「別總玩手機(jī)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(jī)是一直要被抱著上網(wǎng)，或者緊貼在頭上打電話，甚至摟著睡覺的，堪稱我們關(guān)系最密切的伙伴。這個伙伴要工作，就得源源不斷地向外輻射「電磁波」這種看不見摸不著的神秘能量。離手機(jī)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(jī)產(chǎn)生的電磁輻射，就在如此近的距離作用于大腦，到底會不會對身體有什么不利的影響？其實(shí)，這是一個有著數(shù)十年歷史的古老問題，隨著 5G 等新技術(shù)的發(fā)展又不斷被反復(fù)追問，歷久而彌新。
下面，蜉蝣君將和大家探討下面幾個問題：
什么是電磁輻射？電磁輻射是否對人體有害？手機(jī)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(xiàn)象。變化的電場產(chǎn)生磁場，變化的磁場又產(chǎn)生電場，兩者互為因果，形成電磁場。
電磁場就這樣在電生磁，磁生電的過程在空間中不斷傳播開來，把能量像潮水一樣一波一波地向前散播開來，形成了電磁波。
電磁波（紅色的線表示電場，藍(lán)色的線表示磁場）
這些電磁波以光速向前傳播。由于光速恒定，所以波長和頻率就是成反比關(guān)系，即波長越長，頻率越低；反過來就是波長越短，頻率越高。
電磁波波長和頻率的關(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。
無線電波，微波，紅外線，這些類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(zhuǎn)化成了熱量。
這種類型的輻射就叫做「非電離輻射」。顧名思義，就是不會使人體產(chǎn)生電離效應(yīng)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。
隨著電磁波頻率的升高，到了 X 射線和伽瑪射線（γ射線）這個級別，就可以稱為高能電磁波了。
這些高能電磁波會把人體內(nèi)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，這個過程就叫「電離」。
電離輻射破壞人體微觀結(jié)構(gòu)
電離會對人體內(nèi)部從微觀上產(chǎn)生破壞。毫無疑問，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(qiáng)，電離能力越強(qiáng)。在電磁波譜上，過了可見光，到了遠(yuǎn)紫外線這個級別的時候，電離能力就已經(jīng)比較強(qiáng)了。
電離輻射的危害是巨大的，這一點(diǎn)確鑿無疑，因此也沒有必要再進(jìn)行討論。
那么，廣泛應(yīng)用在無線通信中的無線電波或者微波產(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？
這個問題看似簡單，普羅大眾也都期望獲取到一個非常明確的答案。如果無害就敞開用，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?yàn)闆]有徹底搞清楚，還存在爭論。
當(dāng)然更字斟句酌的回答是：迄今為止，沒有任何研究表明存在一致的證據(jù)，證明接觸射頻場強(qiáng)度低于造成組織發(fā)熱的限值，會產(chǎn)生不良健康后果。
早在 1996 年，世界衛(wèi)生組織（WHO）就建立了「國際電磁場計(jì)劃」，以調(diào)查人體長期暴露在極低頻電場和磁場中是否會危害健康。
在 2008 年，該項(xiàng)目最終發(fā)布了對電磁輻射長期調(diào)查的評估結(jié)果與建議，也就是上述那段科學(xué)而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)拿枋觥?/p>
為什么經(jīng)過了長達(dá) 12 年的研究，只得出了這樣一個似是而非的結(jié)論？
當(dāng)電磁波作用于人體時，非電離輻射會產(chǎn)生兩種影響：熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)。下面我們這兩種效應(yīng)分開說。
所謂熱效應(yīng)，即是人體受電磁波的影響，內(nèi)部產(chǎn)生感應(yīng)電流，體內(nèi)的分子運(yùn)動加劇，電磁波的能量最終轉(zhuǎn)化為熱量。
熱效應(yīng)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(yīng)的最經(jīng)典應(yīng)用。
有人說，既然微波爐可以把食物加熱到熟透乃至燒焦，那肯定也會對人體產(chǎn)生類似傷害。
這種說法是因?yàn)椋⒉t的功率一般在一千瓦以上，加熱效果自然顯著，人體組織顯然扛不住如此高功率的摧殘。
而手機(jī)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超過 0.2 度，再加之血液的流動，基本不會對人體產(chǎn)生影響。
真正麻煩的是「非熱效應(yīng)」。
人體長時間暴露在低熱效應(yīng)的電磁環(huán)境里，雖然不會受到組織發(fā)熱等影響，但是也可能會存在其它生理影響，這些影響被統(tǒng)稱為非熱效應(yīng)。
比如下面幾個問題：
細(xì)胞生長和增殖會不會受到影響？
體內(nèi)各種酶的活性會不會受到影響？
組織的修復(fù)和再生會不會受到影響？
上面幾個問題的實(shí)質(zhì)是，人體是精密而復(fù)雜的，內(nèi)部同時進(jìn)行著多種物理化學(xué)過程來支撐各種各樣的生理活動，這些活動會不會受到持續(xù)的外部電磁場的影響呢？
關(guān)于這方面的研究可以說是百花齊放，百家爭鳴，爭議遍地，持續(xù)數(shù)十年依然不清不楚。
2011 年，世界衛(wèi)生組織（WHO）下屬的國際癌癥研究機(jī)構(gòu)（IARC）將手機(jī)定義為「可能致癌物」，歸屬 2B 類（同屬 2B 類的還有咖啡，泡菜等）。
IARC 發(fā)布的評估報告稱，無線通信設(shè)備產(chǎn)生的電磁場增加了患神經(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(xiàng)研究通過對小白鼠的實(shí)驗(yàn)顯示，長期高強(qiáng)度使用手機(jī)，可能導(dǎo)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(xiàn)也引發(fā)了業(yè)界內(nèi)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(jì)劃也公布了一份關(guān)于大鼠小鼠手機(jī)電磁輻射致癌的報告草案。
但報告中也同時提到，這項(xiàng)研究是同類研究中規(guī)模最大的，但是它依然不夠完善，變量控制不夠充分等等問題依然存在，導(dǎo)致無法百分百確信結(jié)論的正確性。
同時，國際上亦有多家機(jī)構(gòu)進(jìn)行了手機(jī)使用與癌癥關(guān)系的研究，但這類研究大多因「研究方法選擇不恰當(dāng)」或「樣本數(shù)過小」等問題受到質(zhì)疑。
除了這些得出負(fù)面結(jié)論的研究，正向的研究結(jié)論也是屢見不鮮。
多年以來，在東歐地區(qū)存在一種毫米波療法：通過每天在毫米波照射中暴露 15-30 分鐘，持續(xù) 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(xiàn) 61.22GHz 的毫米波能夠抑制皮下腫瘤生長。另外的一些研究表明，毫米波可以增強(qiáng)人體免疫系統(tǒng)。
甚至，由于認(rèn)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(yī)療美容。
面對這樣看似充滿爭議的局面，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有害處的。
總結(jié)下來還是那句話：迄今為止，沒有任何研究表明存在一致的證據(jù)，證明接觸射頻場強(qiáng)度低于造成組織發(fā)熱的限值，會產(chǎn)生不良健康后果。
3、手機(jī)輻射的國際標(biāo)準(zhǔn)
為了保險起見，各個國家和組織制定了相關(guān)的電磁輻射暴露健康標(biāo)準(zhǔn)，將手機(jī)的輻射嚴(yán)格限制在一個很小的范圍內(nèi)。只要手機(jī)遵守這些標(biāo)準(zhǔn)，就可以認(rèn)為是安全的。
這些健康標(biāo)準(zhǔn)都指向了一個指標(biāo)：SAR，專門用于手機(jī)等便攜通信設(shè)備近場輻射對人體健康影響。
SAR 的全稱是 Specific Absorption Ratio，中文意為「比吸收率」。其定義為「人體的一部分組織，平均一秒鐘時間會吸收多少手機(jī)發(fā)出的電磁波能量」，單位為 W/kg。
SAR 的數(shù)學(xué)定義
要評估這個值，需要明確兩個因素的影響：
1. 測量的人體組織樣本的質(zhì)量取多少？
2. 連續(xù)測量多長時間進(jìn)行平均？
上述兩個因素的取值在歐洲和美國是不同的，因此導(dǎo)致了標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值上的差異。
歐洲的標(biāo)準(zhǔn)是取 10 克的人體組織作為測量單位，連續(xù)測試 6 分鐘，依此得出的 SAR 值不得超過 2.0W/kg。
美國聯(lián)邦無線電委員會（FCC）制定的標(biāo)準(zhǔn)更為嚴(yán)格，取 1 克的人體組織作為測量單位，并連續(xù)測試 30 分鐘，依此得出的 SAR 值不得超過 1.6W/kg。
這個值呢，是一個雙刃劍。定地松了起不到保護(hù)人體健康的作用，定地太苛刻了又會限制行業(yè)的發(fā)展。
中國則經(jīng)過了長期研究，在 2007 年發(fā)布了 GB 21288《移動電話電磁輻射局部暴露限值》這一強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)。
該國標(biāo)借鑒了歐洲的標(biāo)準(zhǔn)，明確規(guī)定：「任意 10 克生物組織、任意連續(xù) 6 分鐘內(nèi)的平均比吸收率（SAR）值不得超過 2.0W/kg」。
除此之外，國標(biāo)還要求廠家在產(chǎn)品說明書中用黑體字標(biāo)注 SAR 值，并鼓勵同時在產(chǎn)品外包裝上標(biāo)明，如下圖所示。
國標(biāo)對手機(jī) SAR 標(biāo)注的要求
SAR 的測試需要經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格的流程。行業(yè)推薦標(biāo)準(zhǔn) 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。
首先制作一個標(biāo)準(zhǔn)的人體模型，其形狀是根據(jù)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(shè)備時耳朵的扁平狀態(tài)。
用于測試手機(jī) SAR 的人體模型
然后再給模型內(nèi)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(shù)有細(xì)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(tǒng)應(yīng)可以掃描模型內(nèi)部的整個電磁輻射的暴露體積以及強(qiáng)度。
考慮到打電話時手持手機(jī)的習(xí)慣，測試時，手機(jī)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(jī) SAR 值需要考慮的兩種手持手機(jī)姿勢
利用此模型，再經(jīng)過復(fù)雜而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臏y試流程，就可以得到準(zhǔn)確的頭部 SAR 值了。
4、SAR 值和手機(jī)的發(fā)射功率的關(guān)系
手機(jī)的發(fā)射功率一般都很小，且大多數(shù)時間都不需要滿功率發(fā)射。
在 2G 的 GSM 技術(shù)下，手機(jī)的最大發(fā)射功率可達(dá)到 33dBm（2W），但是 GSM 的一個載頻分為 8 個時隙，手機(jī)同時只能占用一個時隙，因此平均下來的發(fā)射功率僅為 250 毫瓦。
在 3G 的 WCDMA 技術(shù)下，手機(jī)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(jī)還要進(jìn)行每秒 1500 次的功率控制，在能滿足需求的基礎(chǔ)上力爭把手機(jī)的發(fā)射功率降到最低。
在 4G 的 LTE 技術(shù)下，手機(jī)的最大發(fā)射功率僅為 23dBm（200 毫瓦），跟 2G 和 3G 手機(jī)的平均發(fā)射功率相差不大。
到了 5G，手機(jī)在幾個主流的 TDD 頻段（比如移動的 2.6GHz 和電信聯(lián)通的 3.5GHz）上的發(fā)射功率可以達(dá)到 26dBm（400 毫瓦）。但 TDD 的上行時隙占比較低，一般為 30%，另外 70%的時間手機(jī)其實(shí)是不發(fā)射功率的，這樣平均下來也是小于 23dBm 的。
一般來說，手機(jī)的發(fā)射功率和手機(jī)的通信質(zhì)量密切相關(guān)，手機(jī)在設(shè)計(jì)時必然是要遵守協(xié)議，通過降低發(fā)射功率來減小 SAR 是得不償失的。
在測試時需要把手機(jī)的發(fā)射功率設(shè)置為最大，因此，在滿足協(xié)議的前提下，所有手機(jī)在這一點(diǎn)上是站在同一起跑線的。
要降低 SAR，在手機(jī)設(shè)計(jì)中是一個綜合性的系統(tǒng)問題。在設(shè)計(jì)初期，就需要充分考慮主板的設(shè)計(jì)，天線的位置，聽筒，話筒，以及電池的合理放置，在保證發(fā)射功率的同時，調(diào)整天線的方向圖，減少直接面向頭部的峰值。
大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也已證明，各款智能手機(jī)的 SAR 值主要取決于天線種類，位置，內(nèi)部電路設(shè)計(jì)，以及外觀設(shè)計(jì)等因素，而非移動通信的制式。
不同品牌的手機(jī)，甚至同一品牌不同型號的手機(jī)，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(hù)辦公室針對德國市場銷售的手機(jī)發(fā)布了一份手機(jī)輻射排行榜，結(jié)果國產(chǎn)品牌霸屏。
德國聯(lián)邦輻射防護(hù)辦公室公布的手機(jī)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(jī)輻射較低的 16 款手機(jī)
而在 SAR 值較低的 16 款手機(jī)中，三星一家竟然占據(jù)半數(shù)，國產(chǎn)品牌只剩下中興手機(jī)了。
盡管這些手機(jī)的 SAR 值都小于 2.0W/kg，是符合標(biāo)準(zhǔn)的，但沒有對比就沒有傷害，某些國產(chǎn)品牌跟三星相比還是不足的。
蘋果手機(jī)可以非常方便地查詢 SAR 值。只需進(jìn)入：設(shè)置→通用→法律與監(jiān)管→射頻暴露，就可以看到關(guān)于 SAR 值的解釋說明和一個鏈接，點(diǎn)擊鏈接進(jìn)去該型號的 SAR 值了。
蘋果手機(jī)查詢 SAR 的界面
鑒于蘋果一向嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，下面的 SAR 值應(yīng)該是可信的。蜉蝣君目前所用手機(jī)的 SAR 值為 0.56W/Kg，遠(yuǎn)低于中國國標(biāo)的要求。
蘋果 iPhone7 手機(jī)的 SAR 值
至于安卓手機(jī)，由于廠家較多，蜉蝣君測試了手邊的一部紅米，一部華為。
結(jié)果兩部都是翻遍設(shè)置都沒有找到查看 SAR 的地方。上了小米官網(wǎng)，試圖查詢最新的小米 10 Pro 的 SAR 值，也無果而終。
現(xiàn)狀如此，相信后續(xù)會有清晰的查詢辦法，我們也只能拭目以待了。
5、我們該怎么辦？
手機(jī)的輻射客觀存在，然而目前世界上有太多的未知沒有發(fā)現(xiàn)，電磁生物學(xué)也確實(shí)沒有辦法證明手機(jī)輻射無害，只是能是傾向于無害。
那我們應(yīng)該怎樣和手機(jī)這個不能離開須臾的伙伴相處呢？
「嘴上說不要，身體卻很誠實(shí)」正是上述問題的最佳答案。
現(xiàn)如今，不但那些在「輻射有害」的教誨下成長的年輕人依舊我行我素抱著手機(jī)嗨玩，連那些曾視手機(jī)輻射為洪水猛獸的父母們竟也都沉迷在各式各樣的手機(jī) APP 其中無法自拔了。
其實(shí)，我們的大腦無時無刻不在進(jìn)行利弊的權(quán)衡，從而取得利益最大化的決定。
比如，盡管吸煙明確致癌，其中的放射性物質(zhì)還有電離輻射，但它帶來的愉悅是絕對的立竿見影的，煙民們還是愿意為此付出健康風(fēng)險的代價。
酒精，也是不折不扣的一類致癌物，但仍然阻止不了人們在飯桌上推杯換盞，把酒言歡。畢竟對酒當(dāng)歌，人生幾何。
各種各樣的藥物，其不良反應(yīng)經(jīng)常能長達(dá)好幾頁紙，但病人們還是能毫無心理壓力地吞咽下去。原因無他，其利遠(yuǎn)大于弊。
對于上述明確有害的事情我們我們尚且可以權(quán)衡利弊而決策，那么，對于沒有任何明確證據(jù)證明有害的非電離輻射，最優(yōu)選擇當(dāng)然是不言自明的。
綜上，作為一個理性的人，在無線通信給我們帶來的前所未有方便快捷，甚至愉悅面前，是沒有可能拒絕的，非電離輻射那一點(diǎn)未知的風(fēng)險簡直是不值一提。
曾經(jīng)，那群原始人圍著熊熊燃燒的火堆，火焰強(qiáng)烈地發(fā)射著紅外線和可見光，這些攜帶能量的電磁波（紅外線，可見光）照射在肥美的羊肉上，脂肪嗞嗞作響，激起美拉德反應(yīng)，香氣四溢。他們暢談未來，載歌載舞。
圍著火堆跳舞的人
時光如梭，這些人已傳承為現(xiàn)在的我們，雖然外表可能已經(jīng)大不相同，但內(nèi)在的需求依然如舊。
因?yàn)椋鳛橐粋€個孤立的個體，我們是孤獨(dú)的，對美食，通信和社交的渴望早已鐫刻在了基因里。