二战前，原子物理学的研究中心根本不在美国。它们分布在欧洲的三个地方：一是卢瑟福领导下的剑桥，一是玻尔领导下的哥本哈根，再就是德国哥廷根，那里有马克思·玻恩、詹姆斯·弗兰克和大卫·希尔伯特三巨头。一战之后，原子物理学处在飞速发展的黄金时期。在欧洲，那些老资格的鸿儒硕学与年轻人一道沉浸在不断出现的新发现中，而美洲大陆却还在讲授那些陈旧的物理学。美国年轻一代的物理学家与哥廷根结下了不解之缘。他们要走与哥伦布相反的道路：由美洲出发，到欧洲去寻找物理学的“新大陆”。包括奥本海默在内的几乎所有后来成名的美国原子科学家，1924年至1932年间都曾在哥廷根待过。
20世纪30年代初，希特勒开始走上德国的政治舞台。纳粹情绪在德国社会中弥漫开来，犹太人开始受到歧视和迫害。这种风气也传到了德国物理学界，传到了哥廷根这个大学城。1933年，希特勒执政，清洗犹太物理学家的行动开始了。哥廷根陆续有人被开除或辞职。不到一年，弗兰克也走了。这些人起初大多到了尼尔斯·玻尔那里，使哥本哈根一时人气兴旺。但随着纳粹在欧洲的得势以及后来第二次世界大战的爆发，玻尔支撑的余地越来越小。许多暂时在哥本哈根避难的物理学家，又陆续迁往美国，因为那里有许多大学教席等待着这些一流的科学家。1933年秋，爱因斯坦去了普林斯顿。法国物理学家朗之万开玩笑说：“这是一个重要事件。其重要程度就如同把梵蒂冈从罗马搬到新大陆去一样。当代物理学之父迁到了美国，现在美国就成了物理学的中心了。”
在流亡到美国的物理学家中，有一位匈牙利籍的犹太物理学家名叫齐拉德。他在核武器发展史上占有特殊的地位。早在1933年，像卢瑟福这样的大科学家还否定利用原子能的可能性时，齐拉德就已经敏锐地意识到原子能的开发可能会带来政治军事后果。1935年，齐拉德向许多原子科学家建议，鉴于原子能开发可能带来意想不到的严重后果，是否应该暂缓发表他们的研究成果。科学家们拒绝了齐拉德的建议，认为是操心过早。直到1939年，玻尔还开列出15条理由，认为核裂变反应的实际应用是不可能的。链式反应的可能性未被证实之前，科学家对后果没有警惕。
齐拉德一点没有气馁，继续向同行建议对他们的研究采取某种程度的保密措施，因为他日益忧虑地发现，类似链式反应的实验在欧洲各地同时展开，非常像是研制原子武器的竞赛。科学共同体的确遇到了新问题。几个世纪以来，近代科学一直奉自由探索、自由交流为科学研究的最高原则，也正是这种自由精神，使得近代科学保持活力。
但今天，科学已经不由自主地卷入政治。对科学的后果，科学家无法置身事外。
1939年年初，欧洲的战争虽然尚未爆发，但战争的阴云密布、纳粹德国的侵略野心路人皆知。链式反应的可能性正在接受实验研究，人们均倾向于相信它是可能的。齐拉德非常担心，希特勒敢于挑起战争，除了他在空军和坦克方面的优势外，是否还有什么新的超级武器。他非常清楚地知道，链式反应一旦实现，其释放的巨大能量就完全可能被用来制造大规模的杀人武器。
与德国同行的联系大多中断，不仅在于通信方面，更主要在彼此的信任方面。虽然大家也知道希特勒政府与德国物理学家的关系不太好，比如劳厄公开批评法西斯制度，海森堡等人受到攻击，但谁能担保在纳粹的威胁利诱之下，德国原子科学家不会被迫从事原子武器的研制呢？要知道，在德国国内的还有普朗克、玻恩、海森堡、魏茨萨克、劳厄、哈恩、盖革等一大批第一流的原子物理学家。在美国，齐拉德成功地说服原子科学家们自动承担起“自我出版检查”的制度，对敏感的实验结果，特别是导致链式反应可能发生的核裂变后是否会出现多余中子的实验结果，自动保守秘密。意大利物理学家费米因为反感法西斯，也于1938年11月从意大利逃到了美国——他去斯德哥尔摩领完了诺贝尔奖就没再回去。他本来不同意齐拉德提出的限制自由发表的“自我出版检查”制度，但最后还是接受了。
在欧洲推行这一制度更难。齐拉德给法国原子物理学家约里奥-居里写信，建议欧洲的原子物理学家也能接受这一“保密”约定。但约里奥-居里没有予以重视，还是继续发表实验报告。齐拉德也面临在美国的同行的反对。迫于压力，他一度也同意发表自己的研究材料。但是，他日益感到，这个问题必须提交美国当局，引起他们的重视，以便应付有可能来自希特勒的原子威胁。
齐拉德等人曾试图与美国政府接触，讨论制造原子弹的可能性，但没有成功。这时，他们接到秘密情报说，德国政府正在加紧研究链式反应。大概在4月底，当局召集原子物理学家秘密开会，讨论制造铀设备的问题。与会者中没有核裂变现象的发现者哈恩，因为哈恩公开反对为纳粹制造铀弹。但开会的消息泄露给了哈恩的一个新近的同事。这个同事也担心希特勒会制造原子弹，但与齐拉德的思路正好相反，他认为只有公开发表一切最新研究成果，才会避免原子研究可能带来的政治后果。于是，他写了几篇文章向大众通俗地介绍链式反应的有关情况。阴差阳错，这篇文章把在美国的齐拉德们吓坏了。他们想，既然德国允许登这样的实验报告，那他们已经掌握的知识必定多得多。接着，当年夏天，海森堡到美国访问，谢绝了主人让其留下的建议。再接着，从欧洲传来的秘密情报说，德国又开了一次原子能的秘密会议，而且这一次是由军事部门主持的。最后，美国方面得知，德国突然禁止被其占领的捷克的铀矿石出口。
敏感的齐拉德马上意识到德国可能正在研制原子弹。要是让希特勒这样的战争狂人拥有了原子弹，那人类的未来将不堪设想。齐拉德想的第一件事是如何保护好欧洲的另一个铀矿出产地比利时。他知道爱因斯坦与比利时女王伊丽莎白有很好的私人交情，便想通过他向比利时政府发出适当的警告。1939年7月炎热的一天，齐拉德在长岛好不容易找到了正在度假的爱因斯坦。爱因斯坦本来并不知道铀内可能发生链式反应，听到齐拉德的解释之后，立即意识到事情的严重性。他在给比利时政府的信上签了字。离开爱因斯坦的住地之后，齐拉德又找到了罗斯福总统的朋友和顾问、国际金融家亚历山大·萨克斯。萨克斯很支持齐拉德的行动，决定再起草一封信，除了建议美国政府与比利时政府就铀储备问题进行商谈外，还希望政府拨款支持原子物理研究。
8月2日，齐拉德再次去了长岛。爱因斯坦又在一封已经起草好的信上签了名。9月1日，德国占领波兰，第二次世界大战打响。10月11日，萨克斯亲自将爱因斯坦签署的信交给了罗斯福。据说筋疲力尽的罗斯福一开始并没有特别在意，只是说这是个有意思的想法，但现在政府没有精力考虑这个事情。萨克斯一看总统无意支持此事，很是着急，一夜都在想如何才能说服罗斯福，后来他终于想到了拿破仑当年拒绝富尔顿建造汽船的历史故事，决心以此来打动总统。次日，罗斯福请萨克斯共进早餐，萨克斯说了这样一席话：
在拿破仑战争时代，一个年轻的美国发明家富尔顿来到了这位法国皇帝面前，他建议建立一支由蒸汽机舰艇组成的舰队，拿破仑可以利用这支舰队无论在什么天气情况下都能在英国登陆。军舰没有帆能走吗？这对于那个伟大的科西嘉人来说简直是不可思议的，因此他竟把富尔顿赶了出去。根据英国历史学家阿克顿爵士的意见，这是由于敌人缺乏见识而使英国得以幸免的一个例子。如果当时拿破仑稍稍动一动脑筋，再慎重考虑一下，那么十九世纪的历史进程也许完全会是另外一个样子。
这个故事果然打动了罗斯福，他沉默了一会儿，叫来了一位将军部下，指着萨克斯的信说：“此事要立即采取行动！”
但开头的一年多，政府并没有给予多少实际的支持，1940年3月7日爱因斯坦写的促使政府支持原子能研究的第二封信也未产生实际的效果。直到1940年7月，美国政府得知在战争结束之前就有可能造出原子弹，才真正重视起来。12月6日，亦即日本偷袭珍珠港的前一天，美国政府正式大量拨款研制原子弹。政府成立了一个军政委员会，领导制造原子武器的计划。该计划被命名为“曼哈顿工程”。1942年9月17日，职业军人莱斯利·格罗夫斯将军成为整个曼哈顿工程的行政首脑。
