第一台全自动通用数字电子计算机
“ENIAC绝对是一个开拓性的风险项目，是第一台全自动、通用数字电子计算机。”1945年，冯·诺依曼这样评价道，尽管他曾警告尼古拉斯·梅特罗波利斯和其他早期的程序员“把它当作鹰，不到可以放手的时候绝不能信任它”。这个项目的革命性并非体现在建造它所采用的技术上，而是体现在它的规模上。“ENIAC使用的所有电子管、电阻器以及二极管都曾受到陆军和海军的联合反对，”梅特罗波利斯解释说，“因此，从原则上来说，ENIAC在第二次世界大战爆发前可能已经被建造出来了。”
建造ENIAC的提议并不被人看好。“当还被作为预防措施时，这项提议曾送给多位大人物审查，得到的建议大致相同，都是反对。”格里斯特·布雷纳德（J.Grist Brainerd）回忆说，他当时负责监督莫尔学院的ENIAC合同进展。下令项目向前推进的正是时任阿伯丁弹道研究实验室科学委员会主席的奥斯瓦尔德·维布伦。1943年4月9日，赫尔曼·戈德斯坦向实验室主任莱斯利·西蒙做了简要介绍，“维布伦听我阐述了一小段后，摇摇晃晃地撑着椅背想要站起来，然后‘喀嚓’一声，他撇下椅子并起身说道：‘西蒙，给戈德斯坦这笔钱。’他随即离开了房间，会面就这样愉快地结束了”。
1943年6月5日，一份名为“电子数字积分计算机的研发”的合同被签署，其中涉及61700美元，为期6个月。吉隆上校负责“排除看似更为紧急、实际不甚重要的战时项目，避免与之产生冲突”。在1945年10月18日的参观后，哈佛计算实验室的塞缪尔·考德威尔（Samuel H.Caldwell）向沃伦·韦弗（Warren Weaver）报告说：“小伙子们都在苦思工程难题。那台机器可能需要太多廉价、批量生产的无线电零件，这是我从未见过的。我现在还不能告诉你操作成功的概率，一切只能等到大规模的重建完成和受损零件替换之后。”他的报告日期是1946年1月16日，当时ENIAC已经为处理第一个问题（洛斯阿拉莫斯的氢弹问题）运行了一个多月。
冯·诺依曼首度参观ENIAC的时间是1944年8月（按照戈德斯坦的说法）或9月（按照埃克特和莫齐利的说法）。戈德斯坦说：“那一瞬间改变了他的余生。”戈德斯坦刚从阿伯丁试验场开完会，还在返回莫尔学院的途中，他回忆道：“我看到冯·诺依曼教授站在月台上，独自一人。于是，我决定走过去和这位名人说说话……但他完全不感兴趣。后来，我们渐渐地谈开了。很快，当他得知我们正在建造一台一秒钟能做300次乘法的机器时，他顿时就像变了一个人。”
冯·诺依曼是弹道研究实验室科学顾问委员会成员，被允许检查ENIAC项目，他还参观了前两个累加器的初步测试：求解微分方程和以5千周的速度交换编码脉冲。“如果他直接问‘它工作的速度有多快’之类的问题，我们会感到失望，”埃克特说，“然而他问了控制逻辑方面的问题，这让我们有种亲切感。”
建造ENIAC的目的是解决积压下来的射表，但埃克特、莫齐利、戈德斯坦以及当时年仅28岁的阿瑟·伯克斯（Arthur Burks，逻辑学家和哲学家，战争期间转为电子工程师）已经开始从头考虑其他的应用。“仅仅解决一个关联差分方程，就可以得出许多微分方程的足够近似解。”1942年8月，莫齐利这样写道。事实上，不论是计算射表、预测天气，还是解决内爆问题，这些很快都成为洛斯阿拉莫斯国家实验室计算组努力的方向。“一夜之间，整个计算的经济成本就翻转过来了，”戈德斯坦解释说，“不再是乘法运算昂贵、存储廉价的世界，而是前者变得廉价、后者变得昂贵。几乎所有人类已经发明的、以计算为目的的算法都需要复审。”
ENIAC通过手动设置许多排10位开关和数以千计的接线电缆进行编程。执行一个程序变更一般都要数小时，有时需要几天。“执行编程步骤的代价十分高昂，”埃克特说，“其中牵涉到箱子、电路和各种东西。有了第一次，第二次重复或不断反复所消耗的成本就非常低了，而且比人类计算的速度快10万倍。”
在机器内部，数据和指令混杂在一起。“在整个ENIAC中，不管用途如何，一个脉冲几乎在所有情况下的物理定义都是相同的，”莫齐利解释说，“一些脉冲被用于控制操作和其他应用，以表示数据……但是如果脉冲表示的是一些数据的代数符号或者数字值，也可以输入一个控制电路，并有望像任何控制脉冲那样运作。”至于存储程序的概念最初什么时候成形，莫齐利补充说：“ENIAC中只有不到700比特的高速存储，而在主编程器和独立程序计数器中约有150比特的高速电子存储可用于‘程序控制’。”超过20%的ENIAC原始高速存储用于存储程序信息，在进行计算的同时，这些程序信息也可以进行修改。
ENIAC所受的限制是存储，而不是速度。“想象一下，选20个人，把他们锁在一个房间里3年，为他们提供20台乘法器，并制定这样一条规则：在整个行动中，所有人全部的工作量不超过一页，”冯·诺依曼评论道，“他们可以擦除任何部分，然后再复原，但是任何时候，他们的权限都仅限于一页。显然，瓶颈之所在……可谓一目了然。”
穿孔卡片可以用于存储中间结果，但是这个过程容易出错且进展缓慢。1945年12月，斯坦利·弗兰克尔和尼古拉斯·梅特罗波利斯从芝加哥和洛斯阿拉莫斯国家实验室带过来的氢弹计算，是在ENIAC上运行的初次运算，消耗了近100万张卡片，其中大部分为临时存储的中间结果。“我还记得梅特罗波利斯和弗兰克尔走过来，向我们说明他们的任务，”阿瑟·伯克斯说，“他们说得很清楚，那就是不能告诉我们方程的内容。”
“洛斯阿拉莫斯计算开始于1945年12月10日……这是第一次整体使用这台机器……并且动用了ENIAC 99%的运算能力。”拉森法官根据他的调查结果，对霍尼韦尔上诉斯佩里·兰德专利纠纷做出以上结论。这次计算持续了一个多月，直到1946年1月。“所遇到的困难并不是机器的问题，”约翰·埃克特证实，他将矛头指向数学而非物理学，“而是这个问题的数学性质以及为这台机器设计问题的数学家们犯下的错误。”
“我经常被人问道：‘ENIAC的存储空间有多大？’”莫齐利说，“答案是无限。穿孔卡片的输出不是很快，但是却有你想象的那么大。每张打出的卡片都可以再次被输入，而事实上，这就是梅特罗波利斯和弗兰克尔成功解决不断循环的洛斯阿拉莫斯问题的方法。”正如莫齐利所描述的，困难在于“快速内存不便宜，便宜的内存速度慢”。
一个真空管触发器的响应时间约为1微秒，而读取或写入一张IBM卡片的时间约为1秒，中间的差距为6个数量级。
埃克特提出了一种用内存弥补这个差距的方法，既快速又便宜。“当时任职于莫尔学院的约翰·埃克特利用声学构思出了一个想法：运用移动目标指示设备，就可以轻易为内存的动态表单奠定基础，”冯·诺依曼和戈德斯坦后来解释说，“与ENIAC方案中的1000个触发器相比，使用这一装置就能在5～10根真空管中存储1000个二进制位。”声波延迟线是麻省理工学院战时辐射实验室研发的，它利用了声波穿过液体比以光速传播的雷达波慢得多的现象。一个传入的雷达信号穿过位于一根装有液体（汞为理想液体）的管子一端的晶体换能器时，会被转化为声信号；当该波列到达这根管子的远端时，又被第二个晶体换能器还原为电信号，虽然延迟但是其他部分不变。通过反转这个延迟的信号，使其与返回的下一个雷达回波同步，就有可能减去背景杂波，分辨在两个雷达波束扫描之间移动的物体（如敌机）。
1000个间隔约为1微秒的脉冲，可以存储在声信号穿过1.5米长的“箱子”所花去的1毫秒中。通过重新生成脉冲序列，并在它经过时监听该数据流，就有可能在毫秒存取时间读取和写入数据。“等到中央控制元件监听完一列的所有32个字后，就传递到下一列。”1945年，冯·诺依曼向沃伦·韦弗解释道，并且第一次将30比特的代码段称为“字”。声波延迟线存储器被许多第一代存储程序计算机广泛使用，但正如英国拓扑学家麦克斯韦·纽曼（Maxwell H.A.Newman）抱怨说：“它的编程就像抓老鼠一样，它们正往墙上的洞里钻。”
当时，冯·诺依曼开始与ENIAC的团队合作，寻找ENIAC的延迟线的替代品早已在计划当中。“离散变量自动电子计算机（Electronic Discrete Variable Automatic Computer，简称EDVAC），它的控制设施相当灵活，存储器增长了约50倍，即能够存储约1000个十进制数字，并且只包含先前计算机大约1/10的管子。”戈德斯坦向冯·诺依曼报告说。这台计算机通过向高速内存输入编码序列进行编程，而不再是手动设置电缆和开关。
“据我们目前所知，存储程序是一种鲜明的、实现通用计算机的方法，这个想法并非一夜之间的发明，”珞佳门解释说，“相反，它是逐渐演变而来的。首先出现的是手动多变的插件、继电器，最终通过改良触头本身成为电子开关；接下来出现了将这些开关的状态存储在电子存储器中的想法；最后，由此产生了现代存储程序的想法，就是将指令和数据存储在一个公共存储器中。”
甚至在ENIAC出现之前，存储程序计算的原理就已然形成了。1944年7月，冯·诺依曼和斯坦利·弗兰克尔代表洛斯阿拉莫斯防爆工作团队，听取了贝尔实验室继电器计算机系列的介绍，它们是由塞缪尔·威廉姆斯（Samuel B.Williams）和乔治·斯蒂比兹（George R.Stibitz）在纽约建造的。这些新机器由穿孔纸带控制。8月1日，冯·诺依曼向奥本海默报告：“该问题纸带携带数值数据和操作指令。”正如他向奥本海默所描述的：“因此，控制带上的指令看起来像这样：取寄存器a的内容和寄存器b的内容相加（或相减、相乘等），再把结果放入寄存器c。”不仅数据和指令混合，而且从原则上来说，计算机也可以修改自身的指令。“这台机器可以在a中使用自身的自动纸带穿孔机制造的纸带，也就是说，它自行穿孔。”
埃克特和莫齐利当时正沿着类似的思路思考。“1944年一整年以及1945年，我们都过着‘双重生活’，”莫齐利回忆说，“许多时候都是连着上两个班，从上午8点到午夜，ENIAC的制造和测试都需要监督。等到小时工回家，项目工程师慢慢减少，我和埃克特就有时间考虑‘下一台机器’了。当然，‘体系结构’或‘逻辑结构’是最先要处理的问题。我和埃克特在这些问题上面费了很多心思，我们想到将一个串行延迟线存储器与数据和程序的单一存储器的理念相结合。”
在第二次世界大战的最后几个月，冯·诺依曼在普林斯顿、洛斯阿拉莫斯国家实验室、华盛顿、费城和阿伯丁之间往返，忙着传达源源不断的新思想。“我们的分量都不够，难以说服人们接受这种事情，”戈德斯坦说，“首先，冯·诺依曼在洛斯阿拉莫斯国家实验室确实有内在的需要……他们有一个巨大的IBM穿孔卡片装置，用于执行内爆计算。我实在不相信我们谁都可以像冯·诺依曼一样，去说服费米（Fermi）这种对数值计算有重要贡献的人。”
冯·诺依曼的介入，从ENIAC到EDVAC 1945年年初，在完成和测试原子弹的最后冲刺阶段，冯·诺依曼对EDVAC项目所做的记录在戈德斯坦的监督下被打印出来，并被提炼成一份105页的报告。1945年6月30日，《关于离散变量自动电子计算机的草案》（First Draft ofaReport on the EDVAC）经油印复印，由莫尔学院限量发行，其中描述了高速存储程序的电子数字计算机设计的轮廓，包括编码指令的必要陈述和解释：“必须给出该设备详尽的细节。”
这台计算机的功能元件分为一个分层存储器、一个控制元件、一个中央运算器，以及输入/输出通道，这种结构今天仍然被称为“冯·诺依曼体系结构”。一个快速内存储器耦合一个更大的辅助存储器，并依次与无限多的穿孔卡片或无限长度的纸带连接，就能产生图灵所规定的无限存储空间。内存和处理器之间单一通道的障碍被称为“冯·诺依曼瓶颈”，冯·诺依曼一开始就曾尝试解决这个问题，不过并未成功。“如果正确、巧妙地被使用，整个系统将会得到很好的平衡，那么就不会有瓶颈，”他向麦克斯韦·纽曼解释说，“即使它不具备人类智力的输入和输出，不过它还是必须与此相匹配。”
当冯·诺依曼的注意力被一个主题所吸引时，他会用自己的方式将它从下至上重构一遍。数字计算不需要这样的还原过程，它从头至尾都运用了公理。1945年，ENIAC和EDVAC依然归为军事项目。冯·诺依曼可以自由地谈论抽象逻辑，而不必理会具体的电子电路。他实际上就是这样做的。如朱利安·毕格罗所说，“他确实聪明，知道自己的特长不是在实验室工作或参与实际事务的运作”。
在战争期间，开放出版物和个人信贷都因计算机和核弹的研发而中止。战争结束后，高层决定为核弹保密，计算机则予以公开，结果爆发了一场信誉争夺战。尽管油印模板废止之前只有少量复印件散布开来，但是EDVAC的报告还是引发了广泛的争议。冯·诺依曼被列为唯一作者，而没有提及EDVAC团队其他成员所做出的贡献。埃克特和莫齐利已经承诺对ENIAC和EDVAC保持沉默，他们感觉受到了蔑视——被一部根据他们未发表的作品撰写的出版物。“虽然约翰尼改述了我们的逻辑，但这种逻辑依旧是相同的。”莫齐利说。不仅如此，EDVAC报告后来被视为一部法定出版物，任何专利在一年内未提交申请即为失效。
“他当时撰写的时候，这份报告甚至算不上草稿，”埃克特解释说，“他给戈德斯坦写了这些信件。当我们问及他这样做的目的时，戈德斯坦说：‘他只是试图在头脑中厘清这些东西，于是他给我写信。如果他的理解不正确，我们就可以回信为他纠正。’”这份报告由戈德斯坦汇编，附上了粗糙的手绘模板印制的草图，其中还留有待插入引用的空白部分。这份报告的语句中并未出现EDVAC这个词。“他迅速地掌握了我们当时正在做的工作，”埃克特补充说，“我没想到他会半遮半掩地对外宣称这是他自己的成果。”
“我确实打算尽可能多地将这个领域的知识保存在‘公共领域’（从专利的角度），并为此出一份力。”冯·诺依曼曾在高等研究院向斯坦利·弗兰克尔这样解释道，同时为一种开放系统的方法争辩。1947年，他证实说：“这份报告的主要目的是阐明和协调EDVAC工作团队的思想。当时正值专利权的处置问题首次出现。第二个目的是尽快公布初步结果，为了促进高速计算机制造艺术的发展。”他这样解释，同时又总结道：“在以往任何时候，我都认为这样做是极其正确并且非常符合美国利益的，现在也一样。”
随着战争的结束，在个人利益面前，美国的国家利益黯然失色。莫尔学院对于埃克特和莫齐利来说学术性过强，而对于冯·诺依曼却显得不够浓烈。埃克特和莫齐利离开后成立了电子控制公司（Electronic Control Company），并制造出商用计算机——先是BINAC，接着是UNIVAC。这个品牌一度成了“计算”的代名词。冯·诺依曼决定去其他地方制造计算机，以作为科学仪器。业余时间使用ENIAC，甚至EDVAC都显得不够用。“因此，冯·诺依曼想拥有一台由自己掌控的计算机，这实在是再正常不过了。”威利斯·韦尔说。阿瑟·伯克斯补充说：“如果他真的想要一台计算机，他要做的就是着手开始制造。”
冯·诺依曼的初步构思是移用ENIAC团队的整个核心。“战争结束后，他有了一套全新的想法，都是未曾在ENIAC中用到的，”韦尔解释说，“我能想象约翰尼心里嘀咕着，‘哦，有我、赫尔曼、埃克特、莫齐利和伯克斯，这个团队多么适合做这件我想做的事啊’！”
埃克特拒绝了冯·诺依曼的邀请，他带领高等研究院的团队与莫齐利开展业务为自己谋利，而冯·诺依曼则与IBM签订了一系列利润丰厚的个人咨询合同。“冯·诺依曼同意将他所做出的改进和发明的所有权利都转让给IBM，下面指定的发明除外。”他与IBM草拟的应聘协议这样写道，日期为1945年5月1日。埃克特后来抱怨说：“他暗地里把我们所有的创意都卖给了IBM。”
冯·诺依曼一贯的善良本性似乎消失了。“埃克特和莫齐利是一个商业集团，拥有商业专利政策。”他向斯坦利·弗兰克尔解释道，后者自从经历过1945年末到1946年初通宵达旦排除故障的那个星期以来，就和埃克特、莫齐利保持着良好的关系。“我们不能直接或间接与他们产生联系，不能像对待一个学术团体那样和他们合作，”他警告说，“如果你想和埃克特-莫齐利公司保持这种密切接触——对你个人而言并且由你自己决定，那么你就不应该也和我们保持联系，让自己深陷两难的立场。”
在莫尔学院，EDVAC变成了孤儿，一方面被埃克特-莫齐利公司取代，另一方面也受到高等研究院项目的排挤。1951年，EDVAC完成，其水银延迟线存储器和串行架构的影响被其本身的报告草案所带来的进步超越。为了实现“可行的”完全随机存取存储器，EDVAC报告邻近末尾的部分解释道，法恩斯沃斯-佐利金光电摄像管可能是“更自然”的方法，而不是埃克特延迟线。“这个装置的成熟形式可以记忆400×500=200000个离散点的状态，”报告中提到，“这些记忆通过一个光束存入，随后通过电子束感应，但是显然微小的变化有可能使得电子束也能存入记忆。光电摄像在这种情况下，就像200000个独立的记忆单元，单个电容存储器之间的切换由单一电子束执行——切换动作完全由该电子束操纵（偏转），从而击中屏极上理想的点。”
60年后，大多数主要计算机存储器都采用了硅，体现了动态更新的电容存储器阵列，这正是法恩斯沃斯、佐利金和珞佳门的代码序列在时间以及数组阵列在空间的原始转换的当前实现。千万容量的电容存储器目前的成本不到1美分。存储单元直接通过数字开关解决，而不必间接地通过电子束的偏转，但是基本的原则和逻辑体系结构却保持不变。我们不断扩大的数字宇宙是由佐利金汽车后座上内爆的图像管直接传承下来的。
MANIAC，一台“为自己研制的”新型计算机去哪里制造新型计算机呢？高等研究院甚至没有一个工作台，可以供你插上电焊枪。“你再也想不出比这更不相称的环境了。”朱利安·毕格罗补充道，“这一切是怎么与普林斯顿高等研究院相搭配的呢？”1945年3月，诺伯特·维纳问道。“你将会遇到这样的情况：你需要一个实验室，它触手可及、近在咫尺，而且贴近实际。”维纳帮助麻省理工学院从系主任的层面发出了一份邀请，保证将麻省理工学院的所有资源交由冯·诺依曼全权处置，以制造设想中的计算机。
哈佛大学、芝加哥大学和IBM都竞相前来争夺冯·诺依曼。“我们都对你的人非常感兴趣，他就是冯·诺依曼，”哈佛大学校长詹姆斯·科南特（James Conant）给弗兰克·艾德洛特写信说，“问题是，我们能否邀请到他。”冯·诺依曼令邀请的各方互相抗衡，其中也包括高等研究院中反对制造计算机的人，直到他得偿所愿。“如何留住约翰·冯·诺依曼的问题变得越来越紧迫……如果我们失去了他，这将是一个悲剧，”詹姆斯·科南特警告弗兰克·艾德洛特道，“如果合作意味着完全放弃高速计算机的工作，我怀疑他是否愿意和我们一起工作。”
在战时的紧急情况下，将冯·诺依曼借调给洛斯阿拉莫斯国家实验室是一回事，但是让他转投敌对机构，对于高等研究院来说更是一个严重的打击。冯·诺依曼很快利用了这一点。在毕格罗看来，“这些谈判是生活的一部分，可以这么说，冯·诺依曼可以用左手小指应付这些事情，而其他手指则在做更有效、更重要的工作。”艾德洛特为了还击对手的邀约，同时让科南特安心，他表示，“科南特可以毫无顾忌地对冯·诺依曼说，我有充分的信心一定能找到资金让他执行他的计划”。但是时间已经所剩无几。不仅冯·诺依曼急不可耐地要着手制造计算机，而且艾德洛特作为英美联合调查委员会（Joint Anglo-American Commission）成员，也将前往巴勒斯坦。1946年4月，该委员会得出一致结论：“巴勒斯坦最终必须成为一个保卫穆斯林、犹太人和基督徒权益的国家。”
1946年年初，甚至应用数学也被高等研究院划出界。
即便在战争期间，曾从事应用领域工作的数学家也将它们抛在一边。然而，冯·诺依曼却为之着迷。“战争结束后，科学家们迁回各自的大学或研究机构，约翰尼回到普林斯顿高等研究院，”克拉拉回忆说，“在那里，他公然宣称自己对黑板、粉笔（铅笔）、纸张之外的其他数学工具产生了极大的兴趣，这显然将他的一些最博学的、从事抽象工作的数学同事惊呆了，他们甚至感到害怕。他的建议是在高等研究院的神圣圆顶下制造一台电子计算机，但这并没有获得众人的赞同。”不仅仅是纯数学家对计算机的前景感到不安，人文主义者们也一直坚持自己的立场，尽可能地反对数学家。冯·诺依曼的项目预算设为数学学院预算的3倍，单单这个数目就让人生疑。“数学家是我们这一边的吗？除非我死了！你也这么觉得吗？”古文书学家伊莱亚斯·洛向艾德洛特拍电报说。
然而，艾德洛特准备采取一切措施留住冯·诺依曼，也支持高等研究院在实验研究方面发挥积极作用。战争期间被隔离在洛斯阿拉莫斯国家实验室的科学家们，曾有着无限制的研究预算并且免于教学任务，现在他们大批量地返回东海岸继任原职。13个机构组成的一个财团向“曼哈顿计划”的前指挥官莱斯利·格罗夫斯（Leslie Groves）将军申请建立一个新的核研究实验室，它就是后来东部的洛斯阿拉莫斯国家实验室。艾德洛特支持这一提议，甚至提出在研究院的树林里建立这个新的实验室。“我们为它预备了一个理想的位置，我想不出在东部还有什么更方便的地方。”艾德洛特在前往巴勒斯坦的途中，从“伊丽莎白女王号”（Queen Elizabeth）上给冯·诺依曼发电报时这样说。在数学学院为讨论该提议而召开的一次会议上，最强烈的反对声音来自爱因斯坦，会议记录显示，“他强调秘密战争工作的危险性并且担忧重视这些项目将助长‘预防性’战争的思想”。艾德洛特和冯·诺依曼都希望计算机项目能让高等研究院涉足利润丰厚的政府承包工作，而这正是爱因斯坦所担心的。
艾德洛特敦促提交一个预算，冯·诺依曼的回答是：“制造一台通用自动电子计算机的工期为3年，每年大约需要花费10万美元。”他认为，“最重要的是，应该由一个纯粹的科学组织承担这一项目，因为政府实验室制造设备通常只为明确的、非常专业的目的；而另一方面，如果由工业企业承担这一项目，就会受到其自身过去程序和惯例的影响，无法开启一个新的开端”。
艾德洛特先从慈善家塞缪尔·费尔斯（Samuel Fels）那里寻求资金，强调“电子计算机可能为数学、物理、生物学、经济学和统计学做出贡献”，并许诺这个新设备将开拓新的知识领域，“就像目前5米长的望远镜曾允诺能观察到以前任何仪器都观察不到的宇宙，它将以同样举世瞩目的方式呈现”。虽然费尔斯与爱因斯坦进行了私人会面，但他拒绝给予支持。
然后，艾德洛特接触到了洛克菲勒基金会的沃伦·韦弗，后者熟悉其他研制计算机的实验室，并且在评估高等研究院的提议方面处于一个独特的位置。“我有些惊讶，冯·诺依曼竟然对一个大型的新式计算引擎的具体制造和运行感兴趣，”1945年10月1日，韦弗回答道，“我们梦想的设备不仅仅是一个计算设备……人们使用它就可以快速、准确地执行特定机电和机械过程，这些过程和某些重要的数学过程是同构的。”韦弗不需要别人对他讲述冯·诺依曼的项目的重要性，但他向艾德洛特解释说：“我最初的想法是，高等研究院本身就不适合作为这一发展的物理环境。但是，我很想让你改变我的想法。”
冯·诺依曼做了最大的努力。“我建议用这台机器存储所有必须记住的东西，就存储在这些记忆元件中，”1945年11月初，他在一封11页的信中向韦弗解释说，“这包括……定义这个问题的数字信息，包括……由机器工作时产生的中间结果……以及定义问题和控制机器运转的逻辑编码指令。”他描述了“一个非常简单的命令代码如何能够解决一切以及它如何通过子程序实现中央控制，而子程序可能被融入任何预期结构的层次”。他指出，“数据和指令的混合允许命令依靠计算的数值结果进行修改，而计算是在处理过程中得到执行的”。最后，他解释了“存储在内存储器中的编码指令如何赋予机器‘虚拟元件’，也就是说，这些指令使得机器表现出好像拥有某些元件，然而从物理意义上来说，这些元件实际是不存在的”。
韦弗提供了他的个人影响力和支持，但对于承诺让洛克菲勒基金会与军方以及美国无线电公司直接融资合伙创业却迟疑不定。他决定先等等，看看“这个混合了研究院、大学、工业实验室和陆海军的相当新颖的组合”在洛克菲勒基金会加入之前如何演完这出戏。当艾德洛特在巴勒斯坦执行使命时，韦弗寄去一封信询问计算机项目中的一项更新，这封信被马斯顿·莫尔斯拦截，而艾德洛特离开时委派他作为代表。“我想对你说句心里话，如果你继续坚持新项目的预算附带未来的细节，这对于高等研究院来说将是一个伟大的贡献，”莫尔斯回复说，“一些被低估的价值以及高等研究院的整体面貌可能会被改变并贯彻这项要求。现在，项目越大，就越模糊不清。”莫尔斯的担忧不是计算机项目会失败，而是人们对成功的期望过高。
被韦弗叫去评审冯·诺依曼提议的人们都不是很客气。“冯·诺依曼有点倾向于把这个问题看作从科学平流层开始，从上至下运作；而不是从地面开始，从下至上，”哈佛计算实验室的塞缪尔·考德威尔说，“每台继电器计算机包含5000～15000个继电器。那又怎么样呢？难道冯·诺依曼认为电子计算机就不会包含成千上万的某种部件吗？”
冯·诺依曼找到了一个坚定的盟友刘易斯·斯特劳斯，他是高等研究院的董事、富商，也是掌管美国海军研究办公室（Office of Naval Research）的海军少将。斯特劳斯看到了冯·诺依曼无附带条件做法的优点。继洛斯阿拉莫斯国家实验室完成台式计算器之后，下一个发明将是什么？“如果我们在这台机器的实验上花几年工夫，而且不需要直接付诸应用，那么过了这段时间，我们将在所有方面都取得成效，包括应用程序，”冯·诺依曼主张，“推动近似和计算数学（涉及因数为1万或更大）发展的重要性，不仅在于人们可能因此节省1万倍的时间，或者说，数值增大100倍却只需要现在1/100的时间，而且在于人们将能够解决目前看来完全解决不了的问题。”
斯特劳斯上钩了。“预期设备，或者说作为首创的这种设备与过去完全不同，所以许多用途只有等到投入运作后才能清楚地知道，”冯·诺依曼向他保证，“这些用途现在还无法预测或难以预测，也很有可能是最重要的。事实上，我们现在不能识别它们，是因为它们与我们现在认知的范围……相差十万八千里。”
斯特劳斯当时正准备离开海军，他承诺不仅确保计算机项目的资金在他离开前拨付，而且在1945年圣诞节前夕，马斯顿·莫尔斯的报道称——“还能免费获得半圆拱形活动房屋”。资金如约被交付，但是却没有半圆拱形活动房屋。文书工作保持在最低限度，一个单页的预算足以记录所需的资金。当海军提出计算机的冠名等相关专利权的问题时，合同被转移，由陆军接替。“冯·诺依曼教授和我都认为，”戈德斯坦在1951年写道，“高等研究院与军械部签署了一份独一无二的合同，政府实际上授权我们为自己研制一台机器。”
“我们每年都会参加一次与募捐有些类似的会议，其间我们和政府机构的代表们端坐在高等研究院的董事会会议室里，”詹姆斯·波默林（James Pomerene）记得，“他们会说，‘好吧，我可以投入1万美元’，另一个人会说，‘我可以拿出2万美元’。接着又一个人说，‘乔，你呢？你可以拿出3万美元，是吗’。我们会将募捐得到的20万美元放在一起，以保证一切都能正常运作。”
第一批工程师中有一半人连同MANIAC这个名称都是从莫尔学院引进的。“起初，当ENIAC不能正常工作时，我们把它叫作‘MANIAC’，”约翰·埃克特回忆说，“后来，他们借用了这个名字。”高等研究院的项目结合了源自ENIAC的实践经验和通用图灵机的理论可能性。普林斯顿高等研究院团队和他们的英国同行建立了定期联系，尽管英国人受到了《官方保密法》（Offcial Secrets Act）的束缚。这部法律有效地防止他们向外界证实，战争期间的确制造了密码破译计算机。
“冯·诺依曼深知图灵1936年的论文《论可计算数及其在判定问题上的应用》的重要性，它在原则上描述了‘通用计算机’，其中所有现代计算机（也许ENIAC不算第一台完整的，但所有后来者无疑都是）‘通用计算机’的一种实现，”斯坦利·弗兰克尔解释说，“冯·诺依曼向我介绍了那篇论文，在他的催促下我仔细地研究了一番……他坚定地向我强调，基本概念要归功于图灵。我相信他对其他人也是这样强调的。”冯·诺依曼知道真正的挑战将不再是制造计算机，而是用机器能理解的语言提出正确的问题。对于这一点，如果不是需要机械加工车间和实验室，高等研究院或者说奥本海默的“知识酒店”将是理想的地方。
“那时，约翰尼非常清楚地知道，自己希望这台机器运转的心情和原因，重点在于原因，”克拉拉记得，“他想制造一台高速全自动通用电子计算机，这台机器可以回答人们想问的任何问题。”
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