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物理学家diss张朝阳:5G只谈频率不谈功率都是耍流氓
来源:科普中国网 发布时间:2019-06-10 14:47:37 字体:

  6月6日,工信部正式向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放5G商用牌照,标志着中国即将进入5G通信时代。与此同时,有关“5G可能危害人体健康”的传言甚嚣尘上。搜狐CEO张朝阳曾在今年5月于公开场合表达过类似观点,其认为5G基站密度极高,因为是毫米波,会对水分子和氧的一些震荡频率可能会产生共振,由此推测这种微波、高频率、几千兆的赫兹对人体伤害非常大。张朝阳先后就读于清华大学和麻省理工学院,专业的理工科学术背景让他的观点拥有了更多拥趸,那真相究竟是什么呢?

  严格来说,张朝阳的说法并不科学。网上针对于此已有大量文章,笔者简单归纳为以下几点:刚投入使用的5G通讯技术采用的是6GHz以下的微波,是厘米波而不是毫米波;正在研制的一些5G技术确实使用了毫米波,但毫米波仍然是非电离辐射,而不是对身体健康影响更大的电离辐射;最重要的是,谈电磁辐射的时候,不仅要考虑频率(或波长),还要考虑功率,只谈频率不谈功率的,都是耍流氓。5G基站和手机辐射功率都远小于我国制定的安全标准(比其他国家和地区的标准更加严格)。

  为了打消公众疑虑,笔者从另外一个容易理解的角度来说明5G通讯并不会危及人体健康。

  大家都发过烧吧?我们的正常体温是37度,发烧的时候是38度,体温只升高了1度,人就觉得很不舒服,体温再高些,就要去医院、打针吃药了。为了维持正常的体温,我们要吃东西产生热量,同时也要散热。对于一个健康的成年人,你坐在那里不动、也不要想事情,你的皮肤散发的热量是60W/m2(瓦特每平方米),这就是所谓的“基础代谢率”。当你以每小时5公里的速度散步的时候,皮肤散发的热量会增大一倍,达到120W/m2,如果跑步或者打球,更是可以达到300-400W/m2。在所有这些情况下,显然你都还是健康的。夏天中午站在太阳底下,太阳的辐射功率大约是1000W/m2,你坚持不了太长时间,因为这会超出你的身体调节能力。微波炉的辐射功率大约是100000W/m2(1kW的功率,10厘米的口径),可以把肉烤熟了,即使这样,微波炉外面的微波辐射功率也是非常小的:在距离微波炉5厘米远的地方,小于10W/m2。

  好了,现在我们看看5G辐射的典型功率。其实,让5G网络速度更快的,不是靠增强通讯基站的信号发射功率,而是靠扩容传输带宽,就像拓宽高速公路一样。在4G时代,频率带宽大大提升,用户觉得网速更快了,但4G通讯基站的辐射标准并没有改变,5G也如此,都小于40u w/c㎡,远远小于太阳光的功率密度。即使大基站的功率也不到100W,你站在离它1米远,辐射功率只有10W/m2,而大基站建在铁塔上,你肯定在它10米以外范围,辐射功率就只有0.1W/㎡,远远小于人体的调节能力。小基站的功率大约是100mW,在一米距离上的辐射功率0.01W/m2,而10厘米处的辐射功率是1W/m2,同样都是远小于人体的调节能力。手机的功率通常是10mW以下,你放在耳朵边上,整个接收面积就算是你的脑袋大小吧,那么辐射功率大约是0.1W/m2(直径大约20厘米,接受一半的电磁波:你的脑袋只挡住了手机的一面),仍然远远小于人体的调节能力。这些说的是长期效果,你也不可能几个小时几个小时地打电话,更不可能一天到晚地蹲在基站下面吧?所以,且不说现在5G采用的还是厘米波,就算将来用了毫米波,仍然不会对人体有任何损害。需要注意的是,上面讨论的时候,假设你把朝着你过来的电磁波全盘接收了,而实际情况肯定没有这么糟糕,如上估计值已经是高估了许多的结果。

  毫米波技术在5G通讯方面的技术困难,确实有一部分在于水蒸气对毫米波的吸收,使得基站不能相隔太远。但是这个问题要这么看:如果真的是吸收太强、基站距离太近,就意味着5G不能用毫米波,必须考虑其他技术,而不是每隔几米就修一个大功率的基站。

  作者:中国科学院半导体所研究员姬扬

  审核专家:中国科学院高能物理研究所学术委员会副主任张闯

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