「別總玩手機了，輻射大得很，對身體不好！」這曾經(jīng)是中國父母對子女不厭其煩的叮囑。
的確，手機是一直要被抱著(zhù)上網(wǎng)，或者緊貼在頭上打電話(huà)，甚至摟著(zhù)睡覺(jué)的，堪稱(chēng)我們關(guān)系最密切的伙伴。
這個(gè)伙伴要工作，就得源源不斷地向外輻射「電磁波」這種看不見(jiàn)摸不著(zhù)的神秘能量。
離手機最近的，就是我們的頭部。頭骨里那柔弱的大腦，正是人體的司令部，經(jīng)不起一點(diǎn)閃失。
手機產(chǎn)生的電磁輻射，就在如此近的距離作用于大腦，到底會(huì )不會(huì )對身體有什么不利的影響？
其實(shí)，這是一個(gè)有著(zhù)數十年歷史的古老問(wèn)題，隨著(zhù)5G等新技術(shù)的發(fā)展又不斷被反復追問(wèn)，歷久而彌新。
下面，蜉蝣君將和大家探討下面幾個(gè)問(wèn)題：
· 什么是電磁輻射？
· 電磁輻射是否對人體有害？
· 手機產(chǎn)生的輻射到底有多大？
· 我們該怎么辦？
1、什么是電磁輻射？
電和磁是密不可分的兩種物理現象。變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)又產(chǎn)生電場(chǎng)，兩者互為因果，形成電磁場(chǎng)。
電磁場(chǎng)就這樣在電生磁，磁生電的過(guò)程在空間中不斷傳播開(kāi)來(lái)，把能量像潮水一樣一波一波地向前散播開(kāi)來(lái)，形成了電磁波。
電磁波（紅色的線(xiàn)表示電場(chǎng)，藍色的線(xiàn)表示磁場(chǎng)）
這些電磁波以光速向前傳播。由于光速恒定，所以波長(cháng)和頻率就是成反比關(guān)系，即波長(cháng)越長(cháng)，頻率越低；反過(guò)來(lái)就是波長(cháng)越短，頻率越高。
電磁波波長(cháng)和頻率的關(guān)系
電磁波的能量和頻率緊密相關(guān)。不同頻率的電磁波所含能量不同，其輻射于人體并被吸收之后，產(chǎn)生的作用是不同的。
無(wú)線(xiàn)電波，微波，紅外線(xiàn)，這些類(lèi)型的電磁波頻率較低，被人體吸收之后，所含的能量最終都轉化成了熱量。
這種類(lèi)型的輻射就叫做「非電離輻射」。顧名思義，就是不會(huì )使人體產(chǎn)生電離效應的輻射。
那什么是電離呢？且看下面這種高頻電磁波的所作所為。
隨著(zhù)電磁波頻率的升高，到了X射線(xiàn)和伽瑪射線(xiàn)（γ射線(xiàn)）這個(gè)級別，就可以稱(chēng)為高能電磁波了。
這些高能電磁波會(huì )把人體內的原子中的電子給直接轟擊出去，失去電子的原子就帶上了正電，這個(gè)過(guò)程就叫「電離」。
電離輻射破壞人體微觀(guān)結構
電離會(huì )對人體內部從微觀(guān)上產(chǎn)生破壞。毫無(wú)疑問(wèn)，電離輻射對人體的傷害是巨大的。
電磁波的頻率越高，能量越強，電離能力越強。在電磁波譜上，過(guò)了可見(jiàn)光，到了遠紫外線(xiàn)這個(gè)級別的時(shí)候，電離能力就已經(jīng)比較強了。
電離輻射的危害是巨大的，這一點(diǎn)確鑿無(wú)疑，因此也沒(méi)有必要再進(jìn)行討論。
那么，廣泛應用在無(wú)線(xiàn)通信中的無(wú)線(xiàn)電波或者微波產(chǎn)生的非電離輻射到底是否對人體有害呢？
2、非電離輻射是否對人體有害？
這個(gè)問(wèn)題看似簡(jiǎn)單，普羅大眾也都期望獲取到一個(gè)非常明確的答案。如果無(wú)害就敞開(kāi)用，有害就少用！
然而非常遺憾，科學(xué)共同體對此的回答是：不知道，因為沒(méi)有徹底搞清楚，還存在爭論。
當然更字斟句酌的回答是：迄今為止，沒(méi)有任何研究表明存在一致的證據，證明接觸射頻場(chǎng)強度低于造成組織發(fā)熱的限值，會(huì )產(chǎn)生不良健康后果。
早在1996年，世界衛生組織（WHO）就建立了「國際電磁場(chǎng)計劃」，以調查人體長(cháng)期暴露在極低頻電場(chǎng)和磁場(chǎng)中是否會(huì )危害健康。
在2008年，該項目最終發(fā)布了對電磁輻射長(cháng)期調查的評估結果與建議，也就是上述那段科學(xué)而嚴謹的描述。
為什么經(jīng)過(guò)了長(cháng)達12年的研究，只得出了這樣一個(gè)似是而非的結論？
當電磁波作用于人體時(shí)，非電離輻射會(huì )產(chǎn)生兩種影響：熱效應和非熱效應。下面我們這兩種效應分開(kāi)說(shuō)。
所謂熱效應，即是人體受電磁波的影響，內部產(chǎn)生感應電流，體內的分子運動(dòng)加劇，電磁波的能量最終轉化為熱量。
熱效應的原理已經(jīng)研究地很透徹了，并在我們的日常生活中一直在使用，微波爐就是熱效應的最經(jīng)典應用。
有人說(shuō)，既然微波爐可以把食物加熱到熟透乃至燒焦，那肯定也會(huì )對人體產(chǎn)生類(lèi)似傷害。
這種說(shuō)法是因為，微波爐的功率一般在一千瓦以上，加熱效果自然顯著(zhù)，人體組織顯然扛不住如此高功率的摧殘。
而手機的發(fā)射功率一般只有0.1到2瓦，對人引起的局部溫度升高不會(huì )超過(guò)0.2度，再加之血液的流動(dòng)，基本不會(huì )對人體產(chǎn)生影響。
真正麻煩的是「非熱效應」。
人體長(cháng)時(shí)間暴露在低熱效應的電磁環(huán)境里，雖然不會(huì )受到組織發(fā)熱等影響，但是也可能會(huì )存在其它生理影響，這些影響被統稱(chēng)為非熱效應。
比如下面幾個(gè)問(wèn)題：
細胞生長(cháng)和增殖會(huì )不會(huì )受到影響？
體內各種酶的活性會(huì )不會(huì )受到影響？
組織的修復和再生會(huì )不會(huì )受到影響？
上面幾個(gè)問(wèn)題的實(shí)質(zhì)是，人體是精密而復雜的，內部同時(shí)進(jìn)行著(zhù)多種物理化學(xué)過(guò)程來(lái)支撐各種各樣的生理活動(dòng)，這些活動(dòng)會(huì )不會(huì )受到持續的外部電磁場(chǎng)的影響呢？
關(guān)于這方面的研究可以說(shuō)是百花齊放，百家爭鳴，爭議遍地，持續數十年依然不清不楚。
2011年，世界衛生組織（WHO）下屬的國際癌癥研究機構（IARC）將手機定義為「可能致癌物」，歸屬2B類(lèi)（同屬2B類(lèi)的還有咖啡，泡菜等）。
IARC發(fā)布的評估報告稱(chēng)，無(wú)線(xiàn)通信設備產(chǎn)生的電磁場(chǎng)增加了患神經(jīng)膠質(zhì)瘤（一種腦瘤）的風(fēng)險，有可能是一些人患癌癥的原因。
2016年5月，美國政府資助的一項研究通過(guò)對小白鼠的實(shí)驗顯示，長(cháng)期高強度使用手機，可能導致大腦神經(jīng)膠質(zhì)瘤和心臟神經(jīng)鞘瘤發(fā)病風(fēng)險上升。
這似乎印證了之前IARC發(fā)布的評估報告。但是該發(fā)現也引發(fā)了業(yè)界內外不少爭論與質(zhì)疑。
2018年3月，美國國家環(huán)境科學(xué)研究所國際毒理學(xué)計劃也公布了一份關(guān)于大鼠小鼠手機電磁輻射致癌的報告草案。
但報告中也同時(shí)提到，這項研究是同類(lèi)研究中規模最大的，但是它依然不夠完善，變量控制不夠充分等等問(wèn)題依然存在，導致無(wú)法百分百確信結論的正確性。
同時(shí)，國際上亦有多家機構進(jìn)行了手機使用與癌癥關(guān)系的研究，但這類(lèi)研究大多因「研究方法選擇不恰當」或「樣本數過(guò)小」等問(wèn)題受到質(zhì)疑。
除了這些得出負面結論的研究，正向的研究結論也是屢見(jiàn)不鮮。
多年以來(lái)，在東歐地區存在一種毫米波療法：通過(guò)每天在毫米波照射中暴露15-30分鐘，持續5-15天，可以治療胃潰瘍、心血血管疾病、呼吸道疾病、皮膚病等。
美國天普大學(xué)的學(xué)者發(fā)現61.22GHz的毫米波能夠抑制皮下腫瘤生長(cháng)。另外的一些研究表明，毫米波可以增強人體免疫系統。
甚至，由于認為毫米波可以促進(jìn)傷口愈合，并且不留傷疤，它也已經(jīng)在俄羅斯的一些美容診所中用以醫療美容。
面對這樣看似充滿(mǎn)爭議的局面，各種頻段電磁波的非電離輻射對人體的好處姑且不談，業(yè)界普遍還是傾向于非電離輻射是沒(méi)有害處的。
總結下來(lái)還是那句話(huà)：迄今為止，沒(méi)有任何研究表明存在一致的證據，證明接觸射頻場(chǎng)強度低于造成組織發(fā)熱的限值，會(huì )產(chǎn)生不良健康后果。
3、手機輻射的國際標準
為了保險起見(jiàn)，各個(gè)國家和組織制定了相關(guān)的電磁輻射暴露健康標準，將手機的輻射嚴格限制在一個(gè)很小的范圍內。只要手機遵守這些標準，就可以認為是安全的。
這些健康標準都指向了一個(gè)指標：SAR，專(zhuān)門(mén)用于手機等便攜通信設備近場(chǎng)輻射對人體健康影響。
SAR的全稱(chēng)是Specific Absorption Ratio，中文意為「比吸收率」。其定義為「人體的一部分組織，平均一秒鐘時(shí)間會(huì )吸收多少手機發(fā)出的電磁波能量」，單位為W/kg。
SAR的數學(xué)定義
要評估這個(gè)值，需要明確兩個(gè)因素的影響：
1. 測量的人體組織樣本的質(zhì)量取多少？
2. 連續測量多長(cháng)時(shí)間進(jìn)行平均？
上述兩個(gè)因素的取值在歐洲和美國是不同的，因此導致了標準數值上的差異。
歐洲的標準是取10克的人體組織作為測量單位，連續測試6分鐘，依此得出的SAR值不得超過(guò)2.0W/kg。
美國聯(lián)邦無(wú)線(xiàn)電委員會(huì )（FCC）制定的標準更為嚴格，取1克的人體組織作為測量單位，并連續測試30分鐘，依此得出的SAR值不得超過(guò)1.6W/kg。
這個(gè)值呢，是一個(gè)雙刃劍。定地松了起不到保護人體健康的作用，定地太苛刻了又會(huì )限制行業(yè)的發(fā)展。
中國則經(jīng)過(guò)了長(cháng)期研究，在2007年發(fā)布了GB 21288《移動(dòng)電話(huà)電磁輻射局部暴露限值》這一強制標準。
該國標借鑒了歐洲的標準，明確規定：「任意10克生物組織、任意連續6分鐘內的平均比吸收率（SAR）值不得超過(guò)2.0W/kg」。
除此之外，國標還要求廠(chǎng)家在產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)中用黑體字標注SAR值，并鼓勵同時(shí)在產(chǎn)品外包裝上標明，如下圖所示。
國標對手機SAR標注的要求
SAR的測試需要經(jīng)過(guò)標準，嚴格的流程。行業(yè)推薦標準YD/T 1644.1-2007中對測試模型和測試流程進(jìn)行了非常詳盡的描述。
首先制作一個(gè)標準的人體模型，其形狀是根據人體學(xué)研究中90％成年男子頭部的研究報告而制定的，模型的耳朵模擬人使用手持設備時(shí)耳朵的扁平狀態(tài)。
用于測試手機SAR的人體模型
然后再給模型內注入和人體的電介質(zhì)特性相同的模擬組織液（其實(shí)模擬的就是大腦組織）。不同頻段上模擬組織液的參數有細微的不同。
為了評估SAR的三維分布，裝有探頭的掃描定位系統應可以?huà)呙枘Ｐ蛢炔康恼麄€(gè)電磁輻射的暴露體積以及強度。
考慮到打電話(huà)時(shí)手持手機的習慣，測試時(shí)，手機在頭部模型上的兩種測試位置 「貼臉」和「傾斜15°」都需要進(jìn)行。
測試手機SAR值需要考慮的兩種手持手機姿勢
利用此模型，再經(jīng)過(guò)復雜而嚴謹的測試流程，就可以得到準確的頭部SAR值了。
4、SAR值和手機的發(fā)射功率的關(guān)系
手機的發(fā)射功率一般都很小，且大多數時(shí)間都不需要滿(mǎn)功率發(fā)射。
在2G的GSM技術(shù)下，手機的最大發(fā)射功率可達到33dBm（2W），但是GSM的一個(gè)載頻分為8個(gè)時(shí)隙，手機同時(shí)只能占用一個(gè)時(shí)隙，因此平均下來(lái)的發(fā)射功率僅為250毫瓦。
在3G的WCDMA技術(shù)下，手機的發(fā)射功率只在2100M上最大支持33dBm（2W），其他頻段都是21dBm（125毫瓦）或者24dBm（250毫瓦）。并且手機還要進(jìn)行每秒1500次的功率控制，在能滿(mǎn)足需求的基礎上力爭把手機的發(fā)射功率降到最低。
在4G的LTE技術(shù)下，手機的最大發(fā)射功率僅為23dBm（200毫瓦），跟2G和3G手機的平均發(fā)射功率相差不大。
到了5G，手機在幾個(gè)主流的TDD頻段（比如移動(dòng)的2.6GHz和電信聯(lián)通的3.5GHz）上的發(fā)射功率可以達到26dBm（400毫瓦）。但TDD的上行時(shí)隙占比較低，一般為30%，另外70%的時(shí)間手機其實(shí)是不發(fā)射功率的，這樣平均下來(lái)也是小于23dBm的。
一般來(lái)說(shuō)，手機的發(fā)射功率和手機的通信質(zhì)量密切相關(guān)，手機在設計時(shí)必然是要遵守協(xié)議，通過(guò)降低發(fā)射功率來(lái)減小SAR是得不償失的。
在測試時(shí)需要把手機的發(fā)射功率設置為最大，因此，在滿(mǎn)足協(xié)議的前提下，所有手機在這一點(diǎn)上是站在同一起跑線(xiàn)的。
要降低SAR，在手機設計中是一個(gè)綜合性的系統問(wèn)題。在設計初期，就需要充分考慮主板的設計，天線(xiàn)的位置，聽(tīng)筒，話(huà)筒，以及電池的合理放置，在保證發(fā)射功率的同時(shí)，調整天線(xiàn)的方向圖，減少直接面向頭部的峰值。
大量的實(shí)驗數據也已證明，各款智能手機的SAR值主要取決于天線(xiàn)種類(lèi)，位置，內部電路設計，以及外觀(guān)設計等因素，而非移動(dòng)通信的制式。
不同品牌的手機，甚至同一品牌不同型號的手機，其SAR值之間相差往往非常大。
在去年年初，德國聯(lián)邦輻射防護辦公室針對德國市場(chǎng)銷(xiāo)售的手機發(fā)布了一份手機輻射排行榜，結果國產(chǎn)品牌霸屏。
德國聯(lián)邦輻射防護辦公室
公布的手機輻射TOP16
如上圖所示，在輻射SAR值較高的前16名中， 小米和一加各占4款，「包攬」了半壁江山。
德國公布的手機輻射較低的16款手機
而在SAR值較低的16款手機中，三星一家竟然占據半數，國產(chǎn)品牌只剩下中興手機了。
盡管這些手機的SAR值都小于2.0W/kg，是符合標準的，但沒(méi)有對比就沒(méi)有傷害，某些國產(chǎn)品牌跟三星相比還是不足的。
蘋(píng)果手機可以非常方便地查詢(xún)SAR值。只需進(jìn)入：設置→通用→法律與監管→射頻暴露，就可以看到關(guān)于SAR值的解釋說(shuō)明和一個(gè)鏈接，點(diǎn)擊鏈接進(jìn)去該型號的SAR值了。
蘋(píng)果手機查詢(xún)SAR的界面
鑒于蘋(píng)果一向嚴謹的態(tài)度，下面的SAR值應該是可信的。蜉蝣君目前所用手機的SAR值為0.56W/Kg，遠低于中國國標的要求。
蘋(píng)果iPhone7手機的SAR值
至于安卓手機，由于廠(chǎng)家較多，蜉蝣君測試了手邊的一部紅米，一部華為。
結果兩部都是翻遍設置都沒(méi)有找到查看SAR的地方。上了小米官網(wǎng)，試圖查詢(xún)最新的小米10 Pro的SAR值，也無(wú)果而終。
現狀如此，相信后續會(huì )有清晰的查詢(xún)辦法，我們也只能拭目以待了。
