如果原子弹的研究是一条龙的话，那么理论设计就是龙头。这是邓稼先的话。第一颗原子弹的理论设计是１９６０年４月开始的。邓稼先领着几个年轻伙伴，在四台半自动的电动计算器上进行特征线法数值计算。二十多天之后，取得了第一次计算结果，由于缺乏经验，差分网格取大了，没有体现出几何形状的特点，从中却发现了一些新的物理现象。大家分析后认为这些新问题出现是合理的，又提出了三种解决方法，为此又进行了三次计算，即第二、三、四次计算。
傅樱说，用特征线方法进行一次物质运动全过程的数值计算，工作量是十分庞大的。为了保证计算正确，我们还采用两人对算的做法，因此一次就要算出约五万个数据。如果算到中心，那工作量就更大了。这时，领导看到我们人手实在不够，就又从中子组临时抽调了三位同志支援。苦干了两个来月，三次计算所得结果十分接近，但其中一个很重要的数据却和苏联人讲的技术指标不符合。经过反复验证和讨论，又提出了三个重要的物理因素，建立了三个数学模型，形成了第五、六、七次计算，结果出来，和前三次的结果一样，这就促使我们进一步怀疑原数据的正确性。清晰的物理图像，多次重复的数据，都说明我们的计算不容置疑，但是我们却缺乏理论上的论证，没有足够的论据来否定苏联专家所讲的那个指标。这就再次引发了我们之间的激烈争论。这时搞方程的同志提供了重要的依据，我们又不厌其烦地进行了第八、九次计算，结果自然一样。１９６１年中，周光召调来，出任理论部第一副主任，他仔细分析了九次计算结果，利用我们在大学都学过的最大功原理，从理论上证明苏联数据出现的不可能。同时，部分数学专业的同志在周毓麟指导下，编出了第一个反应前的总体程序，进行了九组模拟计算，所得结果都与手算结果很接近，误差在５％左右。有一次偶然的机会，在某个时刻的打印纸带上出现了苏联专家曾提到过的数据，我们一下子便明白了：哦，原来如此！这个数据是在用人为粘性处理冲击波时，在振动收敛过程中偶然出现的波峰值，其实是一个应该被略掉的数据。当时我们既诅咒它，但也感谢它，因为它使我们仔细地作了各种分析，搞清了每种以应过程的物理图像，使我们的工作得到了深化和提高，并且，在此基础上，提出了一些假设，一直用在以后的工作中。
１９５９年６月苏共中央来信拒绝了提供原子弹教材模型之后，中国人下决心自己搞原子弹，逐步调集了不少人。郑绍唐也就是在那个时候调来的，和他一起调来的还有吴翔、孙绍麟和陈乐山。
胡思得说，彭公他有一套办法很厉害，就是粗估的办法，当时给我们上课讲粗估的办法，就强调抓主要矛盾，主要矛盾解决了，再讨论次要矛盾，这个矛盾的次要方面有什么影响，再做个大致的估计，这样就势如破竹，很快就进行下去了。我们当时大学刚毕业，经常看到这些专家互相争来争去，有时候争得面红耳赤。黄祖洽同志有一次和我去散步，他当然是高一辈的了。我就随便跟他讲起白天专家们的争论，我是特别佩服他们知识很渊博，看问题很深刻。黄祖洽说，你不能光看到他们学术水平的渊博，你得看到他们那些思维的方法。如果你能把这些优点都能学到，你就成为了不起的科学家了。他跟我讲，彭公彭先生有个著名的公式，如果有个分子分母，分子是三，分母是零，就可以得无穷大。这是什么意思呢？问题很繁杂，好多个因素，你总要抓住主要的东西。他就把两个因素进行比较，甲比乙，如果乙比较小，小的可以看成零，那不就等于无穷大了嘛。这两个东西，如果甲比乙是等于三的话，也就是说甲的影响比乙的影响大三倍的话，你就可以把乙看成零，暂时不要考虑它，你集中精力先把甲处理好，甲处理好了之后，你再回过头来继续研究乙的影响。我觉得这个概念非常非常之重要。刚开始我们当然都不会搞原子弹，那时候，到处都是问题。比如计算到那里发现不对了，不对以后，后面就没法干下去了。因为你怎么知道你现在算的是对的？如果不对，从现在开始就不对，那再往下算，肯定就不对了。所以我们就想有什么问题，那么大家就讨论。当时这些王淦昌、彭桓武、郭永怀、程开甲，四大巨头都已经来了，再加上邓稼先、何祚庥、黄祖洽，应该说全国一些著名的物理学家，都集中到我们这儿，大家来攻克这个东西。每个人都从自己熟悉业务的角度，来思考这个问题到底在什么地方。怎么会差出来？为什么别的都对，到最后就不对了？我们更多的总是自己来找原因，因为我们过去不会，总怀疑自己错了，想办法进行各种各样的改进，这样先后搞了九次。比如今天有同志提出来，你有一个数没考虑进去，好，就把它考虑进去，算完差不多。大家议论纷纷，在这过程中院里就建立了一个非常好的风气，我们刚毕业的大学生，就可以和那些权威平起平坐，因为第一手材料在我们这儿，是我们计算出来的。
竺家亨说，那个时候风气确实比较好，因为这些问题都是新的，不论领导还是群众，大家都没有条条框框的限制，不是说哪个领导对这个问题已经很清楚了，他是权威得听他的。专家和领导们都特别忙，像朱光亚有时还要忙家务，洗衣服做饭，有时我们去他家，他出来和我们握手时手还是湿的，有些不好意思。老邓当时也一再强调，要平等讨论。我们的专家像周光召、黄祖洽等人，调来之前就都有名气，各有各的脾气。你像黄祖洽脾气就特别大，有一次一个新分来的大学生去向他请教，他指着人家说，这个问题你还来问我吗，你要是我的儿子，我两巴掌扇你一边去。而老邓他就能把他们都磨合起来，一起齐心协力攻关。当时大家对这些问题都不清楚，我们搞计算的有具体计算的实际经验，领导因为业务基础比较好，根据我们的计算，他们有分析判断的能力，这个时候就强调在学术讨论会上，充分发表自己的意见。当时要做这么多次计算，因为每遇到一个问题就要搞懂弄通。比如那个数据问题，就费了很大劲，后来周光召看了我们的结果，就提出来一个最大功的原理。他的意思就是说，你一共装了多少炸药，这些炸药能量全部放出来，而且是根据它哪些部分要往外分散，哪些部分可以往里用，把最大的可以利用的能量，形成爆轰波往里传。经过对它的分析计算，得到的结果是不可能达到苏联专家说的那个数据。这样大家就没有话说了，因为你把所有的炸药都用上，你还达不到，那你说这个数据对吗？老周他很有个性的。科研的东西他抓得很牢，当时是６０年代初，政治活动很多，一会儿唱歌，一会儿劳动什么的，周光召有时就要发火，他说不行，我们的工作时间都被你占了。比方说要歌咏比赛，大家晚上老去唱歌，有时都集中起来，他有时下命令不许大家再去唱歌，他很果断。后来文化大革命给人家贴大字报，说周光召冲击政治。当时政治部有的人对他很反感，因为好多政治活动要开展他就阻拦。他说不能那么做，那么做我们的时间都给你挤掉了。
３２岁的周光召运用大学里面谁都学过的热力学知识，从第一原理出发，用不等式论证出苏联专家这个数据是错的。不久，中国制造的第一台计算机也用到原子弹的设计上。理论部的副主任、偏微分专家周毓麟带领一批人编写了原子弹爆炸前的总体程序，进行了力学模拟计算，计算结果与先前的九次计算相差不到５％。而且，十分巧合的是，他们在计算过程中，还真出现过苏联人提到的那个数据。有人分析，苏联专家给的这个数据可能是说错了，或者译错了。周毓麟认为，苏联人在计算过程中，对某一瞬间的步长取的不是足够小，导致了这个数据的突跳。
周毓麟说，它那个数据是不对的，而且我们也通过计算弄清楚了，它怎么会不对的。不对是数据抄错了，还是什么呢？不是，它在计算过程里你处理不好，就会出这个东西。我是１９６０年５月份调到九所来的，那时候我在北京大学微分教研室当教员，主管一点儿教研室的事。有一天我上课下来，十一点钟下课，总支书记说找我谈话，我说什么事？他说要调你工作，我听错了，以为要调我的人。我说你要调我什么人？他说不是调你的人，是调你。他说要调你到二机部，搞保密性质的工作，今天下午两点钟报到。我说没意见。我说你还有什么话没有，他说没有，我说我要告诉我爱人去。她在讲课还没有下课，我告诉她我调到二机部去，很快要到三线去，下午我就去报到。我爱人知道我要搞的工作是保密的，她也不问，我也不说。那个事情现在也不大容易想象。当时为什么上午１１点跟我说，下午两点钟就让我来报到？原来调令下了几天了，因为学校里不想让我去，想换个人，后来上边来催，学校里就紧张了。我到了二机部以后，邓稼先他们开始找我谈，谈了半天我也不知道说些什么，因为原子弹这个词始终不出口。直到一个多月后，宋任穷才说，我们是搞原子弹的。１９６４年原子弹爆炸，到１９８４年庆祝原子弹爆炸成功２０年，我们所里在新影礼堂开庆祝晚会，家属也去了，这个时候才说我们所搞原子弹。所以我老婆回来说，啊，你是搞原子弹的呀？那个时候我到这边已经工作２４年了。我说那你以为我是搞什么的？她说我以为你是搞导弹的。来了之后他们分配我搞爆炸力学，我当时也不懂。很快就计算，和彭桓武讨论各种办法。美国１９４５年搞原子弹氢弹的时候，那个泰勒，以后不是叫氢弹之父嘛，他就在考虑这个问题时发