1929年，奥本海默接受了在伯克利的加里福尼亚大学和加州理工学院的学术职位，回到美国 。他继续从事了大量的尖端性研究，几乎涉及到当时物理学中全部的重点科研课题，取得了很多成果 。在加里福尼亚期间，他成为美国的一名重要的物理学权威和学术带头人 。奥本海默其貌不扬，据查姆·伯曼特描述，“他头部狭窄，个子瘦瘦，耳朵尖尖，长得獐头鼠目”，但他崇高的声望、渊博的学识、精湛的造诣吸引了很多弟子；他敏捷的思维、谦虚坦率的作用、锋芒毕露的个性和对人无微不至的关怀使弟子们紧密地团结在他的周围 。后来，他的许多弟子都在了第一流的学者 。
起初，他的全部精力都花在科研和教学上，没时间看报纸，闲暇时以学习梵文自娱 。但到了30年代中期，他开始关心政治，有一段时间卷入了在翼集团的思潮 。这为他的政治生涯奠定了基础，同时也为1953年的不幸事件埋下了祸端 。
1940年，他与凯瑟林·哈里森结婚 。翌年，一个重大转折出现了 。
原子弹之父
早在1914年，英国作家威尔斯就预言了原子中巨大的能量将制成可怕的武器 。1938年核裂变现象被发现后，敏感的科学们认识到，威尔斯的预言要实现了 。本世纪30年代，美国的物理学已相当发达，1933年至1941年期间，又有100多名难民物理学家为逃避纳粹的迫害来到美国，极大地充实了美国的科研力量 。于是，在欧洲学术衰落之际，美国一跃成为世界学术中心，完全具备了制造原子弹的科研实力 。1939年10月，美国总统罗斯福受爱因斯坦的建议，着手发展原子弹的研制工作 。1941年12月，美国政府的安全受到了严重威胁 。尤其令人不安的，是拥有强大的科研能力和战争资源的德国完全可能造出第一枚原子弹 。美国政府终于痛下决心，拨出大量资金和人力进行原子武器的研制 。
自1939年起，奥本海默一直在考虑原子能的释放问题 。1941年，他终止了一切个人的研究工作，全力投入“曼哈顿工程” 。1942年初，他受命负责快中子和原子弹问题的工作 。
这项研究触及到许多未知的问题，而这些问题又分给许多小规模的实验室 。在这种情况下，工作效率受到了极大的限制 。奥本海默认识到这一问题，建议把研制武器的工作集中在一个实验室内 。主管“曼哈顿工程”的莱斯利·格罗夫斯接受了他的建议 。事实证明，这一英明决定为研制工作争取了宝贵的时间 。
格罗夫斯接受奥本海默的意见，选择新默西哥州的洛斯阿拉莫斯为室址，并且任命奥本海默为实验室主任 。在此之前，奥本海默几乎没有管理方面的经验，让他主管一个如此规模的实验室颇为勉强，然而，让一个原子物理方面的外行担此重任将是更加危险的 。在地道的美国科学家，奥本海默几乎是唯一的人选 。
“曼哈顿工程”的规模和难度是空前的 。前后共耗资20亿美元，有15万人参加工作，仅在洛斯阿拉莫斯就有4000名研究人员，设有理论物理、化学及冶金、军事研究、实验核物理、炸药、炸药物理、规划等7个研究所 。面对如此浩大的工程，管理、协调和统筹方面的工作是极为重要和困难的 。在1943年到1945年之间，奥本海默出色地完在了洛斯阿拉菲斯实验到的组建和管理工作，充分展示了自己在科研和科研管理方面的杰出才能 。他的中心工作是集中全部专家的智慧，协调各部门的关系，集思广益，协同攻关 。在技术方面他的突出贡献是解决核弹“临界质量”问题 。1945年7月16日，第一枚原子弹试爆成功 。鉴于奥本海默的卓越贡献，“原子弹之父”的殊荣他当之无愧 。
政治生涯
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