正如英国之前出现过的情况，美国在20世纪初也逐渐出现了一批绅士科学家。他们会聚集在木板铺就的探索者俱乐部和其他高级研究机构当中，分享各自的想法、聆听讲座并参与合作项目。约翰·莫奇利就是在这样的环境下成长的。他父亲是一位物理学家，在卡内基研究院的地磁学部门担任首席研究员。卡内基研究院位于华盛顿特区，它是全国首个致力于促进科学进步和共享科研成果的机构。莫奇利父亲负责的工作是记录大气中的电场情况，并找出电场变化与天气之间的联系。这是一个需要多家研究机构互相协作的项目，参与这个项目的研究人员遍布全球各地。38
莫奇利在华盛顿郊区的切维蔡斯镇长大，从小就受到了在这个地区不断增进的科学氛围的熏陶。“切维蔡斯似乎聚集了整个华盛顿的科学家，”他得意地说道，“美国标准局的计量部和无线电部的部长都住在我家附近。”史密森尼学会的会长也是他的邻居。莫奇利每逢周末都会使用桌面加法机帮助父亲完成工作上的计算，并逐渐对数据驱动的气象学产生了浓厚的兴趣。他也非常喜欢研究电路。他曾经和周围的小伙伴一起将各自家中的对讲装置连接起来，还制作过一些用于在聚会上发射烟火的遥控装置。“在我按下按钮之后，烟火一下子就蹿到了50英尺高。”在14岁的时候，他还通过帮助邻居修理家中损坏的电线赚取零花钱。39
在约翰·霍普金斯大学完成本科学习后，成绩优异的莫奇利被破格录取为物理学系的博士研究生。他的博士论文是关于光谱分析的，他选择这个课题的原因是它结合了美感、实验和理论。“你必须具有足够的理论基础才能明白不同的光谱代表什么，但你同时还需要通过实验获取光谱的照片，那么有谁会帮你完成这些工作呢？”他说道，“没有，你只能靠自己。所以我进行了包括玻璃吹制、抽取真空和查找泄露在内的大量技能培训。”40
莫奇利富有人格魅力，而且十分擅长（和热衷于）解释事物，所以他后来成为一位教授也是顺理成章的事情。要在大萧条时期找到一份大学教授的工作可不是一件易事，但他还是在乌西纳斯学院（Ursinus College）谋得了一份教职，这所大学位于距费城一小时车程的西北郊区。“我是那里唯一一个教物理的人。”他说道。41
在莫奇利的个性当中，一个最为突出的特点是热衷于分享思想（他在分享的时候通常都会满脸笑容，眼里透出一种热切的情感），这点使他成为一个大受学生欢迎的老师。“他喜欢与人交流，而且他似乎可以从对话当中吸收其他人的想法，”他的一位同事回忆道，“约翰喜欢社交场合，喜欢美食和好酒。他喜欢美女，喜欢有魅力的年轻人，也喜欢头脑聪明和与众不同的人。”42 向他请教问题是一件危险的事情，因为他总会充满激情地跟你谈论上至天文、下至地理的各种话题。
上课对莫奇利来说就像是表演一样。在解释动量的时候，他会张开双臂在原地旋转，然后突然停下来。在描述作用力与反作用力的概念时，他会站在一块自制的滑板上左右摇晃，有一年他在表演这个动作时还意外地摔断了一只手臂。每年的圣诞节前夕，人们都会慕名前来听他的期末讲座。为了容纳全部的访客，学校甚至将这场讲座设在全校最大的礼堂进行。他会在这堂课上讲述如何利用光谱学和其他物理手段检测密封包裹的内容。根据他妻子的回忆，“他会测量包裹的尺寸，然后称量它的重量。他还会把它放到水中，或者用一根长针插进里面。”43
从小就热衷于气象学的莫奇利在20世纪30年代初的主要研究课题是：长期的气候变化是否与太阳耀斑、太阳黑子和太阳自转有关。卡内基研究院和美国气象局的科学家们向他提供了来自200个监测站在20年来收集到的日常数据，他开始利用这些数据计算出他想要找到的关联。他先以非常低的价格向濒临破产的银行收购了一批二手桌面计算器（当时正处于大萧条时期），然后通过国家青年管理局招募了一批年轻人，以50美分的时薪聘请他们帮他完成计算工作。44
跟其他需要在工作中进行大量复杂计算的人一样，莫奇利也希望发明一台可以完成这些计算的机器。作为一个善于社交的人，他开始四处了解其他人正在做的事情，并将了解到的想法融会贯通——这是伟大创新者之间的一个共同点。在1939年纽约世博会的IBM展厅里，他看到了一台使用打孔卡片的电子计算器，但考虑到自己需要处理的数据量，他认为卡片的处理速度太慢了。他还看到了一台使用真空管加密信息的机器。这种真空管可以用于其他的逻辑电路吗？后来他带着自己的学生到斯沃斯摩尔学院进行实地考察，这次考察的目的是参观那里的计数设备，它们采用了真空管电路来测量宇宙射线爆发的电离现象。45 他还专门修读了一门电子学的夜间课程，并开始试验自己亲手制作的真空管电路，研究它们还可以实现怎样的功能。
1940年9月，莫奇利参加了一场在达特茅斯学院举行的技术大会。他在大会上观看了由乔治·斯蒂比兹亲自主持的“复数计算器”演示。这场演示最令人兴奋的一点是，这台计算机本身被放置在位于下曼哈顿区的贝尔实验室大楼里面，它是通过一条电传打字机的线路将数据传输到会场中的。这是世界上第一台远程使用的计算机。演示当中有一个时长三小时的解答环节，斯蒂比兹的计算器会在这段时间内解决现场观众提出的问题，最终它对每个问题的解决时间约为一分钟。信息系统的先驱诺伯特·维纳（Norbert Wiener）也观看了这场演示，他当时要求它将一个数字除以0，试图用这个问题为难它，但这台机器没有落入他的圈套。当时在场的还有约翰·冯·诺依曼，这位来自匈牙利的博学大师很快将会与莫奇利一起成为计算机发展史上的主角。46
当他决定要制造一台自己的真空管计算机之后，莫奇利做了一件表现出优秀创新者特点的事情：总结自己在四处考察期间所了解到的全部信息。由于乌西纳斯学院没有提供研究经费，所以莫奇利只能自费购买真空管，他甚至尝试过直接向制造商讨要真空管。他给至上仪器集团（Supreme Instruments Corp.）写了一封信，请求对方为自己提供一些电子元件，他在信中表示：“我打算制造一台电子计算机器。”47 他在访问美国无线电公司期间发现了氖管也可以用作开关，虽然它的速度比不上真空管，但是价格更低。他当时以每件8美分的价格收购了一批氖管。“在1940年11月之前，”他的妻子后来说道，“莫奇利已经成功地为自己构思的计算机测试了部分电子元件，并且确信自己可以造出一台廉价、可靠且完全采用电子元件的数字设备。”她坚称莫奇利在听说阿塔纳索夫的名字之前就已经做到了这点。48
莫奇利在1940年年底向几位朋友透露了自己的心声：希望将自己了解到的信息整合起来，然后制造出一台数字式电子计算机。“我们目前正在考虑建造一台电子计算机器，”他在当年11月给一位曾经共事过的气象学家的信中写道，“这台采用真空管继电器的机器将可以在1/200秒左右完成一次操作。”49 尽管他热衷与人合作，而且他当时还处于资料收集阶段，但他已经表现出了自己的好胜心——他希望成为第一个制成新型计算机的人。他在同年12月给一位以前的学生写了一封信，信中说道：“以下的信息请不要外传，我打算制造一台电子计算机器，如果材料准备妥当的话，它大概会在一年之后完成……请对此事保密，因为我现在还没有把这台设备做出来，而且我想要成为‘第一人’。”50
同样也是在1940年12月，莫奇利遇见了阿塔纳索夫，两人的这次会面引发了后来的一连串事件。莫奇利喜欢从不同来源收集信息的习惯，以及他急于成为“第一人”的愿望也因此受到了人们长期的质疑。阿塔纳索夫当时正在宾夕法尼亚大学参加一个会议，他在会议上恰好听到了莫奇利的一场演讲，后者在演讲中表示自己想要制造一台用于分析天气数据的机器。会议过后，阿塔纳索夫来到了莫奇利的面前，他说自己正在艾奥瓦州州立大学建造一台电子计算器。莫奇利在自己的会议日程表上记下了阿塔纳索夫所说的话——他已经设计了一台可以处理和储存数据的机器，而且它的计算成本仅为每数位2美元（阿塔纳索夫的机器总共可以处理3 000个数位，而它的制造成本约为6 000美元）。莫奇利对此大感惊讶。他估计真空管计算机的成本接近每数位13美元。他说自己想要看看它是怎么做出来的，于是阿塔纳索夫便邀请他去艾奥瓦州一趟。
莫奇利在1941年上半年一直与阿塔纳索夫保持通信，他仍然难以想象阿塔纳索夫提出的超低成本计算机器。“你所说的每数位低于2美元的成本听起来非常不可思议，但这正是我从你那里理解的意思，”他在信中写道，“你之前邀请我访问艾奥瓦州的提议似乎只是突发奇想，不过现在我对这个想法越来越感兴趣了。”阿塔纳索夫敦促莫奇利尽快接受这项邀请。“如果这样更能吸引你的话，届时我将会向你解释这每数位2美元的成本是怎么来的。”阿塔纳索夫保证道。51