正如英國之前出現過的情況，美國在20世紀初也逐漸出現了一批紳士科學家。他們會聚集在木板鋪就的探索者俱樂部和其他高級研究機構當中，分享各自的想法、聆聽講座並參與合作項目。約翰·莫奇利就是在這樣的環境下成長的。他父親是一位物理學家，在卡內基研究院的地磁學部門擔任首席研究員。卡內基研究院位於華盛頓特區，它是全國首個致力於促進科學進步和共享科研成果的機構。莫奇利父親負責的工作是記錄大氣中的電場情況，並找出電場變化與天氣之間的聯繫。這是一個需要多家研究機構互相協作的項目，參與這個項目的研究人員遍佈全球各地。38
莫奇利在華盛頓郊區的切維蔡斯鎮長大，從小就受到了在這個地區不斷增進的科學氛圍的熏陶。「切維蔡斯似乎聚集了整個華盛頓的科學家，」他得意地說道，「美國標準局的計量部和無線電部的部長都住在我家附近。」史密森尼學會的會長也是他的鄰居。莫奇利每逢週末都會使用桌面加法機幫助父親完成工作上的計算，並逐漸對數據驅動的氣象學產生了濃厚的興趣。他也非常喜歡研究電路。他曾經和周圍的小夥伴一起將各自家中的對講裝置連接起來，還製作過一些用於在聚會上發射煙火的遙控裝置。「在我按下按鈕之後，煙火一下子就躥到了50英尺高。」在14歲的時候，他還通過幫助鄰居修理家中損壞的電線賺取零花錢。39
在約翰·霍普金斯大學完成本科學習後，成績優異的莫奇利被破格錄取為物理學系的博士研究生。他的博士論文是關於光譜分析的，他選擇這個課題的原因是它結合了美感、實驗和理論。「你必須具有足夠的理論基礎才能明白不同的光譜代表什麼，但你同時還需要通過實驗獲取光譜的照片，那麼有誰會幫你完成這些工作呢？」他說道，「沒有，你只能靠自己。所以我進行了包括玻璃吹制、抽取真空和查找洩露在內的大量技能培訓。」40
莫奇利富有人格魅力，而且十分擅長（和熱衷於）解釋事物，所以他後來成為一位教授也是順理成章的事情。要在大蕭條時期找到一份大學教授的工作可不是一件易事，但他還是在烏西納斯學院（Ursinus College）謀得了一份教職，這所大學位於距費城一小時車程的西北郊區。「我是那裡唯一一個教物理的人。」他說道。41
在莫奇利的個性當中，一個最為突出的特點是熱衷於分享思想（他在分享的時候通常都會滿臉笑容，眼裡透出一種熱切的情感），這點使他成為一個大受學生歡迎的老師。「他喜歡與人交流，而且他似乎可以從對話當中吸收其他人的想法，」他的一位同事回憶道，「約翰喜歡社交場合，喜歡美食和好酒。他喜歡美女，喜歡有魅力的年輕人，也喜歡頭腦聰明和與眾不同的人。」42 向他請教問題是一件危險的事情，因為他總會充滿激情地跟你談論上至天文、下至地理的各種話題。
上課對莫奇利來說就像是表演一樣。在解釋動量的時候，他會張開雙臂在原地旋轉，然後突然停下來。在描述作用力與反作用力的概念時，他會站在一塊自製的滑板上左右搖晃，有一年他在表演這個動作時還意外地摔斷了一隻手臂。每年的聖誕節前夕，人們都會慕名前來聽他的期末講座。為了容納全部的訪客，學校甚至將這場講座設在全校最大的禮堂進行。他會在這堂課上講述如何利用光譜學和其他物理手段檢測密封包裹的內容。根據他妻子的回憶，「他會測量包裹的尺寸，然後稱量它的重量。他還會把它放到水中，或者用一根長針插進裡面。」43
從小就熱衷於氣象學的莫奇利在20世紀30年代初的主要研究課題是：長期的氣候變化是否與太陽耀斑、太陽黑子和太陽自轉有關。卡內基研究院和美國氣象局的科學家們向他提供了來自200個監測站在20年來收集到的日常數據，他開始利用這些數據計算出他想要找到的關聯。他先以非常低的價格向瀕臨破產的銀行收購了一批二手桌面計算器（當時正處於大蕭條時期），然後通過國家青年管理局招募了一批年輕人，以50美分的時薪聘請他們幫他完成計算工作。44
跟其他需要在工作中進行大量複雜計算的人一樣，莫奇利也希望發明一台可以完成這些計算的機器。作為一個善於社交的人，他開始四處瞭解其他人正在做的事情，並將瞭解到的想法融會貫通——這是偉大創新者之間的一個共同點。在1939年紐約世博會的IBM展廳裡，他看到了一台使用打孔卡片的電子計算器，但考慮到自己需要處理的數據量，他認為卡片的處理速度太慢了。他還看到了一台使用真空管加密信息的機器。這種真空管可以用於其他的邏輯電路嗎？後來他帶著自己的學生到斯沃斯摩爾學院進行實地考察，這次考察的目的是參觀那裡的計數設備，它們採用了真空管電路來測量宇宙射線爆發的電離現象。45 他還專門修讀了一門電子學的夜間課程，並開始試驗自己親手製作的真空管電路，研究它們還可以實現怎樣的功能。
1940年9月，莫奇利參加了一場在達特茅斯學院舉行的技術大會。他在大會上觀看了由喬治·斯蒂比茲親自主持的「複數計算器」演示。這場演示最令人興奮的一點是，這台計算機本身被放置在位於下曼哈頓區的貝爾實驗室大樓裡面，它是通過一條電傳打字機的線路將數據傳輸到會場中的。這是世界上第一台遠程使用的計算機。演示當中有一個時長三小時的解答環節，斯蒂比茲的計算器會在這段時間內解決現場觀眾提出的問題，最終它對每個問題的解決時間約為一分鐘。信息系統的先驅諾伯特·維納（Norbert Wiener）也觀看了這場演示，他當時要求它將一個數字除以0，試圖用這個問題為難它，但這台機器沒有落入他的圈套。當時在場的還有約翰·馮·諾依曼，這位來自匈牙利的博學大師很快將會與莫奇利一起成為計算機發展史上的主角。46
當他決定要製造一台自己的真空管計算機之後，莫奇利做了一件表現出優秀創新者特點的事情：總結自己在四處考察期間所瞭解到的全部信息。由於烏西納斯學院沒有提供研究經費，所以莫奇利只能自費購買真空管，他甚至嘗試過直接向製造商討要真空管。他給至上儀器集團（Supreme Instruments Corp.）寫了一封信，請求對方為自己提供一些電子元件，他在信中表示：「我打算製造一台電子計算機器。」47 他在訪問美國無線電公司期間發現了氖管也可以用作開關，雖然它的速度比不上真空管，但是價格更低。他當時以每件8美分的價格收購了一批氖管。「在1940年11月之前，」他的妻子後來說道，「莫奇利已經成功地為自己構思的計算機測試了部分電子元件，並且確信自己可以造出一台廉價、可靠且完全採用電子元件的數字設備。」她堅稱莫奇利在聽說阿塔納索夫的名字之前就已經做到了這點。48
莫奇利在1940年年底向幾位朋友透露了自己的心聲：希望將自己瞭解到的信息整合起來，然後製造出一台數字式電子計算機。「我們目前正在考慮建造一台電子計算機器，」他在當年11月給一位曾經共事過的氣象學家的信中寫道，「這台採用真空管繼電器的機器將可以在1/200秒左右完成一次操作。」49 儘管他熱衷與人合作，而且他當時還處於資料收集階段，但他已經表現出了自己的好勝心——他希望成為第一個製成新型計算機的人。他在同年12月給一位以前的學生寫了一封信，信中說道：「以下的信息請不要外傳，我打算製造一台電子計算機器，如果材料準備妥當的話，它大概會在一年之後完成……請對此事保密，因為我現在還沒有把這台設備做出來，而且我想要成為『第一人』。」50
同樣也是在1940年12月，莫奇利遇見了阿塔納索夫，兩人的這次會面引發了後來的一連串事件。莫奇利喜歡從不同來源收集信息的習慣，以及他急於成為「第一人」的願望也因此受到了人們長期的質疑。阿塔納索夫當時正在賓夕法尼亞大學參加一個會議，他在會議上恰好聽到了莫奇利的一場演講，後者在演講中表示自己想要製造一台用於分析天氣數據的機器。會議過後，阿塔納索夫來到了莫奇利的面前，他說自己正在艾奧瓦州州立大學建造一台電子計算器。莫奇利在自己的會議日程表上記下了阿塔納索夫所說的話——他已經設計了一台可以處理和儲存數據的機器，而且它的計算成本僅為每數位2美元（阿塔納索夫的機器總共可以處理3 000個數位，而它的製造成本約為6 000美元）。莫奇利對此大感驚訝。他估計真空管計算機的成本接近每數位13美元。他說自己想要看看它是怎麼做出來的，於是阿塔納索夫便邀請他去艾奧瓦州一趟。
莫奇利在1941年上半年一直與阿塔納索夫保持通信，他仍然難以想像阿塔納索夫提出的超低成本計算機器。「你所說的每數位低於2美元的成本聽起來非常不可思議，但這正是我從你那裡理解的意思，」他在信中寫道，「你之前邀請我訪問艾奧瓦州的提議似乎只是突發奇想，不過現在我對這個想法越來越感興趣了。」阿塔納索夫敦促莫奇利盡快接受這項邀請。「如果這樣更能吸引你的話，屆時我將會向你解釋這每數位2美元的成本是怎麼來的。」阿塔納索夫保證道。51