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问题

请问如果是生物或者化学专业的高材生，真的能像电影里那样制造出生化武器或者炸药吗？

回答
电影里那些化学天才或生物学家，凭着一身过硬的专业知识，在实验室里“叮叮当当”一顿操作，就能制造出威力惊人的生化武器或炸药，这确实是许多人心中的一个经典桥段。那么，现实中的生物或化学专业高材生，真的有能力做到这一点吗？

答案是：理论上，基础知识和技能是具备的，但实践起来，难度和门槛远超电影情节，而且承担着巨大的法律和道德风险。

咱们就来拆解一下，为什么是这样：

一、 生化武器：不是简单混合

我们先说生化武器。电影里可能就简单描绘一下，“提取某种病原体”、“培养”、“浓缩”，然后就完事了。但真实情况复杂得多。

病原体的选择与获取： 并非所有的细菌、病毒、毒素都能成为武器。要成为生化武器，它需要具备传播性强、致病性高、不易治疗、潜伏期适中、对目标人群杀伤力大等特点。想想炭疽杆菌、天花病毒、蓖麻毒素，这些都是被列为潜在威胁的。
获取途径： 电影里可能拍得跟在菜市场买菜似的，但实际上，很多高致病性病原体受到严格的国际管控。即便是在科研机构，也需要经过极其严格的审批、备案，并且储存在符合最高安全标准的实验室（Biosafety Level 4, BSL4）。随意获取或非法拥有这些病原体，是严重的犯罪行为。
分离与纯化： 即使拿到了样本，要从中分离出纯净的病原体或毒素，也需要专门的仪器设备（如离心机、层析仪、显微镜等）和精密的实验技术。这不是用烧杯摇摇就能完成的。
培养与增殖： 获得纯净的病原体后，还需要在适宜的培养基中进行大量培养。
条件苛刻： 不同的病原体有不同的生长条件，温度、湿度、营养成分、pH值都需要精确控制。很多高危病原体需要在负压、隔离的环境中培养，以防止泄露。
规模化生产： 要制造出能构成威胁的量，意味着需要大规模的培养。这需要专业的生物反应器、无菌操作环境，以及长期稳定的供应。
毒素的提取与稳定化： 对于生物毒素，比如蓖麻毒素，其提取过程也非常复杂。
生物来源： 蓖麻子含有蓖麻毒蛋白，但要从蓖麻子中高效、安全地提取，需要化学和生物化学的知识，以及特定的萃取、分离和纯化技术。
稳定性： 很多生物毒素在自然环境下不稳定，容易被降解。要让它们具有武器的效力，还需要进行化学修饰或与其他物质混合，以提高其稳定性和生物利用度。
制备成武器形式： 最后一步是将其制备成适合传播的载体。
气溶胶化： 对于大多数生化武器，最有效的传播方式是气溶胶。将病原体或毒素制备成能够长时间悬浮在空气中的微小颗粒，需要专业的设备和技术，如喷雾器、雾化器，并考虑颗粒大小、分布以及抗紫外线、抗干燥等问题。
其他形式： 也可以通过污染水源、食物等方式传播，这就需要考虑如何将毒素均匀地分散在这些介质中，并保持其活性。

总结一下，制造生化武器，即便是有天赋的高材生，也需要：

专门的、高度安全的实验室和设备。
对特定病原体或毒素的深入研究和经验。
严格的审批和合法的途径获取所需材料。
能够应对极高风险和保障自身安全的防护措施。
以及最重要的——合法的许可。

没有这些，光凭电影里的“一点点”知识，是远远不够的。更何况，这涉及的专业领域非常广泛，包括微生物学、病毒学、免疫学、毒理学、生物工程、化学工程等等。

二、 炸药：从实验室到“威力巨大”

炸药的制造，从基础化学理论来说，似乎更“直观”一些。很多炸药的成分，例如硝化甘油、TNT（三硝基甲苯）、黑索金（RDX）等，都是有机化学中的经典合成产物。

基本原理： 炸药的核心在于其分子结构不稳定，在受到激发（如撞击、摩擦、加热或电火花）时，会发生剧烈的氧化还原反应，瞬间释放大量气体和热量，产生强大的爆炸力。
合成过程：
硝化反应： 许多炸药的制造都涉及硝化过程，比如用浓硫酸和浓硝酸混合（硝化混酸）来硝化甘油、甲苯、氨基甲苯等。这是一个非常危险的反应，需要严格控制温度，否则极易发生失控的放热反应，导致爆炸。
纯化与稳定： 合成出来的粗产品需要经过洗涤、重结晶等步骤来纯化，以提高其稳定性和爆炸性能。不纯的炸药更容易意外爆炸。
高能炸药的挑战：
原料获取： 制造TNT需要甲苯，制造硝化甘油需要甘油和硝酸。虽然这些是常见的化工原料，但高浓度的硝酸和硫酸，以及容易爆炸的中间产物，都需要在专门的化工厂或实验室中进行安全处理。
反应控制： 硝化反应是一个典型的放热反应，一旦温度升高过快，反应速率会急剧增加，产生更多的热量，形成恶性循环，最终导致爆炸。精确控制温度、滴加速度、搅拌速度是成功的关键。
稳定性和安全性： 制造出稳定的、不易受外界干扰而爆炸的炸药，需要对反应机理、产物纯度、晶型等有深入了解。一些新型的高能炸药，其合成路线更加复杂，对实验条件的要求也更为苛刻。
威力： 电影里常常展现炸药的巨大威力，这不仅仅是化学结构决定的，还与装药量、爆炸方式（例如制作成炸弹）、以及与什么物质混合（例如铝粉可以增强爆炸威力）有关。

那么，生物或化学高材生能做到什么程度？

了解合成原理： 他们绝对能够理解合成TNT、硝化甘油等炸药的化学反应方程式、反应机理、反应条件。
理论指导实践： 在有指导、有设备、有安全措施的实验室环境中，他们可能能够按照已有的成熟工艺，小规模地合成一些基础的炸药样品，并了解其性质。
制造“威力巨大”的炸药： 要制造出电影里那种足以摧毁建筑、威力惊人的炸药，需要的不仅仅是基础的合成能力，还需要：
大规模的生产设备和工艺。
先进的配方和技术（例如，现代军用炸药配方很多是国家机密）。
对爆炸力学、爆轰物理等更深入的工程学知识。
以及，同样重要的——合法的许可和渠道。

谁在真的制造这些？

真正能够大规模、安全、高效地制造生化武器和炸药的，是国家层面的军事机构和国防科研部门。他们拥有：

顶尖的科学家和工程师团队： 涵盖了化学、生物、物理、工程、医学等各个领域。
最先进的实验室和生产设施： 投入巨资建造，并且具备最高的安全等级。
完整的产业链和保障体系： 从原材料采购到成品储存，都有严格的管控和流程。
法律授权和监管： 他们的所有活动都在国家法律框架内进行。

风险与法律

最关键的一点，是法律和道德的约束。任何个人，无论其专业能力多强，如果未经许可，非法制造、持有、传播生化武器或爆炸物，都将面临极其严厉的法律制裁，这是对全人类安全和社会稳定的严重威胁。

所以，虽然电影里的情节很吸引人，但现实中的生物和化学高材生，虽然具备扎实的理论基础，但要像电影里那样“变戏法”一样制造出杀伤力巨大的生化武器或炸药，不仅困难重重，而且触碰了法律和道德的底线，这是他们绝不会，也不应该去做的。他们的知识，更多的是用于服务社会、造福人类，例如研发新药、治理环境污染、开发新能源等等。

网友意见

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都不需要高材生，远的有奥姆真理教，近的有ISIS。

奥姆真理教确实是高材生，至于是怎样的高材生可以参考 @赵泠 的答案。除了那几个，在行刑（2018.7）前，当时负责制造化武的医生中川智正（Tomamasa Nakagawa）还和美国生化武器专家杜祖健（Anthony T.Tu）合作，发了一篇论文分析金正男事件中使用的毒剂[1]，中川的通讯地址是广岛看守所（见下图）。虽然普遍认为路线主要是筑波大学的化学硕士土谷正实设计的，但中川的理论水平也很高，金正男事件中的VX和二元体系是中川写信告诉杜祖健的（细节有些可怕，就不说了），可见他不是那种看菜谱做菜的水平[2]。提到中川智正这恶魔还因为他就是实际负责制造的那个人，而且还不是“生物或者化学专业的”，之前是医生。

不是高材生的例子比如ISIS，一开始有报告指出他们使用芥子气的时候，很多专家大概觉得大规模制造化武至少也需要“筑波大学化学硕士”的水平吧，所以认为ISIS的毒气应该是萨达姆时代（Saddam-era）“化学阿里”的遗毒，结果痕量分析后发现ISIS芥子气的制备方法和“化学阿里”的不一样，详情见下图。说不定ISIS里也有化学硕士水平以上的人，但据报道ISIS 还用过硫化氢、磷化氢，甚至是不知道哪里弄来的原料乙烯基三氯硅烷，所以更像是自学成才的。[3]做恐怖分子要什么学历？但话说回来，他们如果也有个退役化竞选手刘招华那样的天才……后果不敢想象。

提这个问题可能是觉得生化武器和炸药很高级，需要专门设计。其实早期的生化武器和炸药基本都来自实验事故，很容易“重复”，真的不需要什么高材生。

黑火药就是来自炼金事故。《抱朴子·内篇》里有一种炼制砒霜的方法，要将硝石，松脂，雄黄混在一起加热，现在人重复实验时发现这体系非常容易爆炸，所以猜测黑火药就是炼这类药物时发现的。

前几年闹石墨烯的时候，有一种制备氧化石墨烯的Hummer法。其中有一步需要向浓硫酸+石墨粉+硝酸钠的混合体系中加高锰酸钾。这一步控温不当就会爆炸，也确实发生过相关的事故[4]。

黄色炸药TNT的前身三硝基苯酚（苦味酸）本来用作黄色染料，制作作坊经常爆炸，因此被发现。黄色炸药出现前，炸药狂人李比希就已经炸出了一片天。他家里是开试剂商店的，从小喜欢制作雷酸银、雷酸汞等爆炸物，相传他上学时炸了学校被开除、药房打工时炸了药房被开除，他父亲最后决定托关系送他进大学，这一身爆破的本事终于被路德维希一世发现，送他去法国深造，终成一代大师。不过他没有拿到任何学位证书，不知道算不算“高材生”。

现在小事故“复现”的也多，当年学校里有一位，做硝化反应，产物旋蒸的时候想着劳逸结合，锻炼身体要紧，去操场跑圈了……还好爆炸的规模小，只是通报批评，不过听说把环院过来做实验的同学吓得不轻。

生物武器的例子比如2019年布鲁氏菌病感染事件。那年7月至8月，中牧兰州生物药厂在兽用布鲁氏菌疫苗生产过程中使用了过期的消毒剂，导致生产发酵罐废气排放灭菌不彻底，携带含菌发酵液的废气形成含菌气溶胶，扩散后导致人体产生抗体阳性。[5]布鲁氏杆菌还真的是标准的生物武器，美国兵工厂生产过的。

化武的例子就更多了，前面说了早期的化武就是来自事故的。实验室手册中禁止的组合有一部分就是因为会得到武器级的化合物，化武清单见：

早期化武的例子，比如1886年，德国的迈耶首次人工合成纯净的芥子气，他刚开始以为芥子气带来的不适只是造成了皮肤过敏……

1904年左右，后来发明氯丁橡胶的神父Julius Arthur Nieuwland，为了写博士论文，研究各种物质和乙炔的反应，意外得到了一种气味恶心的液体，这液体使他在医院里躺了好几天。1918年一战后期，美国成立第三有机小组（Organic Unit No. 3）研究化武对策，Nieuwland 的前论文顾问R. R. Williams 正好也在这个小组，他告诉了化学武器部门负责人之一的温福德·刘易斯（Winford Lewis）的负责人有关Nieuwland 实验事故的细节。后来他们按照Nieuwland 的博士论文成功合成了那种化合物，命名为路易斯气（lewisite）。

现在实验室不小心做出武器级的化合物的例子也有。之前看实验室安全教育，有个例子，一位大哥本来是用氢气还原镍的氧化物的，但为了更有“商业价值”，想到可以用合成气（氢气+一氧化碳）做。如果他事先查文献或安全手册的话，可能会看到这个反应必须在高温下进行，否则会产生剧毒的Ni(CO)₄ ，很可惜他没看到。

最后，题主说的“电影里那样”的情节也不是凭空想像的。比如很多电影里恐怖分子用埃博拉病毒做武器。对应的是1992年，日本邪教奥姆真理教头目麻原彰晃在偶然中得知非洲扎伊尔出现埃博拉病毒，开始了对该病毒的研究。便带领40名成员赴扎伊尔、乌干达，试图获取埃博拉病毒……当然，没成功。成功的是下面这起[6]。

参考

  1. ^ https://doi.org/10.1007/s11419-018-0426-9
  2. ^ https://edmm.jp/74582/
  3. ^ https://ctc.usma.edu/islamic-state-chemical-weapons-case-contained-context/
  4. ^ https://www.cqcb.com/xindiaocha/redian/2021-01-05/3528594_pc.html
  5. ^ https://baike.baidu.com/item/2019年布鲁氏菌病感染事件/24186102?fr=aladdin
  6. ^ https://baike.baidu.com/item/1984年罗杰尼希教生物恐怖攻击/13131946?fr=aladdin
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作为化学专业的，来回答一下关于炸药的问题。同意 @赵泠 的说法，实际上甚至不需要高材生就能制备炸药——高中生就够了。比如我知道一些实例。

2005年全国高中化学竞赛题中出现了这么一道教你做炸药的试题——丙酮和过氧化氢在一定的条件下反应得到了一种被称作“熵炸弹”的物质。该物质爆炸时会放出大量气体，因此被称作熵炸弹[1]。当时这也是我知道的第一个炸弹的合成方法——当时我还是一名高一的学生。后来在高中期间，我还学到了更多的炸药的合成——旋风炸药、硝酸甘油、TNT等。

既然有人问到，我就谈一下这个熵炸弹的特殊性。一般的炸药都是含有氮元素的：因为分解产生氮气的话，将会放出大量的热量——因为氮氮三键的键能远远高于氮氮单键的三倍，以及氮氮双键的1.5倍。但是熵炸弹中不含任何氮元素，所以爆炸时热效应不大，而主要是靠熵驱动的——因为会产生大量的气体。

根据评论区 @undefined 指出，正是因为熵炸弹不含氮元素，所以可以骗过检测试纸；这也是为什么上飞机彻底不让带液体的原因。我查了新闻[2]，发现的确熵炸弹就是那种常用的骗过试纸的液体炸弹。总算是明白了这个原因。

作为搞化学竞赛的高中生，总是想尝试些新奇的实验的。不过这个熵炸弹合成我们组还是都忍住了，觉得太危险了。后来，据说同为武汉的另一所高中的某个学生合成了一些熵炸弹自娱自乐，被警察叔叔给批评教育了。

那么我们是不是完全放弃了这类爆炸反应了呢？也不是。因为我们后来去合成碘化氮了。碘化氮是一类危险系数很小的炸药，基本只能用来做恶作剧[3]。在一些高中课堂中，经常以少量的三碘化氮来演示“化学炸弹”。如果手痒的话，可以尝试这个——不过，请仅在实验室内娱乐，而且娱乐完了后自行全部销毁。

另外，北京大学化学与分子工程学院曾出版了一本书叫做《明星分子》，而我也有幸在其中写了第11章：恶作剧的我——碘化氮。有兴趣的朋友欢迎去阅读我10年前的稚嫩的文笔。

参考

  1. ^ https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%89%E9%81%8E%E6%B0%A7%E5%8C%96%E4%B8%89%E4%B8%99%E9%85%AE
  2. ^ http://news.sina.com.cn/w/2006-08-12/13019730774s.shtml
  3. ^ https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%89%E7%A2%98%E5%8C%96%E6%B0%AE
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可以，而且不需要是“高材生”，也不需要是相关专业的。

从你能发表这个问题来看，你完全可以从公开的知识中获得足够的基础来制造生物武器、化学武器、炸药、原子弹。

你可以参考现实：

土谷正实，生于1965年1月6日，本科毕业于筑波大学农林学类，在筑波大学大学院（研究生院）化学研究科取得硕士学位。在同研究科攻读博士学位期间，他受奥姆真理教鼓动，决定退学出家。

土谷正实受到奥姆真理教教主麻原彰晃器重，曾负责在上九一色村制造化学武器。数年间，他为教团制造了VX神经毒剂、沙林毒气等，用于松本沙林毒气事件、会社员VX杀害事件、东京地铁沙林毒气事件等恐怖袭击。

1995年4月26日，土谷正实被捕，于2004年被东京地方法院判处死刑，于2018年7月6日在东京执行死刑。

丰田亨，生于1968年1月23日，本科毕业于东京大学物理学部物理学科，1992年受奥姆真理教鼓动、放弃硕士论文答辩并出家。

丰田亨曾为奥姆真理教制造炸药，参与仿制AK-74、制造和散布氢氰酸，并研究核武器，但没有核材料可用。1995年，丰田亨亲自在地铁日比谷线车厢内散布沙林毒气。

1995年5月15日，丰田亨被捕，于2000年被判处死刑后上诉，2009年被日本最高裁判所驳回，于2018年7月6日在东京执行死刑。这是东京大学毕业生从1947年以来第一次被执行死刑。

村井秀夫，生于1958年12月5日，本科毕业于大阪大学理学部物理学系，硕士毕业于大阪大学大学院理学研究科，1987年受奥姆真理教鼓动、放弃工作并出家。

村井秀夫受到奥姆真理教教主麻原彰晃器重，曾主持奥姆真理教的科研与武器制造，亲手设计了日本自无条件投降以来第一座新建的化学武器工厂来生产毒气，并说服土谷正实负责现场指挥。尽管他毫无经验的设计让同样缺乏经验的教团施工人员倍感烦恼，该工厂还是成功运行。除上面谈到的步枪、化学武器、核武器外，他还组织教团人员研究激光武器、等离子武器、磁轨炮、火箭动力飞行器等，但并未取得进展，在教团内经常被人吐槽。

1995年4月23日，村井秀夫被山口组系暴力团羽根组的徐裕行用刀捅死。


你还可以考虑“任何一个智力不太残障的人，现在都能在巴西之类高感染率地区收集到变异型高感染力新冠病毒的感染者的唾液，并长期保存于冰箱”。
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不需要高材生，只需要爱好者，中学水平就够了，我读中学的时候，一个同学初中就把硝化甘油和TNT造出来了，只是分量少，不能量产而已。燃烧弹更简单，早些年百度上就能搜到各种燃烧弹的制造方式，从凝固汽油弹到铝燃烧弹都有。

我们读大学的时候，也就是十多年前，网上还有一份造巡航导弹的方案，射程300公里，装药几公斤，惯性导航，雷达测高+末端图像识别制导，成本控制在10万以内。这个在当时需要的技术相当于本科高材生，需要微电子、自动化、航空器设计三个专业的合作，现在技术难度还更低些了，因为好多模块更便宜了，软件也好找了，淘宝上的电子零件也更多了，估计学自动化的一个人就能搞定。

对了，曾经中国有个高中生，化学爱好者，跑去制毒，发明了一个新的冰毒合成流程，结果一个人搞出来的产量碾压任何毒贩子。

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