توان گفت که ذرات و تابش به ستاره نزدیک می‌شوند، در حالی که درون افق هیچ چیز امکان بیرون آمدن مجدد را ندارد. هیچ چیز نمی‌تواند از نیروی جاذبه‌ی قوی آن فرار کند. به جای ابعاد طبیعی فضا، شکافی ایجاد می‌شود که همه‌ چیز به سادگی محو می‌شود. اما طبق نظریه‌ی نسبیت اینشتین، زمان هم بعدی از فضا است. به عبارت دیگر، زمان هم مانند فضا در طرف دیگر فضای حوادث محو می‌شود. زمان کیهانی عجیبی در درون این فضا به وجود می‌آید، در جایی که جاذبه‎ی واقعی هر چیزی را با چگالی معینی تحت فشار می‌گذارد. همه چیز شامل فضا، زمان، ذرات، تابش، همه و همه ناپدید می‌شوند، گویا سیاه‌چاله‌ای نامرئی فرود آمده است. راه حل معادلات میدانی اینشتین به رغم عقاید کیهان‌شناسی بقیه‌ی دانشمندان و حتی خود اینشتین (که از نظر اجتماعی آن را مسخره قلمداد کردند) ادامه یافت. در حقیقت، این پدیده تا دهه‌ی 1960 میلادی سیاه‌چاله نام‌گذاری نشده بود و سرانجام در این دهه پذیرفته شد. اوپنهایمر و سیندر از زمان خودشان جلو افتاده بودند.
بنابراین آن‌ها باید متوقف می‌شدند، بدون آن که تقصیری متوجه آنان باشد. در اول سپتامبر 1939 میلادی، روزی که هیتلر به لهستان حمله کرد و جنگ جهانی دوم را شروع کرد، مقاله‌ی «گزارش فیزیک» اپی منتشر شد. این گزارش تصادفاً شامل مقاله‌ی اسرارآمیز برن در مکانیسم شکافت هسته‌ای بود. این فرایند به تولید بمب هسته‌ای منجر شد و سرانجام جنگ جهانی دوم را پایان داد. اوپنهایمر در آن زمان ایده‌ای درباره‌ی آن نداشت، موضوع مقاله‌ی برن خیلی زود زندگی او را فرا گرفت.
شکافت هسته‌ای به معنی شکافتن هسته‌ی اتم به دو تکه‌ی تقریباً مساوی است، به طوری که مقدار زیادی انرژی آزاد کند. مبنای تئوریک آن را اینشتین در نخستین دهه‌ی قرن بیستم میلادی پیش‌بینی کرده بود. این تئوری نتیجه‌ی تئوری نسبیت خاص بود. این واکنش به شکل خلاصه درفرمول مشهور زیر در آمد:
انرژی، m جرم و c سرعت نور است. چنان که سرعت نور حدود سه میلیون کیلومتر بر ثانیه باشد، دیده می‌شود که مقدار کمی جرم m مقدار عظیمی انرژیE آزاد می‌کند.
حدود سه دهه این فرمول به صورت کاملاً تئوری باقی ماند. این وضعیت فقط وقتی تغییر کرد که نتایج آزمایش با اورانیوم به دست آمد. این عنصر را مارتین کلاپروس، داروساز آلمانی، یک قرن قبل
از آن کشف کرده بود. او شیمی تحلیلی را بنیان‌گذاری کرد. تجزیه و تحلیل پیچ بلند (1) کلاپروس را به طرف پیش‌بینی این که عنصری جدید در آن وجود دارد، سوق داد و پس از آن که سیاره‌ی اورانوس کشف شد، آن را اورانیوم نامید.
معدن شناسی: سنگ معدنی محتوی اورانیوم، رادیوم و غیره.
بر حسب اتفاق نامیمونی، این کشف با انقلاب فرانسه در سال 1789 میلادی هم زمان بود. انقلاب فرانسه سبب شکاف اجتماعی اروپا شد. محققین، اورانیوم را به موقع از بقیه‌ی عناصر جدا کردند و پی بردند که سنگین‌ترین هسته را دارد. هم چنین کشف کردند که اورانیوم چند ایزوتوپ و مقادیر متفاوتی نوترون هم دارد. ایزوتوپ‌های اورانیوم طبیعتاً رادیواکتیو هستند، به عبارت دیگر خاصیت ناپداری دارند و هسته‌ی اتم اورانیوم توانایی تلاشی ناگهانی دارد. ذرات آلفا هم الکترون یا اشعه‌ی گاما ساطع می‌کنند.
در دهه‌ی 1930 میلادی، بی‌ثباتی اورانیوم علاقه‌ی شیمی‌دان آلمانی اتوهان و همکار استرالیایی‌اش، خانم لیز متنر را به خود جلب کرد. آنان هسته‌ی اورانیوم را با الکترون بمباران کردند و امیدوار بودند تا چند عنصر جدید را که حتی سنگین‌تر از اورانیوم باشد تولید کنند. تا سال 1938 میلادی، زمانی که این تحقیقات تکمیل شده بود، متنر مجبور شد تا برلین را ترک کند چون متنر یهودی بود. اما شریک حرفه‌ای و قدیمی او هان که کمک کرد تا فرار کند، او را در جریان کار قرار داد. آن‌ها موفق نشده بودند که عنصر سنگین‌تری تولید کنند.
نتایج نشان می‌داد که این کار غیرممکن است. اگر اورانیوم را با نوترون بمباران کنیم، باریوم به دست می‌آید. باریوم عنصری است که نصف وزن اورانیوم را دارد.
متنر متوجه شد که چه اتفاقی افتاده است. هسته‌ی اورانیوم به دو قسمت تقسیم شده بود. خانم متنر نام آن را شکافت هسته‌ای نهاد. متنر پی برد که علاوه بر تولید باریوم مقدار زیادی انرژی که قبلاً در هسته محصور بود، آزاد می‌شود. او محاسبه کرد که هر واحد هسته‌ی اتم اورانیوم 2000 میلیون الکترون ولت انرژی آزاد کرده بود.
برن، مکانیک تئوری شکافت هسته‌ای را مطرح کرد اما هان و متنر نشان دادند که می‌توان به آن رسید وقتی این خبر به برن رسید، او بی‌درنگ به تأثیرات احساسی آن پی برد. از این فرایند می‌توان برای تولید انفجاری استفاده کرد که مانند یا حتی رویای آن هم هرگز دیده نشده است. این فرایند در آلمان نازی شناخته شده بود.
درست پیش از شروع جنگ دوم جهانی در سال 1939 میلادی، برن از این خبر مطلع شد. او در آن زمان وطنش دانمارک را ترک کرده بود و در سفر علمی در ایالات متحده‌ی آمریکا به سر می‌برد. برن وقتی از این پیشرفت‌ها مطلع شد ترسید و با اینشتین در دانشگاه پرینستون تماس گرفت. برن از احتمال مصائبی که از فرمول مشهور اینشتین در حال بروز بود، به او هشدار داد. اینشتین درباره‌ی این موضوع با زیلارد بحث کرد و هر دوی آن‌ها مخفیانه نامه‌ای به رئیس جمهور روزولت نوشتند و درباره‌ی وضعیت پیش آمده به او هشدار دادند.
روزولت با ارتش و متخصصین علمی سریعاً مشورت کرد و پروژه‌ای را برای ساخت بمب هسته‌ای شروع کرد تا پیش از نازی‌ها موفق به این کار شود. اینشتین به گونه‌ای عجیب و مسخره از بزرگ‌ترین پروژه‌ی منهتن بی‌اطلاع بود. در حالی که قاعدتاً باید از آن اطلاع داشته باشد. دستگاه‌های اطلاعاتی گمان می‌کردند مردی که از خطرات واقعی بمب هسته‌ای اطلاع دارد، از نظر امینتی نباید در جریان امور باشد. این نخستین حرکت در نمایشی خنده‌دار و غم‌انگیز بود که انسان‌های بی‌گناه زیادی را نابود کرد. جاسوس‌ها آزاد بودند تا بدون مانع کار خودشان را انجام دهند. کسی نمی‌توانست بگوید تا چه اندازه این کار بیهوده بود. یک حقیقت را باید اضافه کنیم. در آن زمان (و تقریباً به مدت پنجاه سال: 72-1924 میلادی) شخص فاسدی که سازمان اف بی آی را اداره می‌کرد، به سازمان مافیا باج می‌داد و خودش بعدها برای حفظ کارش از رئیس جمهور باج‌خواهی می‌کرد. آن شخص ج ادگار هوور بود.
در ضمن در جهان سحر‌آمیز فیزیک هسته‌ای، زیلارد با فرنی تماس گرفت و دو نفری تواماً کار روی شکل عملی شکافت هسته‌ای را در سطح وسیعی شروع کردند. زیلارد قبلاً کارهای مهمی در این زمینه انجام داده و نشان داده بود که وقتی هسته‌ی اورانیوم با نوترون بمباران و شکافته می‌شود، به طور متوسط دو یا سه نوترون به همراه مقدار زیادی انرژی آزاد می‌کند. زیلارد به اهمیت این مطلب پی برده بود. اگر هسته‌ی اورانیوم را داشته باشیم، به طوری که نوترون رها شده فرار نکند بلکه برای شکافتن هسته‌های دیگر به کار برود، به این ترتیب نوترون‌های بیشتری آزاد می‌شوند. به همین روش هسته‌های بیشتری شکافته می‌شوند... واکنش زنجیره‌ای ثابتی شروع می‌شود و مقادیر بسیار زیادی انرژی آزاد می‌شود.
اما همه‎ی این‌ها آن چنان که به نظر می‌رسد ساده نیستند. برن پیش از آن اظهار کرده بود که وقتی شکافت هسته‌ای در اورانیوم اتفاق می‌افتد، فقط ایزوتوپ اورانیوم 235 را شامل می‌شود (عدد به وزن اتمی اشاره دارد). این ایزوتوپ متشکل از فقط 1 قسمت از 140 اورانیوم طبیعی است. سازه‌ی اصلی یعنی اورانیوم 238 اغلب بمباران نوترون‌ها را جذب می‌کند.
در سال 1941 میلادی، فرنی در زمین بازی اسکواش دانشگاه شیکاگو راکتور هسته‌ای ساخت. آزمایش‌های اولیه‌ی فرنی پیش‌بینی برن را تأیید کرد که این اتفاق با اورانیوم طبیعی تحت شرایط نرمان و بدون واکنش زنجیره‌ای رخ می‌دهد. راهی باید پیدا می‌شد تا تأیید کند که نوترون‌های آزاد سبب واکنش اورانیوم 235 می‌شود.
فرنی خود را در برابر مجموعه‌ای از مسایل پیچیده دید. چه جرمی از اورانیوم لازم است تا واکنش زنجیره‌ای به وجود بیاید؟ بهترین وسایل استفاده از نوترون‌های رها شده و تأیید این که آن‌ها فرار نمی‌کنند، کدام‌اند؟ چگونه می‌توان واکنش را کنترل کرد؟ وقتی هسته‌ی اورانیوم 235 شکافته می‌شود، دو یا سه نوترون آزادی که رها شده‌اند، نوترون‌های پرشتاب با انرژی زیادند که اورانیوم 238 به سادگی آن‌ها را جذب می‌کند. نوترون‌های پرشتاب را باید قدری آهسته کرد، به طوری که بتوانند به شکافتن هسته‌ی کمیاب اورانیوم 235 ادامه دهند.
سرانجام فرنی با ریختن مقدار زیادی مفتول گرافیت یا سرب سیاه در اورانیوم طبیعی این مسئله را حل کرد. وقتی نوترون‌های آزاد و پرشتاب با اتم‌های تعدیل کننده‌ی گرافیت برخورد می‌کنند، آرام می‌شوند و امکان می‌یابند تا با اورانیوم 235 برخورد کنند. به این ترتیب واکنش زنجیره‌ای در حال کنترل شده‌ای ادامه می‌یابد. به هر حال اگر مفتول‌های کربن به طور دقیق و با روش صحیح در اورانیوم متراکم ریخته نشود، انفجار هسته‌ای غیر قابل کنترل بروز خواهد کرد. می‌توان اثبات کرد که این انفجار برای محیط اطراف خطرناک است. و حوزه‌ی وسیعی را نابود می‌کند. فرنی دقیقاً می‌دانست که برای شهروندان ناآگاه شیکاگو چه می‌کند. دوم سپتامبر 1942 میلادی نخستین راکتور هسته‌ای جهان، نخستین واکنش هسته‌ای خودکفای کنترل شده را تولید کرد.
در صورتی که شیکاگو نابود شده بود، دستگاه‌های اطلاعاتی باید توضیحی برای آن داشته باشند. فرنی هنوز شهروند ایتالیا بود و در آن زمان ایالات متحده در حال جنگ با ایتالیا بود. (البته اینشتین چند سال اخیر را در امریکا و در تبعید به سر می‌برد).
برای رسیدن به شکافت هسته‌ای وسیع و سودمند، لازم بود تا اورانیوم 235 قابل شکافتن را بیش از دست کم 1 به 140 بخش متمرکز کنیم تا شکافت به طور طبیعی اتفاق بیافتد. متأسفانه این کار را با فرایند شیمیایی نمی‌توان انجام داد. خصوصیات شیمیایی ایزوتوپ‌ها از هر نظر غیرقابل تشخیص‌اند. به عبارت دیگر آن‌ها را یا باید از نظر فیزیکی و یا مطابق اندازه‌ی اتم ایزوتوپ‌های مختلف جدا کرد. البته مشکلاتی هم برای این کار وجود دارد. تفاوت اندازه‌ی بین دو ایزوتوپ در سطح اتمی کوچک است. با این وجود، برای بررسی این مشکل پروژه‌های مختلفی را باید شروع کرد.
در آزمایشگاه تحقیقات وستینگهاوس در پیتسبورگ برای جدا کردن اورانیوم 238 سنگین از اورانیوم 235 با استفاده از نیروی سانتریفیوژ تلاش‌هایی انجام شد اما این تلاش‌ها بی‌نتیجه بود. در دانشگاه کلمبیا در نیویورک، فرایند پخش گازی در دست اجرا بود. ا ین کار به این شکل انجام می‌شد که اورانیوم را به شکل گاز با فشار از مسیر یک مانع پر از خلل و فرج عبور می‌دادند. ایزوتوپ‌های کوچک اورانیوم 235 با سرعت بیشتری عبور می‌کردند و نخستین مقدار در طرف دیگر جمع می‌شد که شامل اورانیوم 235 متراکم بود. این فرایند قابل تکرار بود و دائماً اورانیوم را غنی می‌کرد تا اورانیوم خالص 235 به دست بیاید.
ساده به نظر می‌رسد، اما همیشه مسائل سخت بوده‌اند. اورانیوم غیرگازی، فلزی سنگین و خیلی سخت است. جهت آماده کردن اورانیوم برای پخش گازی باید آن را به فلوراید اورانیوم که نوعی گاز است، تبدیل کرد. مشکلی که در این جا وجود داشت این بود که فلوراید اورانیوم نشان داده که به قدری تند و تیز است که هیچ چیز نمی‌تواند آن را نگه دارد. هیچ ظرفی ساخته نشده بود که بتواند گاز را در خود جا دهد. البته باید در فرایند هم به طور اجتناب‌ناپذیری از مانع پخش گاز استفاده شود و لوله، شیر یا پمپ‌هایی به کار رود تا آن را نگه دارد، عبور دهد و گاز را کنترل کند.
هر مسئله راه حلی دارد. به منظور غلبه بر این مسایل صنعت جدیدی متولد شد. نخست شیمی‌دان‌ها باید با کارخانه‌ی شیمیایی نوع جدید که با مواد کاملاً جدید طراحی شده همراه شوند و سپس فرایند تولید باید با جدیت تمام شروع به کار کند. دو مرکز خیلی سری برای نیروگاه‌های پخش گاز انتخاب شدند. اولین مرکز در هانفورد، دره‌ای متروک در کنار رودخانه‌ی کلمبیا در ایالت واشنگتن، و دیگری 52000 هکتار در زمین‌های پوشیده از درختان بلوط در دوردست در تنسی بود (جایی که برادر اوپنهایمر، فرانک، در آن جا مشغول کار بود).
هزینه‌ی این پروژه‌ها حیرت‌آور بود. طبق آمار و ارقام تقریباً 45000 کارگر ساختمانی در سایت هانفورد به کار گرفته شدند و نیروگاه تنسی بزرگ‌ترین بلوک ساختمانی جهان بود (مانند آسمان خراش بزرگی که بر پشت افتاده باشد). علاوه بر فرانک اوپنهایمر، 25000 تکنیسین هم باید در این ساختمان شروع به کار کنند. آمریکا با جدیت تمام مصمم به اجرای پروژه‌ها بود. در ابتدای پروژه‌ی منهتن، دولت مبلغ اولیه‌ی 6000 دلار برای آن در نظر گرفت. هزینه‌ی نهایی بالغ بر 2 میلیارد دلار بود. (مبلغ گزافی است، وقتی بسیاری از کارگران ساختمانی روزانه 3 دلار دستمزد می‌گرفتند). چنین تجمع نیروی انسانی و قدرت کاری پیش از آن هرگز در سراسر تاریخ دیده نشده بود. مشابه این تعداد از نیروی انسانی در ساخت اهرام مصر به کار گرفته شده بود. البته همین تعداد هم در قرن بیستم برای حفر کانال دریای سفید در روسیه‌ی شوروی به کار گرفته شد، اما همه‌ی آن‌ها برده‌های غیرماهر بودند یا چنین با آن‌ها رفتار می‌شد. در پایان جنگ جهانی دوم پروژه‌ی منهتن از تمام صنعت اتومبیل‌سازی آمریکا بزرگ‌تر بود. اما این مقدمات برای شروع پروژه ضروری بود. این پروژه موارد استفاده‌ی دیگری هم داشت. برای این که این پروژه فایده داشته باشد، کسی باید باشد که بداند چطور با آن بمب بسازد. آن موقع مسایل علمی وجود داشت که هرگز قبلاً کسی با آن روبه رو نشده بود. برای حل این مسایل ضرورت داشت تا بهترین مغزهای علمی جمع شوند و به صورت تیمی کار کنند.
چه کسی توانایی و جایگاه علمی کافی داشت تا چنین پروژه‌ای را اداره کند؟ چه کسی بهترین مغزهای علمی را در آمریکا می‌شناسد و می‌داند که چگونه دانشمندان جوان تراز اول را ترغیب و به کار تیمی وادار کند؟ چه کسی در جریان همه‌ی آخرین پیشرفت‌های فیزیک هسته‌ای بود؟ یک نفر همه‌ی این شرایط را داشت: ج. رابرت اوپنهایمر.
فرماندهی کلی پروژه‌ی منهتن تاکنون در دست ارتش به خصوص در دستان قدرتمند ژنرال لسلی آرگرووز بوده است. سرهنگ گرووز مهندسی پر انرژی است که اخیراً پنتاگون را ساخته است. ارتقاء توسعه‌ی فیزیکی پنتاگون ادامه یافته است. هیچ کس نمی‌خواهد تمام مدت جنگ مراقب تعدادی از دانشمندان نخبه باشد، بنابراین وظیفه‌ی مدیریت پروژه‌ی منهتن به عهده‌ی گرووز گذارده شد. او دارای تحصیلات تکمیلی بود و بنابراین به خوبی می‌دانست که چگونه سایت‌های ساختمانی بزرگ را می‌سازند.
گرووز و اوپنهایمر هیچ شباهتی به یکدیگر نداشتند اما فیزیک‌دان منزوی و ژنرال جسور با یکدیگر هماهنگ شدند.
طبق نظر اوپنهایمر پروژه‌ی تولید بمب هسته‌ای در یک منطقه متمرکز باشد. این پروژه باید شامل تحقیقات شیمیایی و فلزشناسی، فیزیک هسته‌ای (تئوری یا عملی) و تحقیقات اولیه درباره‌ی انفجار بمب باشد. در عین حال سایت باید محلی خیلی سری باشد که آن‌ها بتوانند بمب را بسازند.
اما بمب را کجا نگهداری کنند؟ اوپنهایمر جای دقیق آن را می‌دانست. او گرووز را به کوهستان‌های نیومکزیکو در 35 مایلی شمالی غرب سانتافه برد و محل مدرسه‌ی بومی‌های فلات را به گرووز نشان داد که مایل‌ها از نزدیک‌ترین محل سکونت آن‌ها فاصله داشت. در هوای پاک کوهستان سیراس، قله‌های پوشیده از برف در دور دست مناظر زیبایی ایجاد کرده بود. گرووز خیلی تحت تأثیر قرار گرفت و گفت: تو چیزی سری‌تر از این پیدا نکردی. بنابراین اوپنهایمر رویای زندگی‌اش را جامه‌ی عمل پوشانید و دو مشغولیت ذهنی خود را با هم تلفیق کرد: علم و کوهستان. نام مدرسه‌ی بومیان، لوس‌آلاموس (درخت سپیدار) بود.
لوس‌آلاموس با 7000 فوت ارتفاع در انتهای مالرو قرار داشت. نزدیک‌ترین راه تماس با شهر ایستگاه فرعی راه آهن بیابانی از سانتافه بود. وقتی از قطار پیاده می‌شدید تا آن جا که چشم دوردست‌ها را می‌دید، کسی یا چیزی دیده نمی‌شد. این منظره انگیزه‌ای برای ساختن جاده در کوهستانی بود که لوس‌آلاموس را به جهان خارج وصل می‌کرد. برای ساختن این جاده 3000 کارگر ساختمانی را در آن جا به کار گرفتند. سایت، محلی صنعتی با ساختمان‌های کوچک و ردیف‌هایی از کلبه‌هایی بود که در کنار خیابان‌های طولانی و به سبک نظامی برپا شده بود. گرووز به روشی خشک و به سبک نظامی بر فعالیت‌های ساختمانی نظارت می‌کرد، به طوری که پنتاگون برای تعیین بودجه‌ی آن اعلام آمادگی کند. اما وقتی ساکنین این ساختمان جدید با صورت حساب‌هایی برای نیروگاه‌های شکافت گازی گرووز در هانفورد و اوک ریج رو به رو شدند، شگفت‌زده شدند که آیا چیزی برای ادامه‌ی جنگ باقی می‌ماند. گرووز به شدت مؤاخذه شد و دستورات مؤکدی به او دادند که ساختن هر چیزی مگر بمب او مجاز است.
قرار است در این شهر جدید 3000 نفر از دانشمندان نخبه و جوان امریکا در کلبه‌های کوچکی که برای تنبیه پرسنل یگان‌ها طراحی شده بود، زندگی کنند. در این مرکز فن‌آوری جدید از امکاناتی مثل سنگفرش و چراغ خیابان‌ها صرف نظر شده بود. دستگاه‌های گرمایشی و سرمایشی هم در ابتدا غیر ضروری تلقی می‌شد. بیابان برهوت تفتیده تابستانی به باتلاق‌های یخ زده‌ی زمستانی تبدیل می‌شد.
حتی آبی که باید با لوله منتقل شود با کمبود رو به رو بود. (لوله‌های انتقال آب در زمستان یخ می‌زد، اما گرووز ذخیره‌ی آب را صرفه‌جویی می‌کرد.) اوپنهایمر باید دست به کار شود و بهترین دانشمندان آمریکا را تشویق کند تا در آن جا کار و زندگی کنند. این کار در مساعدترین شرایط هم آسان نبود. چون اوپنهایمر با شرایط سختی رو به رو بود. او اجازه نداشت تا به کارکنانش بگوید که کجا می‌روند. نمی‌توانست به آنان بگوید چه مدت آن جا خواهند بود. (هیچ کس آن را نمی‌دانست). او مطلقاً نباید نوع کاری را که قرار بود انجام دهند به آنان بگوید. اما اوپنهایمر واقعاً توانایی زیرکانه‌ای برای ترغیب کارکنان جدید داشت.
بنا به گفته‌ی یکی از کارکنان جدید: او رمانتیک بود... همه چیز در سریع‌ترین شکل پوشیده شده بود. ما باید به ارتش بپیوندیم و بعد در آزمایشگاه‌های کوهستان‌های نیومکزیکو ناپدید شویم. (از قرار معلوم، اپی نمی‌توانست زیبایی‌های نیومکزیکوی مورد علاقه‌اش را فاش کند). فیزیک‌دانان مشهور و بزرگ هم دوره‌ی اوپنهایمر، کارکنان جدید لوس‌الاموس بودند. فرنی و فون نیومن شاید شناخته ‌شده‌ترین افراد این نسل بودند. جوان‌ترین کارمند آن جا هم فردی 24 ساله به نام ریچارد فینمن بود. او آدم کلک بازی بود. که یکی از اندیشمندان دانش فیزیک شد. یکی از کارکنان جدید و احتمالی که قرار بود از انگلستان به جمع آن جا اضافه شود، ریچارد ویکینز بود که بعدها به خاطر کار روی کشف د. ان. آ جایزه‌ی نوبل را دریافت کرد. ژنرال گرووز آن جمع را بزرگ‌ترین مجموعه‌ی جوجه روشنفکرها وصف کرد. او درست می‌گفت. حتی در آزمایشگاه کاوندیش در کمبریج، در گوتینگن برلین، یا حتی در انستیتو مطالعات پیشرفته در پرینستون تا آن موقع چنین تجمعی از نوابغ دیده نشده بود. نوابغی که همگی آماده‌ی انجام کار بودند. به هر حال، هر کسی این قدر تحت تأثیر پیشنهاد اوپنهایمر قرار نمی‌گرفت. زیلارد که به خوبی می‌دانست چه چیزی جریان دارد و از جزئیات آن محل اطلاع داشت، اعتراض کرد: هر کس که به آن جا برود، دیوانه می‌شود.
آیا اوپنهایمر واقعاً مناسب‌ترین انتخاب برای مدیریت پروژه‌ی لوس‌آلاموس بود؟ به زودی شک و تردیدها به جریان افتاد. با این حال، اوپنهایمر واقعاً تجربه‌ی مدیریت نداشت. همه‌ی کاری را که او مدیریت کرده بود، تیم کوچکی از فیزیک‌دانان در برکلی بود. باید ذهن دقیقی داشته باشد، اما هنوز سؤالات آزار دهنده‌ای درباره‌ی عمق و استقامت کار او وجود داشت. اوپنهایمر دونده‌ی دو سرعت فکری بود اما او هیچ وقت مدیریت چنین پروژه‌ی دراز مدت و بزرگی را به عهده نگرفته بود. توانایی عملیاتی او هم زیر سؤال بود. ناتوانی که در آزمایشگاه کمبریج نشان داده بود تا آن موقع به موضوعی معروف تبدیل شده بود. نام خودمانی داداش اپی مانند صورت حساب‌های آزمایشگاه به نمایشنامه‌ی کیتون اشاره داشت. اتفاقاً کار تئوریک او هم در این مقوله قابل ارزیابی بود. دستیاران او هم دریافته بودند که دنبال نقطه ضعف‌های اوپنهایمر بگردند: او در محاسبات خود از علائم و نشانه‌های ریاضی استفاده نمی‌کند. همه‌ی این حرف‌ها در جای کوچکی مانند لوس‌آلاموس به سرعت به اطلاعات عمومی تبدیل شد. در لوس‌آلاموس هیچ کس دیگری مانند اوپنهایمر راجع به سؤالات مهم مربوط به مبحث فیزیک ذرات و شکافت هسته‌ای چنین دریافتی نداشت. او می‌دانست با هر کسی جز ژنرال گرووز درباره‌ی چه چیزی حرف بزند.
با این حال خنده‌دار است که است که در برابر متخصصین واشنگتن که درباره‌ی توانایی‌های حرفه‌ای اوپنهایمر سؤال می‌کردند، ژنرال گرووز از او حمایت می‌کرد. (اوپنهایمر نابغه‌ای با حسن نیت است که می‌داند درباره‌ی چه چیزی گفت وگو می‌کند.) اما حادثه‌ای بدتر اتفاق افتاد. اوپنهایمر از نظر وزارت اطلاعات برای این کار مناسب نیست. آن موقع ژنرال گرووز گزارش‌های امنیتی هشدار‌دهنده‌ای درباره‌ی اوپنهایمر از کالیفرنیا دریافت می‌کرد. اوپنهایمر جاسوس کمونیست‌ها است. نامزد او و همچنین برادرش، فرانک، عضو حزب کمونیست بودند. با این حال، این گزارش‌ها نتوانست مانع از گرفتن شغلی سطح بالا در کارخانه‌ی سری فرآوری اورانیوم اوک ریج شود. گرووز باید گزارش‌های امنیتی درباره‌ی اوپنهایمر را به وزارت اطلاعات ارائه می‌کرد. ژنرال جدی و واقع‌بین،عمیقاً تحت تأثیر تیزهوشی و عقیده‌ی راسخ نابغه‌ی مورد علاقه‌اش قرار گرفته بود.
اوپنهایمر در 38 سالگی با کیتی هریسون ازدواج کرد و وارد زندگی خانوادگی شد. او آن موقع بیشتر ترجیح می‌داد در خانه بماند تا این که در نشست‌های سیاسی شرکت کند، اما کیتی وارد آن نشست‌ها شد و درگروه هواداران جناح چپ شرکت کرد. سال 1943 میلادی به نیمه رسیده بود که این خانواده به لوس‌آلاموس نقل مکان کردند. اما اوپنهایمر باید هر چند ماه یک بار برای نظارت بر انتقال تجهیزات و استخدام افراد جدید به برکلی برگردد. او همیشه در این سفرها از سر وظیفه‌شناسی سازمان اف بی آی را در جریان می‌گذاشت. اوپنهایمر به موقع متوجه شد که باید از کار در پروژه و همکاری با دولت آمریکا منصرف شود. اف بی آی، کمونیست‌ها را تحمل نمی‌کرد.
دانشمندانی که آن موقع در لوس‌آلاموس جمع شده بودند، با هدف غیر انسانی این پروژه رو به رو بودند. چگونه واکنش زنجیره‌ای شکافت هسته‌ای را برگردانند و به سلاحی قابل قبول تغییر دهند؟ فرنی آن را در شیکاگو تولید کرده بود اما چگونه آن را در بمبی به کار برند تا بتوانند روی انسان‌ها بیاندازند.
اولین مسئله‌ای که باید حل شود، مقدار اورانیوم لازم بود. واکنش زنجیره‌ای در کمتر از مقدار معینی اورانیوم 235 (جرم حیاتی)، موفق به شکافت هسته‌ای نمی‌شد. در این حالت نوترون‌ها با شکافتن هسته رها می‌شوند و پیش از آن که به هسته‌ی دیگر برخورد کنند معمولاً پراکنده می‌شوند. هر چه جرم اورانیوم 235 افزایش یابد، احتمال وقوع واکنش زنجیره‌ای بیشتر می‌شود. نوترونی که با شکافت اولیه رها شده است در بیشتر از جرم معینی از اورانیوم 235 به هسته‌ی دیگر برخورد می‌کند و سبب شکافت آن می‌شود. نوترون رها شده، به نوبه‌ی خود در واکنش زنجیره‌ای چندگانه‌ی سریع، هسته‌ی دیگر را می‌شکافد. همه‌ی این اتفاقات با سرعت بسیار زیاد روی می‌دهد. در این واکنش غیرقابل کنترل، مقدار زیادی انرژی آزاد می‌شود و انفجار اتمی اتفاق می‌افتد.
بدیهی است که هر بمب اتمی شامل دو جرم زیر حیاتی از اورانیوم است که بعداً با هم جمع می‌شوند. البته کارها الزاماً به همین سادگی انجام نمی‌شود چون باید مواد قابل شکافت باهم جمع شوند تا جرم حیاتی با سرعت بسیار بالا پدید بیاید. یا این که واکنش زنجیره‌ای غیر قابل کنترلی واقعاً اتفاق نمی‌افتد.
برای غلبه بر این مسئله چاشنی اسلحه ضروری است. این بمب که شبیه اسلحه است، به نام «پسربچه» معروف است.
برای انفجار باید چاشنی را بزنیم، بدین ترتیب گلوله‌ی اورانیوم آتش می‌گیرد. وقتی آتش به اورانیوم هدف می‌رسد، از جرم حیاتی فراتر می‌رود و انفجار هسته‌ای اتفاق می‌افتد.
خیلی زود آشکار شد که حتی این روش هم مشکلاتی دارد. در حالی که دو جرم زیر حیاتی اورانیوم تقریباً هم زمان به هم می‌رسند، پیش از آن که جرم حیاتی به دست بیاید هنوز خطر نوترون‌های سرگردان ساطع شده از اورانیوم وجود دارد.
پیش از آن که مواد به طور کامل بتواند منفجر شود، این فرایند سبب انفجار زود هنگام خیلی کوچک می‌شود، در نتیجه تأثیرات انفجار بمب بعداً به مقدار غیر قابل مقایسه‌ای کاهش می‌یابد.

این مشکل در حین کار دقیق تئوریک فیزیک‌دانان در لوس‌آلاموس پیش‌بینی شده بود. باید برای آن راه حلی پیدا می‌کردند. این کار را هم کردند. آن‌ها متوجه شدند که اگر گلوله‌ی اورانیوم 235 سریعاً آتش بگیرد، این مشکل بروز نمی‌کند. اما گلوله‌ی اورانیوم با چه سرعتی باید آتش بگیرد؟ طبق دقیق‌ترین محاسبات ممکن، باید با سرعت 1000 متر بر ثانیه حرکت کند. متأسفانه، ارتش آمریکا سلاحی نداشت که بتواند با چنین سرعتی آتش بگیرد. اوپنهایمر و تیم او کار سخت طراحی سلاحی را که مناسب «پسربچه» باشد، شروع کردند.
گروه اسلحه و مهمات در اوایل تابستان 1943، جرقه‌ی تازه‌ای زد و اپنهایمر به ایده‌ی جدیدی دست یافت. شیث ندرمیر پیشنهاد کرد که به جای استفاده از گلوله‌ برای ایجاد جرم حیاتی، با استفاده از حجمی که قبلاً آن جا بوده به سادگی می‌توانیم به این کار برسیم و با متراکم کردن آن به حجم لازم برای انفجار دست یابیم. با انفجار درونی می‌توان به این منظور دست یافت. لوله‌ای فلزی را با اورانیوم پر می‌کنیم، دور آن را با مواد منفجره محصور و در لوله‌ی بزرگ‌تری قرار می‌دهیم. هرگاه انفجار اتفاق بیافتد، لوله را از درون منفجر می‌کند و بلافاصله اورانیوم را برای رسیدن به حجم حیاتی متراکم می‌کند. متأسفانه دشواری کار در این بود که لوله باید به طور یکنواخت منفجر شود، از طرف دیگر بخش‌هایی از اورانیوم ممکن است نا به هنگام منفجر شود، در نتیجه انفجار هسته‌ای کامل اتفاق نیفتد. فون نیومن محاسبه کرد که اگر بخواهیم انفجار موفق باشد، تغییر در تقارن ضربه نباید از 5% تجاوز کند.
اوپنهایمر تحت تأثیر روش ماهرانه‌ی ندرمیر قرار گرفت. به نظر اوپنهایمر او ابتکار خوبی داشت. گروه نوابغی که روی روش گلوله کار می‌کردند، تأثیرپذیری کمتری داشتند. مهم نیست که این لوله با چه دشواری‌ای بسته می‌ماند، اثر انفجار مطمئناً سبب می‌شود تا اورانیوم حتماً از جای خود خارج شود. اگر کار به این روش انجام شود، چرا اورانیوم را در گوی بسته‌ی انفجاری احاطه نکنیم؟

ندرمیر بی‌درنگ آن را رد کرد. به نظر او دشواری‌های فنی رسیدن به انفجار حتی درگوی هم تقریباً حل نشدنی است. به علاوه، اقدام به انفجار آزمایشی برای کشف این که آیا انفجار درونی واقعاً پراکنده می‌شود، غیر ممکن بود. فقط با لوله امکان آزمایش وجود داشت و در صورتی که انفجار آزمایشی انجام می‌شد، امتحان آن ممکن بود. اوپنهایمر به این نکته توجه داشت. ندرمیر و گروه او را با مقدار زیادی مواد منفجره به صحرا فرستادند.
در سراسر تابستان سال 1943 میلادی مجموعه‌ای از انفجارهای روزانه در دره‌های اطراف لوس‌آلاموس اتفاق می‌افتاد. ندرمیر و گروه او مبادرت به آن انفجارها می‌کردند تا به جواب مناسبی برای سؤالاتشان برسند. نحوه‌ی انفجار بمب‌ها اهمیت ندارد، لوله‌ی انفجاری به پیچ و واپیچ‌هایی منتهی می‌شود و نشان می‌دهد که نیروی انفجار هنوز نیامده است. سپس ندرمیر کشف کرد که راه حل این مشکل با روش شلیک سلاح‌های معمولی یکسان است. سرعت! و برای رسیدن به انفجار با سرعت بالاتر، ساخت سلاح پر قدرت خاص دیگری لازم نیست، چیزی که او لازم داشت قدرت انفجار بزرگ‌تر بود.
صداهای مهیبی در اطراف تپه‌ها به گوش می‌رسید. اما این روش آزمایش بمب نشان داد که شکست خورده است چون آن لوله هم در بالای سطح معینی از قدرت انفجاری به سادگی متلاشی می‌شد، انفجار! به عبارت دیگر مدرکی دال بر کنترل این که آیا واقعاً انفجاری اتفاق افتاده یا نیفتاده در دست نبود. اوپنهایمر اصرار داشت که نباید در این دستگاه چیزی را به شانس واگذار کرد، آن هم وقتی که آن‌ها ساختن بمب در لوس‌آلاموس را شروع کردند. «ابزار»، «پسربچه» و بعدها «مرد چاق» را برای انفجار درونی بمب به کار بردند. در بازنگری آن نام‌ها می‌توان گفت که چه قدر این نام‌ها پاک به نظر می‌رسند! کارکنان لوس‌آلاموس ادعا می‌کردند که فشار به قدری بود که زمانی برای فکر کردن درباره‌ی این که آن‌ها واقعاً چه می‌کنند، وجود نداشت. زشتی کاری که مشغول آن بودند، هنوز برای آن‌ها معلوم نبود. حتی کسانی که درباره‌ی تأثیرات بمب و عواقب استفاده از آن در تاریخ جهان تردید داشتند، در مراحل بعدی دچار نگرانی‌های جدی شدند.
در ضمن، برنامه‌ی تولید مواد بمب به زودی شروع شد. «مرد چاق» به غذای زیادی نیاز داشت. مشکلات تولید و راه‌حل‌های آن‌ها در سطح فوق‌العاده بالایی بود. برای فرایند شکافت گازی که اورانیوم طبیعی با آن تا سطح اورانیوم 235 غنی می‌شد، به مقدار زیادی گاز فلوراید اورانیوم فرساینده نیاز بود که باید از مانعی منفذدار مکیده شود. با این حال میلیون‌ها تن اورانیوم لازم بود تا (که بعدها به گاز تبدیل شود) فقط کمتر از یک قاشق چای‌خوری اورانیوم 235 به دست بیاید (حتی این مقدار هم فقط 15 درصد خلوص دارد). نیروگاه اوک ریج ساختمان امپایر استیت را به شکل وارونه و از پهلو در خود جا می‌داد. به سیستم خلاء بسیار بزرگی نیاز بود. نیرویی بیشتر از پیتز بورگ لازم بود تا به کارش ادامه دهد. لوازم مسی مورد نیاز این نیروگاه به زودی تمام معادن مس ایالات متحده را تخلیه می‌کرد. برای رفع این کمبود، 6000 تن از شمش ذخیره‌ی ایالات متحده از فورت نکس را فرستادند و به سیم تبدیل کردند. اگر مقدار نقره‌ای را که وقتی اپراتورهای ماهر کار می‌کنند و تبخیر می‌شود کم کنیم، بعد از جنگ بقیه را باید برگردانند. آهن رباهایی که سیم‌های نقره روی آن‌ها به کار می‌رفت، وزنی حدود 10000 تن داشت و به قدری قدرتمند بود که کارگران نیروگاه احساس می‌کردند میخ چکمه‌های آن‌ها را به طرف خود می‌کشد. همه‌ی این‌ها برای تولید به اندازه‌ی یک دانه‌ی قهوه ماده‌ی قابل شکافت به کار گرفته می‌شد حتی راکتور این میزان هم کافی نبود. اما برای کشف مهم فرنی کفایت می‌کرد.
فرنی در حین آزمایش‌های نخستین رآکتور هسته‌ای جهان در شیکاگو، مقدار کمی عنصر پلوتونیوم تازه کشف شده را به شکل ایزوتوپ پلوتونیوم 239 رادیواکتیو تولید کرد. این پیشرفت بزرگی بود، چون پلوتونیوم 239 جرم حیاتی داشت به طوری که فقط یک سوم اورانیوم 235 بود. بعد ازآن که اورانیوم 235 باقی می‌ماند، نوترون‌ها مقدار زیادی از اورانیوم 238 غیر قابل شکافت را بمباران می‌کردند. پلوتونیوم 239 که در رآکتورهای هسته‌ای تولید می‌شد، حتی فایده‌ی بیشتری داشت.
ماده‌ی قابل شکافت دیگری را که می‌توان در بمب اتمی به کار برد، در دست بود. نیروگاه‌های بزرگ اوکلند و هانفورد شروع به تولید پلوتونیوم کردند. اما این چیزی بیش از فقط عملیات تولید نیروی وحشی بود که مقادیری اندک ماده‌ی قابل استفاده تولید می‌کند. علاوه بر لزوم مهارت زیاد (در سطحی وسیع) مراقبت زیادی هم لازم بود. پلوتونیوم شکافت‌پذیر به علت ساطع کردن درجه‌ی بالایی از ذرات آلفا ماده‌ای کشنده است. زیرا مستقیماً جذب مغز استخوان شده و باعث سرطان خون می‌شود. بیش از مقدار 13% میلی‌گرم آن برای انسان کشنده است. خطر ذرات غبار را هم برای تمامی گروه کارگران باید به حساب آورد.
در سال 1943 میلادی علی رغم داده‌های سنگین و پلوتونیوم اضافه، تولیدماده‌ی قابل شکافت به سختی پیش می‌رفت. دینام‌های بزرگ و ناکارآمد در اوکلند هفته‌ها از کار می‌افتادند و بازده‌ی کافی نداشتند. ورود نیلز بور به آمریکا انگیزه‌ی بیشتری به پروژه‌ی منهتن داده بود.
بور در سال 1943 سرانجام تصمیم گرفت که از دانمارک تحت اشغال آلمان بگریزد. او از طریق سوئد که در جنگ بی‌طرف بود و از فراز دریای شمال مخفیانه به بریتانیا گریخت. بور به همراه گروهی از دانشمندان هسته‌ای بریتانیا که برای کمک به پروژه‌ی لوس آلاموس فرار کرده بودند، وارد منطقه شد. او با خودش اطلاعات هشدار دهنده آورده بود. نیلز بور کمی قبل از فرار به امریکا با هایزنبرگ ملاقات کرد. او یکی از معدود دانشمندانی بود که در وطنش آلمان باقی مانده بود. بور از هایزنبرگ درباره‌ی هدف آلمان‌ها از تولید بمب اتمی سؤال کرد. رفتار هایزنبرگ شک برانگیز بود و سبب شد تا بور بفهمد که آلمان‌ها در مرحله‌ی پیشرفته‌ای هستند. بور به محض آن که وارد لوس‌آلاموس شد، خبرها را به اوپنهایمر منتقل کرد.
اوپنهایمر می‌دانست که جای درنگ نیست اما در عین حال از همه‌ی مشکلات پروژه‌ی لوس‌آلاموس اطلاع داشت. مشکلات فنی هنوز به قوت خود باقی بودند و در رأس همه‌ی آن‌ها سرویس اطلاعاتی لوس‌آلاموس به سختی با او همکاری می‌کرد. آن‌ها پی برده بودند که اوپنهایمر از همه‌ی کارهای در جریان اطلاع دارد، در عین حال می‌دانستند که او جاسوس کمونیست‌ها است. گروهی محافظ، ظاهراً برای حفظ امنیت، اوپنهایمر را دائماً همراهی می‌کردند.
در ضمن، یکی از دانشمندان هسته‌ای تازه وارد که به سرعت با دوست همفکرش تماس گرفت کلاوس فوخز بود. او دائماً به سانتافه می‌رفت و آخرین جزئیات پروژه‌ی بمب اتمی آمریکا را منتقل می‌کرد. خبرها به سرعت به روسیه فرستاده می‌شد.
مدیریت تیمی از دانشمندان سطح بالای داوطلب در لوس‌آلاموس به مدیریت تیمی از افراد خیلی ماهر در هر زمینه‌ی دیگر مانند اپرا یا فوتبال راگبی شبیه بود. هر کس راه واقعی رسیدن به موفقیت را می‌دانست. به همین ترتیب فقط یک پاسخ برای هر مسئله وجود داشت که همه آن را می‌دانستند. دانشمندان به ندرت خاموش می‌مانند، به خصوص اگر در کاری که انجام می‌دهند بهترین‌ها باشند (معمولاً برای همه‌ی کسانی که در لوس‌آلاموس حاضر بودند، این ویژگی وجود داشت). اوپنهایمر از همه‌ی حوزه‌های مربوط به جنبه‌ی فرماندهی اطلاع داشت و در حین مسابقه‌ی جار و جنجال به پا کردن سکوت اختیار می‌کرد. بعدها عصبانیت خود را فرو خورد و تصمیم خود را توضیح داد. تعداد کمی عصبانی شدند و کسانی که در حاشیه حرکت می‌کردند، به مشارکت خود ادامه دادند. چشم انداز جدید آن‌ها بعد تازه‌ای به آن افزود. اپی ثابت کرد که سیاستمدار فوق‌العاده توانایی در هر زمینه است (به استثنای علم سیاست که همه از آن غافل مانده بودند، مگر همراهان سرسخت او).
به هر حال، مسایل خاصی بغرنج باقی مانده بود. ایمان اوپنهایمر به ندرمیر و انفجار او منوط به موفقیت آزمایش بود. در اوایل سال 1944 میلادی، به نظر می‌رسید که بمب هسته‌ای نواحی اطراف لوس‌آلاموس را نابود کرده است. در حالی که همه‌ی این کارها بی‌نتیجه بود انفجار بعدی که با شکست مواجه شد، همه به خصوص ندرمیر را به تعجب واداشت. اوپنهایمر برای بار اول فیوزی را زد. ندرمیر فریاد زد و به یکی از تاریک‌ترین آزمایشگاه‌های لوس‌آلاموس تبعید شد و روشن کردن حتی یک چوب کبریت هم برای او ممنوع شد. انفجار رخ داد!
وقتی اوپنهایمر آرام شد، دریافت که باید حرف‌هایش را فرو بخورد. کشف شد که پلوتونیوم مقدار زیادی نوترون آزاد ساطع می‌کند. اگر روش گلوله استفاده شود، باید شکافت نا به هنگام را شروع کنند. بنابراین برای آن که روش انفجار عمل کند باید راهی پیدا کنند. اوپنهایمر با ترش رویی پذیرفت که تیم انفجار به کار برگردند. ندرمیر نبود و محدودیت‌هایی وجود داشت.
با مدیریت مصمم و فوق‌العاده‌ی اوپنهایمر، تیم انفجار آزاد بود تا با روش کروی آزمایش کند. اما چگونه باید انفجار برنامه‌ریزی می‌شد تا حتماً انجام شود؟ فیزیک‌دانان جوان و برجسته‌ای مانند فینمن و استاد پیر با ذکاوت فون نیومن بزرگ، آن موقع فکرشان را به کامپیوتر معطوف نمودند و تلاش کردند تا جواب بگیرند. کدام شاخه‌های ریاضی مشخص می‌کرد که چه باید کرد؟ فرمولی که در این حجم از اعداد نهان بود کدام است؟ اثرات انفجار کروی که از تکه‌ای پلوتونیوم به اندازه‌ی توپ فوتبال کوچکی عبور می‌کند، کدام بودند؟ چگونه می‌توان برای انتشار موج انفجار در مایع قابل فشرده شدن فرمولی ارائه کرد؟ با فشاری شدیدتر از آن که در مرکز زمین است، درجه حرارت پلوتونیوم به 50000000 درجه‌ی سانتی‌گراد بر میکروثانیه می‌رسد و مایع فشرده می‌شود. افکار برنده‌های گذشته و آینده‌ی جایزه‌ی نوبل صرف اعداد و ارقام می‌شد. وقتی فشار روحی زیادی بر فینمن و فون نیومن وارد می‌شد، در مسیر دره‌های آن نزدیکی قدم می‌زدند و تلاش می‌کردند درباره‌ی مشکلات تئوری خودشان صحبت کنند و از زاویه‌های مختلفی آن‌ها را بررسی کنند شاید ثمربخش باشد. هر دوی آن‌ها متوجه بودند که وقتی موج شوک از ماده‌ای عبور می‌کند، فشار خاصی را بعد از خود به جا می‌گذارد که قدری غیر قابل پیش بینی است. فینمن اشتباهات را هم در محاسبات خود می‌گنجاند، اما فون نیومن متقاعد شد که مسئله این نیست. آن‌ها درباره‌ی نخستین سرفصل‌های تئوری بحران بحث می‌کردند.
آن‌ها باید با محاسبه مطمئن شوند که روش انفجار درونی، انفجاری حتمی تولید خواهد کرد.
انفجار در اطراف ماده‌ی قابل شکافت در محل‌های سه گوش‌ها ترتیب داده شدند به این منظور که موج شوک در هسته‌ی مرکزی به روش دقیق متمرکز شود، آن‌ها را به شکل متفارنی تنظیم کرده بودند.
هر سه گوش به طور همزمان با بقیه منفجر می‌شد اما جهت حداکثر اطمینان از فشار توزیعی مساوی باید از مخلوطی از انفجارهای تند و کند استفاده شود. این امواج، شوک را روی سطح مواد قابل شکافت متمرکز می‌کند؛ به طوری که تأثیر آن‌ها به طور مساوی روی هسته‌ی مدور توزیع شود.

بخش مرکزی این موج وقتی از مواد منفجره‌ی آرام عبور می‌کند، سرعت خود را کم می‌کند و یقیناً تا زمانی که الگوی موج به هسته‌ی مرکزی می‌رسد سطح کروی را دقیقاً پر می‌کند. مرد چاق آماده‌ی آزمایش است.
این نسل تا این مرحله خسارات همه جانبه‌ی زیادی به بار آورده بود. حتی اپی خونسرد هم به نقطه‌ی بحرانی رسیده بود. اوایل سال 1945 میلادی وقتی دستگاه به خوبی مونتاژ شده بود، اپی به نحو عجیبی وزن کم کرد. در حالی که بیش از شش فوت قد داشت، وزن او به هشت سنگ (2) می‌رسید! این صرفاً وضعیت ظاهری او بود، تأثیرات روحی این پروژه را هم باید محسوب کرد. اوپنهایمر دائماً سیگار می‌کشید و اهمیت نمی‌داد که بچه گربه‌ای بیرونی صدای ناهنجاری سر می‌داد و شیشه‌ها را می‌شکست.

طبق برنامه باید نخستین بمب اتمی در 120 مایلی جنوب آلبوکورک در الاموگوردو در صحرای نیومکزیکو به نام سایت ترینیتی منفجر شود. آن بمب، پلوتونیوم بود و باید بر بالای برجک فلزی 100 فوتی منفجر شود. اوپنهایمر وکارشناسان مونتاژ باید از پناهگاه زیرزمینی و در فاصله‌ی 10000 یاردی (9کیلومتری) نقطه‌ی صفر، انفجار را کنترل کنند. کارمندان عالی رتبه و متوسط می‌توانستند آن نمایش را از کمپ اصلی در فاصله‌ی 20 مایلی ببینند.
محاسبات تأثیر انفجار با هم دیگر فرق داشتند اما زیلارد تخمین زده بود که معادل 5000 تن تی ان تی است و این تخمین به طور کلی پذیرفته شد. همگان درباره‌ی غبار رادیواکتیو نگران بودند اما هیچ کس واقعاً نمی‌توانست شدت اثر آن را پیش‌بینی کند، چون غیر قابل پیش‌بینی بود. همه‌ آگاه بودند که به کاری ناشناخته مبادرت کرده‌اند.
در ساعات اولیه‌ی روز ششم ماه ژوئیه‌ی سال 1945 میلادی، اوپنهایمر و تیم او در پناهگاه زیرزمینی تجمع کردند. اوپنهایمر بدون وقفه سیگار می‌کشید، قهوه می‌نوشید و تیم او مشغول آمادگی نهایی بودند. سرانجام در سکوت خنک پیش از سپیده‌ی صبح، شمارش معکوس در ساعت 5:30 صبح به صفر رسید.
تاریکی آخرین ساعت شب ناگهان با نور خیره‌کننده‌ی شدیدی از بین رفت. نور انفجار، موج گرمای آرام و وهم‌آوری به دنبال داشت. لحظاتی پس از این غرش ترسناک، موج انفجار به بالای پناهگاه رسید و در بیابان اطراف پناهگاه انعکاس یافت، به طوری که زمین به شدت تکان خورد. گوی آتشین بزرگی که در پهنه‌ی افق سر برآورده بود و نورانی‌تر از خورشید بود، نور نارنجی رنگی را در سطح بیابان پخش کرد و به آسمان برخاست. این نور چهره‌ی افراد مستقر در پناهگاه زیرزمینی را هراسان کرده بود. نور نارنجی رنگ انفجار روی سطح بیابان تابید و به آسمان برخاست. ابرهای قارچ مانند زیادی شکل گرفت و به آرامی تا 40000 فوت در جو بالا رفت. اوپنهایمر با چهره‌ای مات و مبهوت وردهای باگاواد گیتا به ذهنش رسید: «من مردم، ویرانگر جهان‌ها»
فرنی در کمپ اصلی، مشغول آزمایش ساده‌ای بود. وقتی امواج شوک 20 مایل در بیابان عبور کرد و به بالای کمپ رسید، فرنی تکه کاغذی را که در دستش بود روی زمین انداخت و از فاصله‌ی دور تخمین زد که قدرت انفجار بمب معادل 20000 تن تی ان تی است. تخمین فرنی، چهار برابر تخمین زیلارد بود اما وقتی ابزارها را کنترل کردند، آزمایش کوچک فرنی را تأیید کرد. برجک فلزی 100 فوتی در نقطه‌ی صفر به سادگی تبدیل به بخار شد و گرمای شدیدی ماسه‌ی بیابان را تا شعاع 800 یاردی تبدیل به صفحه‌ی شیشه‌ای کرد. دنیا وارد عصر هسته‌ای شد.
اما اثرات فوری این سلاح جدید چگونه بود که برای نخستین بار به انسان قدرت داد تا خودش را نابود کند؟ اخبار محاصره‌ی آلمان پیش از انفجار آزمایشی به سایت ترینیتی رسید، درست وقتی که آزمایش انفجارهای مقدماتی در جریان بود. سرانجام، مسابقه با آلمان‌ها تمام شد! آیا مطمئناً دیگر نیازی به ادامه آزمایش‌ها نبود؟
رئیس جمهور آمریکا تغییر کرد. روزولت مرد و ترومن جانشین او شد. هدف هم تغییر کرد، ژاپن جای آلمان را گرفت. اما اوپنهایمر فهمید باز چیزی تغییر نکرده است.
همیشه این طور بوده است. از همان ابتدا پیدا بود که پروژه‌ی منهتن غیرقابل توقف است. بور از ابتدای ورود به آمریکا نسبت به سلاح اتمی سوء‌ظن داشت. او در سال 1944 میلادی نامه‌ای به روزولت نوشت و از او خواست تا راز شکافت هسته‌ای را با متحدین از جمله روسیه در میان بگذارد تا برای کنترل چنین سلاح‌هایی به توافقی بین‌المللی برسند. او درباره‌ی این موضوع نظریات متفاوتی وجود داشت. وقتی چرچیل نخست وزیر انگلیس از پیشنهاد بور مطلع شد، اظهار داشت که او را باید فوراً به زندان انداخت. در اوایل سال 1945 میلادی زیلارد نامه‌ای با امضای عده‌ی زیادی از دانشمندان نزد روزولت فرستاد، که درخواست کرده بودند تا سلاح اتمی کنترل بین‌المللی شود. او پیش‌بینی کرد: بزرگ‌ترین خطر فوری... احتمال آن وجود دارد که آزمایش بمب هسته‌ای، مسابقه‌ی تولید چنین ابزاری بین ایالات متحده و روسیه را سرعت خواهد داد.
اوپنهایمر درخواست زیلارد را امضاء نکرد. او سوء ظن خودش را داشت اما آن را نزد خودش نگه داشت، یا به زبان مرموزی بیان کرد. او بعد از آزمایش ترینیتی گفت: «فیزیکدانان گناهکار شناخته شده‌اند.» بعدها موضعش را معقول جلوه داد: «من مانند آن‌ها درباره‌ی انداختن بمب نگرانی‌ها و بحث‌هایی دارم، اما از آن‌ها حمایت نمی‌کنم.» او سرانجام نزد ترومن اعتراف کرد: «آقای ترومن، من احساس می‌کنم که دستم به خون آغشته شده است.» ترومن صرفاً دستمالی از جیبش بیرون آورد و گفت: « می‌خواهی آن را پاک کنی؟» (در حالی که او جانشین رئیس جمهور و سرخوش از بی‌خبری نسبت به پروژه‌ی منهتن بود تا این که چند هفته پیش از آزمایش ترینیتی به ریاست جمهوری رسید.)
ترومن وقتی بعد از پیروزی بر آلمان برای کنفرانس متحدین به پوتسدام وارد شد، به اطلاع استالین رساند که آمریکا سوپر سلاح جدیدی در اختیار دارد. ترومن مغرورانه گفت که آن را در بیابان نیومکزیکو آزمایش کرده‌اند. اما وقتی دید که استالین از شنیدن این حرف تعجب نکرد، گیج شد. استالین سال‌ها پیش از آن که او بداند از پروژه‌ی منهتن اطلاع داشت! تنها پاسخ استالین به آن خبر این بود که امیدوار است آمریکایی‌ها علیه ژاپنی‌‎ها از آن استفاده‌ی خوبی بکنند.
چیزی که دقیقاً اتفاق افتاد این بود که موضوع تحت شدیدترین شرایط امنیتی از دید جاسوس‌های روسی پنهان بماند (آن‌ها همیشه مشغول جاسوسی بودند). ارتش ایالات متحده تبعیت از آرزوهای استالین را شروع کرد. استالین می‌دانست که آن‌ها چه قصدی دارند. (آن موقع چند ماه بود که کلاوس فوخز با برادر روزنبرگ به لوس‌آلاموس رفته بود. برادر روزنبرگ مشهورترین جاسوس روس‌ها بود.)
ساعت 9:14 دقیقه‌ی ششم آگوست سال 1945 میلادی یک بمب افکن ب - 52 ایالات متحده‌ی امریکا بمب اتمی کوچک- پسر بچه که پر از اورانیوم بود- را روی یکی از شهرهای ژاپن به نام هیروشیما انداخت. چهار مایل مربع از شهر با خاک یکسان شد، 66000 نفر کشته و 69000 نفر دیگر زخمی شدند. بیش از دو برابر شدن قربانیان در طی سال‌ها از تأثیرات طولانی مدت بمب اتمی بود. آمریکا سه روز بعد هم بمب اتمی مرد چاق را که با پلوتونیوم پر شده بود روی ناکازاکی انداختند و ژاپن روز بعد تسلیم شد.
علی رغم این کشت و کشتار اتمی، تسلیم ژاپن جان شمار زیادی از آمریکایی‌ها و ژاپنی ها را نجات داد. به سربازان ژاپنی دستور داده شده بود که تا آخرین نفر بجنگند و آیووجیما نشان دادند که مایل‌اند این کار را بکنند. به هرحال، یک حقیقت خاموش همیشه نادیده گرفته می‌شود: دقیقاً پنج ماه قبل از واقعه‌ی هیروشیما، یکی از بمب افکن‌های ب- 52 آمریکا طی حمله‌ای به توکیو 83000 نفر را کشت (یعنی 17000 نفر بیش از کشتار اولیه‌ی هیروشیما) و یک و نیم میلیون بی‌خانمان به جا گذاشت. آیا باید آمریکایی‌ها به جای استفاده از سلاح هسته‌ای بر استفاده از بمب متعارف اصرار بورزند؟ اگر ژاپنی‌ها بعد از حمله‌ای که آن همه تلفات بر پایتخت آن‌ها تحمیل کرد تسلیم نشدند، چه موقع می‌خواستند تسلیم شوند؟ مورخین درباره‌ی طرفداران و مخالفان تولید جنگ افزار هسته‌ای به بحث می‌پردازند. چنان مصیبتی دامن‌گیر بشر شده است که به یقین می‌توان گفت که پیشتازان تکامل در این سیاره برای میلیون‌ها سال بعد چند گونه سوسک مقاوم در برابر پرتوهای رادیواکتیو خواهند بود.
اوپنهایمر در ماه اکتبر سال 1945 میلادی از پروژه‌ی لوس‌آلاموس کناره‌گیری کرد تا به کار آکادمیک بپردازد. او در سخنرانی استعفایش برای جمع نخبه‌ها و عناصر اطلاعاتی حرف‌های عجیبی زد: اگر بمب اتمی به زرادخانه‌‌ی جهان اضافه شود... نوع بشر بر نام لوس‌آلاموس لعنت خواهد کرد.
اوپنهایمر به کالتچ برگشت اما می‌دانست که هرگز نمی‌تواند از کاری که کرده شانه خالی کند، حتی اگر بخواهد این کار را بکند. (اوپنهایمر باید در این تردید دائمی بماند که علی‌رغم تردیدهای فزاینده‌ای که درباره‌ی خود بمب داشت اما باید همیشه مغرور باشد که پدر این بمب است.) او در سال 1947 میلادی سمت ریاست کمیته‌ی رایزنی عمومی و نمایندگی انرژی اتمی را پذیرفت.
اوپنهایمر در همان سال مسئولیت انستیتو مطالعات پیشرفته را بر عهده گرفت، اما در آن موقع بدون تردید بهترین مرکز تحقیقات تئوریک جهان بود. او در این مرکز بر افرادی مانند اینشتین، گودل و فون نیومن ریاست می‌کرد. آنان غول‌های دنیای ریاضی بودند. اوپنهایمر این را می‌دانست و از این ریاست لذت می‌برد، اما ابداً تحت تأثیر روشی نبود که مؤسسه‌ی مطالعات پیشرفته عمل می‌کرد. این جا دارالمجانین بود، چهره‌های نخبه و خودمحور آن در انزوا و افسردگی عاجزانه‌ای گرفتار شده بودند. گودل دانش ریاضی را تخریب کرده بود. آن موقع به نظر می‌رسید که با خودش هم همین کار را کرده است (او سرانجام آن قدر خود را گرسنگی داد تا مرد). حتی فون نیومن فرهیخته به قدری حواس پرت شده بود که یک بار وقتی به طرف نیویورک در حرکت بود، به خانه رفت و ازهمسرش پرسید او آن جا چه می‌کند. اوپنهایمر با اینشتین موافق بود که تعداد زیادی پیرمرد آن انجمن را بنیاد تبدیل کرده بودند.
اوپنهایمر مردان جوان‌تری را به همکاری دعوت کرد که برای مدت کوتاه‌تری در آن جا می‌ماندند. او گمان می‌کرد که ریاضی‌دانان زیادی در انستیتو وجود دارند و تلاش کرد تا به نفع فیزیک‌دانان تعادل برقرار کند. با توجه به ماهیت اشیاء فیزیک‌دانان نظریه‌پرداز هم تمایل داشتند تا با جهان یپرامون خود تماس بیشتری داشته باشند و اوپنهایمر نمونه‌هایی را تحت مدیریتش داشت. زندگی در انستیتوی مطالعات پیشرفته به این معنی بود که اوپنهایمر می‌توانست در واشنگتن تماس‌هایی برقرار کند. او در آن جا به پشت پرده توجه داشت و به طور فزاینده‌ای به مطالعه‌ی مقالات علمی خارجی می‌پرداخت و با مسئولین با نفوذ مشورت می‌کرد. موقعیت جدید اوپنهایمر به تمایل درونی او به خودپسندی کمکی نمی‌کرد، با این حال او خرسند بود.
جهان در آن موقع وارد کسل کننده‌ترین دوره‌ی جنگ سرد شده بود نیروهای آمریکایی در کره با کمونیست‌ها می‌جنگیدند و روسیه اعلام کرده بود که آن‌ها هم بمب اتمی دارند. علی رغم این مسائل، کمیته‌ی رایزنی عمومی به ریاست اوپنهایمر به سازمان انرژی اتمی پیشنهاد کرد تا امریکا بمب هیدروژنی نسازد. طبق پیش بینی‎های انجام شده بمب هیدروژنی صدها بار قدرتمندتر از بمب اتمی است. از این پیشنهاد استقبال نشد و دریادار لویس ال استراوس، ریاست سازمان انرژی اتمی، آن را رد کرد. این‌ها حوادث سختی بودند. روزنبرگ به خاطر فروش اسرار اتمی به روس‌ها دستگیر شده بود. سناتور مک کارتی ضد کمونیست، آزار مخالفان را شروع کرد و قصد داشت تا زندگی افراد بی‌گناه زیادی را تباه کند.
دورهی فعالیت مک کارتی در جریان بود. در حالی که اوپنهایمر با سرویس‌های امنیتی و اف بی آی مشکل داشت، اما کاملاً در امان بود. او نقش مهمی در پیروزی امریکا در جنگ داشت. اوپنهایمر آن موقع دوستان بانفوذ زیادی داشت اما همان طور که رشد کرد، تکبر او هم افزایش یافت. اوپنهایمر به انسان برتر تبدیل شده بود.او هرگز از دیوانگی استقبال نمی‌کرد و آن زمان دلیلی برای تغییر نمی‌دید. به خصوص اگر آن دیوانه رئیس ماجراجوی سازمان انرژی اتمی باشد. او با شیوه‌ی خیلی پیچیده و صلح جویانه‌ای که رئیس کمیته‌ی رایزنی از آن دفاع می‌کرد، مخالفتی نداشت.
جای پنهان کردن حقیقت نبود. دریادار سابق لویس ال استراوس نمی‌توانست در برابر اپی روشنفکر مقاومت کند. استراوس زندگی‌اش را با شغل کفش فروشی دوره‌گرد در منطقه‌ی معدنی غرب ویرجینیا شروع کرده بود. او هرگز دانشگاه نرفته بود اما وقتی به نیویورک رفت، کار در وال استریت را شروع کرد. او در زمان شروع جنگ مردی میلیونر بود این وضعیت کمک کرد تا به کمیسیون نیروی دریایی راه یابد. در آن جا به درجه‌ی دریاداری رسید و متعاقب آن در واشنگتن قدرت کسب کرد. استراوس یک سیاست کلیدی داشت اگر با او مخالفت می‌کردید، شما را اخراج می‌کرد. بمب هیدروژنی فرزند او بود و بعد از مخالفت اوپنهایمر، استراوس دستور داد تا او را بازجویی کنند. مدیر معتبرترین انستیتو تحقیقات نظریه‌پردازی جهان، فیزیک‌دان هسته‌ای و طراح موفقیت تکنیکی آمریکا در جنگ، بار دیگر تلفن‌هایش مورد کنترل قرار گرفت، نامه‌هایش باز شد و پاسبانی با کلاه لبه‌دار بزرگی سایه به سایه‌ی او حرکت کرد.
اوپنهایمر رفتارهای اهانت‌آمیز را سزاوار آن‌ها می‌دانست و مهارت زیادی در اهانت کردن داشت. در سال 1953 میلادی، وقتی از او خواستند تا جلوی سازمان انرژی اتمی در حضور مردم مدرک ارائه کند، نمی‌توانست کوچک‌ترین انتقاد به ریاستش را تحمل کند. اوپنهایمر وقتی سؤال پیچ شد، گفت که آن کمیته از دانش هسته‌ای بی‌اطلاع است. او در عین حال وانمود کرد که رییس ضد کمونیست کمیته، بیماری پرانویا (بدگمانی) دارد. کمیته سؤال کرد تا اهمیت دفاعی ایزوتوپ را بداند اما اوپنهایمر با تمسخر پاسخ داد که آن‌ها خیلی مهم‌اند، اجازه دهید آن‌ها را ویتامین بنامیم.
حضار همه خندیدند و استراوس فریاد زد:
کمیته تأکید کرد، اما می‌توان از آن‌ها برای تولید انرژی اتمی استفاده کرد.
اوپنهایمر قبول کرد، اما افزود: «شما می‌توانید از بیل برای انرژی اتمی استفاده کنید. حقیقتاً این کار را می‌کنید.»
صدای خنده بلند شد، استراوس مثل رعد غرید.
اوپنهایمر تأکید کرد، می‌توانید از بطری نوشابه برای انرژی اتمی استفاده کنید.
عضو دیگر کمیته از اوپنهایمر خواست تا بالاترین سطح ایمنی را توصیف کند. اوپنهایمر اظهار داشت، امن‌ترین محل قبر است.
بعدها، یکی از هم کلاسی‌های وفادار استراوس اعلام کرد: «دیگر شکی باقی نمی‌ماند که رابرت اوپنهایمر عامل اتحاد شوروی است.» البته باید خنده‌دار باشد، اما در دوایر سیاسی دهه‌ی 1950 میلادی واشنگتن شوخی رایج نبود. عموم مردم باید بفهمند که مک کارتی شوخی می‌کند. وقتی او روی صفحه‌ی تلویزیون ظاهر شد و خودش را عوام فریب مست معرفی کرد، نفوذ او تقریباً یک شبه کاهش یافت.
اوپنهایمر در سال 1954 میلادی به اتهم ارتباط با کمونیست‌های شناخته شده (برادرش) و مخالفت با توسعه‌ی بمب هیدروژنی محاکمه شد. هیچ کس نخندید اما با چنین اتهاماتی به سختی می‌شد اوپنهایمر را محاکمه کرد. کمیته با بی‌میلی مجبور شد اعلام کند که اوپنهایمر محکوم به خیانت نیست. اما روزنبرگ به خاطر فروش اسرار بمب اتمی به روس‌ها، به اعدام با صندلی الکترویکی محکوم شده بود.
مصونیت امنیتی اوپنهایمر با ژستی انتقام جویانه سلب شد. به عبارت دیگر، اوپنهایمر امکان دسترسی به اسناد طبقه‌بندی شده را نداشت و از سِمَت دولتی هم اخراج شد. او دقیقاً روزی که مقامات سیاسی و عالی رتبه‌ی مهمان در جست‌وجویش بودند، ناگهان در واشنگتن مطرود شد.
زندگی مرفه و آرام اوپنهایمر به انتها رسیده بود، او در قالب مردی شکست خورده به خانه بازگشت. رفتار استراوس در خلال چند ماه بعد، اوپنهایمر را خرد کرد. استراوس مخصوصاً به سرپرستی مؤسسه‌ی مطالعات پیشرفته منصوب شده بود و بیشترین تلاش او هم مصروف تبدیل زندگی اوپنهایمر به جهنم بود. اداره‌ی او دوباره کنترل می‌شد، نامه‌هایش (شامل مطالب دانشگاهی) توسط بخش فیزیک هسته‌ای پیشرفته وابسته به اف بی آی به دقت بازرسی و سانسور می‌شد. اوپنهایمر حتی از رفتن به اداره‌ی سرپرستی محروم شد، در حالی که وسایل شخصی او را دستبرد زده و برده بودند تا همه‌ی اسناد طبقه‌بندی شده‌ی موجود در آن‌ها را بتوانند پیدا کنند. اما او از مدیریت اداره‌ی مطالعات پیشرفته اخراج نشده بود. اینشتین، گودل، فون نیومن ودیگران با امضای بیانیه‌ای ترتیب این کار را داده بودند.
اوپنهایمر به سرعت به سمبلی بین‌المللی تبدیل شد، گرچه علت آن کاملاً روشن نیست. مثل همیشه وضعیت اوپنهایمر پیچیده بود. او با شیطان عهدنامه امضاء کرده بود. او بمب اتمی را ساخت. موضع ضد و نقیض او نسبت به این موفقیت به این معنی بود که او قهرمانی غیراخلاقی بود. بور، شیمی دان بزرگ، لینوس پاولینگ و برتراند راسل فیلسوف از اوپنهایمر پا را فراتر نهادند و پیشنهاد کردند تا سلاح‌های اتمی در سطح بین‌المللی کنترل شود. اوپنهایمر تمام وجودش را وقف آن کرده بود. اوپنهایمر درباره‌ی کنترل سلاح اتمی نظر تردید‌آمیزی داشت. او بمب اتمی را ساخته بود و واقعاً نمی‌دانست با آن چه کند. بنابراین او واقعاً سمبل چه چیزی بود؟ اگر هیچ چیز، همه‌ی این‌ها اوپنهایمر را مظهر دانشمندان امروزی معرفی می‌کند. از نظر اخلاقیات هنوز به فنون سطح بالا اطمینان نداریم. احتمال فاجعه‌ی هسته‌ای اکنون با فریب‌کاری با فاجعه‌ی زمین‌شناسی پیوند خورده است. اوپنهایمر دانش را تغییر داد، امروزه دانش زمام بیشترین تلاش بشر را به دست گرفته است، یعنی کشمکش اوپنهایمر بین غرور و اخلاق ادامه دارد و حتی وسعت یافته است.
ظاهراً اوپنهایمر در ماه‌های بعد از محاکمه‌ی امنیتی، به شدت تغییر کرد. موهایش خاکستری شد، بار دیگر مانند اسکلت لاغر شد و تیک عصبی و رعشه پیدا کرد. او شب‌های زیادی دائم‌الخمر بود. در حالی که با کمال تعجب، او هم چنان مدیر عالی رتبه‌ی سازمان مطالعات انرژی باقی ماند. اداره‌ی نخبه‌ها هنوز تخصص او بود.
مدت نه سال درباره‌ی او داوری نشد. در نوامبر 1963 میلادی، رئیس جمهور کندی تصمیم گرفت تا اوپنهایمر را نامزد دریافت جایزه‌ی انریکو فرنی کند. این عفو اجتماعی اوپنهایمر بود، اما درست همان روزی که کندی آن تصمیم را گرفت، کشته شد. رئیس جمهور جانسون به این تصمیم ارج نهاد، عکس مراسم اهداء جایزه‌ نشان می‌دهد که جانسون به پیرمرد فرتوت عینکی لبخند می‌زند. علی‌رغم این عفو عمومی، هیچ وقت مصونیت امنیتی به او بازگردانده نشد. کمتر از چهار سال بعد، در اوایل سال 1967 میلادی، اوپنهایمر به خاطر سرطان حنجره در سن 62 سالگی بود.

حقایق و تردیدهایی درباره‌ی بمب اتمی

جان اف کندی:
بحث جلوگیری از تولید بمب هسته‌ای در همه‌ی بیهودگی این بحث دیده می‌شود.
ما به طور نابهنگام یا غیرلازمی هزینه‌های جنگ هسته‌ای جهانی را تقبل نمی‌کنیم، چون حتی دود ثمرات پیروزی چنین جنگی به چشم ما می‌رود. اما هر وقت که با آن باید رو به رو شویم، ریسک آن را هم می‌پذیریم.
شارل دوگل:
هیچ کشوری بدون بمب اتمی نمی‌تواند خود را کاملاً مستقل بداند.
برتولت برشت:
مهم نیست که به قله برسیم، چیزی که اهمیت دارد این است که آن کسی باشیم که زنده است. بمب اتمی به طور خلاصه: دو جرم زیر حیاتی ماده‌ی قابل شکافت ( مثل اورانیوم 235) را با هم جمع می‌کنند تا جرم حیاتی را به وجود آورند. این کار موجب واکنش زنجیره‌ای غیر قابل کنترلی می‌شود و به انفجار هسته‌ای حدود 20 کیلوتن منجر می‌شود.
1 کیلوتن = قدرت انفجار 1000 تن تی‌ان‌تی
1 مگاتن= قدرت انفجار 1000000 تن تی‌ان‌تی
انفجار تی ان تی فشار حدود 270000 اتمسفر (4000000 پوند اینج مربع) ایجاد می‌کند.
بمب هیدروژنی، انفجاری در حد مگاتن ایجاد می‌کند. این بمب، سلاحی هسته‌ای گرمایی است که نوعاً از ابزار شکافت و هم‌جوشی استفاده می‌کند. معمولاً شامل بمب شکافتی است که با هیدروژن سنگین احاطه شده باشد. انفجار ابزار شکافت سبب هم جوشی در دور هیدروژن سنگین می‌شود.
در شکافت بمباران نوترون، هسته راتقسیم می‌کند و مقدار زیادی انرژی آزاد می‌کند، درهم جوشی، دو هسته با چنین نیرویی که با هم بپیوندند، پیش هم می‌آیند؛ فرایندی که منجر به حتی آزاد شدن انرژی خیلی زیادتری می‌شود.
چارلز ام. آلن:
اگر بشر بخواهد در این دنیا به جهنم برود، فن‌آوری کمک می‌کند که سریع به آن برسد. فن‌آوری علاقه و جهت آن را تغییر نمی‌دهد، اما به این سفر سرعت می‌بخشد.
ادلالی استیونسن:
بشر از طبیعت، قدرت تبدیل جهان به بیابان یا بیابان به گلستان را گرفته است. شیطان و شرارت در اتم نیست بلکه در وجود انسان‌ها است.
آنن:
نمی‌دانم در جنگ بعدی مهم‌ترین سلاح چه خواهد بود، اما می‌دانم که مهم‌ترین سلاح بعد از این جنگ چه خواهد بود. «تیر و کمان».
بمب نوترونی ابزاری هسته‌ای گرمایی است که از روش شکافت - هم جوشی استفاده می‌کند. این بمب انفجار محدودی ایجاد می‌کند،اما مقدار زیادی اشعه‌ی گاما و تشعشعات نوترونی مرگبار در محیط پخش می‌کند. اشعه‌ها هر پوشش زره‌ی را سوراخ می‌کنند و برای حیات بشر خطرناک هستند. چنین بمب‌هایی برای خلع سلاح ارتش بدون انهدام سلاح‌های آن یا برای تبدیل شهرها به موزه‌های آماده برای موجودات فضایی خوب است.
ضرب‌المثل ترکی:
اسلحه دشمن است، حتی برای صاحب آن.
اعلامیه‌ی سی ان دی:
تنها راه در امان ماندن از این بمب این است که وقتی منفجر می‌شود، نزدیک آن نباشید.
وینستون چرچیل:
در جریان جنگ، آخرین پیشرفت‌های علمی با توحش عصر حجر دست دوستی می‌دهد.
انرژی هسته‌ای از شکافت یا هم جوشی هسته‌ای به دست می‌آید. واکنش زنجیره‌ای آرام می‌شود، بنابراین کنترل می‌شود.
اورانیوم نسبت به ذغال سنگ 2500000 برابر بیشتر انرژی تولید می‌کند.
فرایند هم‌جوشی، استفاده از هیدروژن سنگین، حتی 400 مرتبه بیش از آن انرژی آزاد می‌کند.
آلبرت اینشتین:
نیروی تولیدی اتم هر کاری را که برای نجات شیوه‌ی اندیشه‎ی خود کرده‌ایم، تغییر داده و بنابراین ما را به طرف فاجعه‌ای سوق داده است.

تقویم تاریخ بمب اتمی

1789 کلاپروس اورانیوم را کشف می‌کند.
1900 تامسون الکترون را کشف می‌کند.
1905 اینشتین نظریه‌ی نسبیت خاص را منتشر می‌کند که بعدها به صورت فرمول در می‌آید.
1931 کاکروفت و والتن در آزمایشگاه کاوندیش در کمبریج برای نخستین بار اتم را دو قسمت می‌کنند.
1934 انریکو فرنی هسته‌ی اتم را با نوترون بمباران کرد، اما از اهمیت فوق‌العاده‌ای این آزمایش بی‌اطلاع بود.
1938 هان و متنر، کار فرنی را ادامه دادند و اورانیوم را با نوترون بمباران کردند.
1939 نیلز بور درباره‌ی خطر استفاده‌ی آلمان از شکافت هسته‌ای در بمب به اینشتین و زیلارد اطلاع داد و آنان با رئیس جمهور روزولت تماس گرفتند. پروژه‌ی منهتن شروع شد.
1942 فرنی نخستین راکتور هسته‌ای را در شیکاگو می‌سازد، و نخستین واکنش زنجیره‌ای را به وجود می‌آورد.
1942 لوس آلاموس در نیومکزیکو ساخته می‌شود.
1945 نخستین بمب اتمی در ترینیتی سایت در نیومکزیکو منفجر می‌شود. چند وقت بعد بمب اتمی روی هیروشیما و ناکازاکی فرود می‌آید.
1952 آمریکا نخستین بمب هیدروژنی را در انیوتوک آتل در اقیانوس اطلس آزمایش می‌کند.
1953 روسیه بمب هیدروژنی آزمایش می‌کند.
1957 بریتانیا بمب هیدروژنی آزمایش می‌کند.
1967 چین بمب هیدروژنی آزمایش می‌کند.
1968 فرانسه بمب هیدورژنی آزمایش می‌کند.
دهه‌ی 1970 آمریکا بمب نوترونی را توسعه می‌دهد.
دهه‌ی 1980 هند، اسرائیل و برزیل سلاح‌های اتمی را توسعه می‌دهند.
دهه‌ی 1990 پاکستان، کره‌ی شمالی و عراق سلاح‌های هسته‌ای را توسعه می‌دهند. فرانسه بر آزمایش بمب هسته‌ای در اقیانوس اطلس اصرار می‌ورزد.
امروزه‌ اوپنهایمر را به عنوان پدر بمب می‌شناسند. معلم عجیب وغریبی که نسلی از فیزیک‌دانان را ترغیب کرد. او پایان مصیبت ‌باری برای جنگ جهانی دوم به ارمغان آورد، در آن زمان اوپنهایمر واقعاً از نیروی بالقوه ترسناک آن آگاه بود. آمریکایی‌ها در ماه آگوست سال 1945 میلادی دو بمب هسته‌ای روی شهرهای هیروشیما و ناکازاکی در کشور ژاپن انداختند که سبب مرگ صدها هزار انسان و نابودی زندگی میلیون‌ها نفر شد. جهان برای پنج دهه‌ی بعد وارد دورانی شد که نیروی بالقوه‌ی هسته‌ای موازنه‌ی آن را به مخاطره افکند.
تولید بمب هسته‌ای، کاری بسیاری پیچیده است و به کار نظری برای شکستن اتم نیاز است. اما در آن زمان اوپنهایمر این کار را شروع کرد. درباره‌ی پروژه‌ی منهتن و رقابت برای تولید نخستین سلاح هسته‌ای چه باید بگوییم؟ درباره‌ی محذوریت اخلاقی که اوپنهایمر برای ساخت سلاحی با چنین تخریب بزرگی با آن رو به رو بود، چه می‌توان اندیشید؟ راجع به فعالیت او در مکانیک کوانتوم و کارهای اولیه روی سیاهچاله‌ها چه نظری وجود دارد؟ اوپنهایمر و بمب او تصویری کلی و روشن از این دانشمند و کار بحث برانگیز او به دست می‌دهد و توضیحات روشن و قابل دسترسی از چگونگی توسعه‌ی بمب، اهمیت آن و پیامدهایی که در قرن بیستم و بعد از آن بر جاگذاشته است، ارائه می‌کند.
منبع مقاله :
جمعی از نویسندگان زیرنظر شورای بررسی، (1394)، آشنایی با مشاهیر علم، تهران: نشر و تحقیقات ذکر، چاپ اول