本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
那台树莓派电脑安静地放在手套箱里。这个特殊的手套箱是军用级别的，除了一个面之外，其他所有面都被一英寸厚的钢板包围，只有一个用派热克斯玻璃制成的狭窄舷窗用于观察和操作。一个机械臂可以让你敲击键盘。我们欣慰地想到我们为这个项目购买的35美元的设备；每天你能炸掉的八核戴尔Precision塔式工作站的数量是有限的。
当亚历克斯小心翼翼地向环中添加另一个氮原子时，我畏缩了一下。这是传统的智慧，世人皆知，并在世界各地的实验室中重复验证。包括TNT和RDX在内的大多数炸药都含有大量的氮原子；在分子的特定战略位置添加足够的氮原子——最好是一个环——你几乎肯定会制造出巨大的爆炸。爆炸来自于氮的一个基本特性，它倾向于紧紧抓住自己的同类，并狂热地避开其他物质。这只是基础化学，只不过它已经被很好地用于战争和杀戮数十年。
但没有人将这个原理推向极限。不像这样。
关于支持科学新闻业
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻业 订阅。通过购买订阅，您将帮助确保关于塑造我们当今世界的发现和思想的具有影响力的故事的未来。
这个想法来自于克拉波特克教授在慕尼黑的研究小组最近发表的一篇论文。他们合成了叠氮叠氮叠氮化物。这个绕口令揭示了这个怪物的身份；“叠氮”是化学术语，指的是三个氮原子串成一条线。叠氮化物是臭名昭著的爆炸物；例如，叠氮化铅由单个铅原子装饰着六个氮原子（两个叠氮基）组成，等待着炸飞任何靠近它们的人。叠氮叠氮叠氮化物含有不少于八个氮原子紧密地结合在一个环中。由此产生的分子实体非常不稳定，以至于它在诞生的那一刻就瓦解了。正如资深化学家和博主德里克·洛描述的那样，
“该化合物在溶液中爆炸，在任何尝试触摸或移动固体时都会爆炸，并且（最有趣的是）当他们试图获得其红外光谱时也爆炸了。论文中提到，一旦激光源打开，拉曼光谱仪内部就发生了几次爆炸”。
基本上，无论你对它做什么或不做什么，这东西都会爆炸。红外光谱是一种无害的东西，一种常见的实验技术，仅用于根据特定原子之间键的振动来帮助 decipher 分子的结构。但这个反复无常的恶棍非常不稳定，以至于它能够在一个体面的期刊上被描述出来，更不用说经受红外辐射的侮辱了，这简直是个奇迹。
在阅读了这篇论文后，亚历克斯灵光一闪。叠氮叠氮叠氮化物显然在制造出来后立即爆炸了。如果我们设计一种在制造之前就爆炸的炸药呢？ 最好是在计算机上绘制并优化成具有正常键长和角度的真实结构的那一刻。我们可以称之为预爆炸物。你总是可能冒着这种化合物在你家的书呆子化学家在纸餐巾上乱涂乱画时爆炸的风险，即使他的孩子们在客厅里玩拼字游戏，但每个人都知道，数十年的研究生院培训并没有消除化学家们用毫无意义的键长和角度画出的糟糕的分子图。那里没有风险。
这将是完美的武器。理想情况下，我们希望分子的诱人特征——也许是红外光谱，也许是熔点，甚至是一些关键反应的步骤——以某种方式落入敌人手中。这可以通过使用双重间谍或一名愿意被俘虏并携带关键文件的女间谍来实现。一旦敌人找到了表征的细节，他们无疑会认为他们现在拥有了一种关键战略武器的配方；也许是一种新的化学或使人衰弱的制剂，一种革命性的装甲材料或一种救命的战场药物。所有资源都将集中在通过从其性质反向推导来弄清楚这种潜在宝藏的分子结构上。
现在我们所要做的就是等待他们尝试反向工程该分子。当然，如今所有被反向工程的东西都必须首先通过计算机模型。没有比使用那些新的神经网络增强的量子遗传算法更好的方法，可以从不完整的数据的糟粕中挖掘出看似合理的结构瑰宝。对应于如此稀疏数据的可能结构的数量是天文数字，只有计算机才能循环遍历这些无穷无尽的冒充者。但由于D-Wave的开创性工作，计算能力已经发展到如此程度，以至于商业软件可以在几个小时内搜索大约十万亿种可能的分子。一旦敌人将其计算能力释放到我们的数据上，他们的计算机就会变成一个名副其实的定时炸弹，即使它在循环遍历可能的结构列表。由于算法是随机的，因此正确的结构可能会在几秒钟内出现，或者可能是列表中的最后一个。但可以肯定的是，在某个时候它会出现，剩下的就真的是历史了。历史以离散颗粒物质的形式散落在周围。
当我们第一次这样做时，我们屏住呼吸等待，让分子结构松弛并优化其能量。我们不知道当收敛循环停止并且最初变形的键开始看起来正常形成时究竟发生了什么。他们发现我们俩都躺在地板上。幸运的是，第一次尝试只导致设计出的PEDI（预爆炸冲击）系数为5.2，几乎不足以造成残疾或死亡；理论预测我们需要至少40的PEDI才能造成相当于最强大的非核爆炸物造成的损害。但在事故发生后，计算机被适当地安装在带加强壁的机器人控制手套箱中。计划是以一种体面、受控的方式提高PEDI。
今天天气特别好，亚历克斯正要启动一个潜在分子候选物的计算。“再提醒我一下你在做什么。我必须承认，昨天晚上你兴奋地打电话给我的时候，我太迷糊了”。“嗯，那是他们不断通过电子邮件发送给我们的那些晦涩的新开放获取期刊之一。通常我看到电子邮件时就会立即删除它们，但这一封的标题中似乎有关于叠氮化物的内容，所以我看了一下。有一篇论文来自拉脱维亚的某个小组，来自一所我从未听说过的大学。为了符合这些期刊的粗制滥造的标准，显然有很多表征，但除了两个通用骨架外，几乎没有具体的结构，这两个骨架都类似于80年代在图卢兹对低产叠氮化物所做的工作；我想拉曼光谱仪很便宜，他们痴迷于专利申请。我想我会对其中一个进行逆向工程，只是想看看它是什么样子的。”
电脑在我们面前显示出优雅的球棍结构，我心不在焉地听着亚历克斯说话，手指敲击着手套箱的侧面。亚历克斯关于开放获取期刊的俏皮话让我想起几个月前发表在《自然》杂志上的那篇文章，该文章谈到了大量虚假的开放获取期刊造成的滋扰。其中许多使用虚假门面、电子邮件地址和完全虚构的办公地点来让读者相信其真实性。大多数会要求你支付出版费，然后就消失了。我敢打赌，如果你真的决定寻找它们，你将找不到它们的踪迹。当然，如果你轻信到相信来自虚构来源的未知出版物，你可能是罪有应得。
突然，我体内有什么东西断裂了。我惊慌地站起来，看着亚历克斯，即使他正看着电脑闪烁着一个具有特别美丽的原子几何排列的结构。氧原子是火焰般的红色，氮原子是宁静的蓝色。
在六千英里外的基辅，一个人坐在老城广场附近的一家咖啡馆里喝咖啡。他的手机响了，一个粗鲁的声音传达了信息。那人挂断电话，喃喃自语道：“45”。他的脸上露出了淡淡的、满意的笑容。他回去喝咖啡。
这篇文章的灵感来自艾萨克·阿西莫夫的一篇恶搞文章。在20世纪40年代，阿西莫夫在哥伦比亚大学攻读一个相当吃力不讨好的博士学位。他的部分工作涉及研究高度溶于水的化合物的性质。其中一些化学物质的溶解度非常高，以至于它们似乎几乎立即溶解。这种行为促使阿西莫夫写了一篇题为《再升华硫代胸腺嘧啶的内时性》的恶搞文章，内容是关于一种实际上在接触到水之前就溶解的化合物。最近关于似乎在形成后立即爆炸的新型炸药的文章让我产生了类似的想法...