一、前言

　　這是一篇專為具有一定電子技術知識以及對電磁場理論有一定理論基礎及對量子力學感興趣的人寫的警示文章，對非技術人員同樣具有警示作用，希望大家少用具有高頻輻射的電子產(chǎn)品，少用電磁爐，少用手機，因為電磁輻射損害人體健康。

　　二、從男士的捐精廣告談起

　　根據(jù)最近新聞報道，由于中國年輕男子精子存活率嚴重下降，不孕癥逐年增加，人工授精的數(shù)量正在不斷增多，使得全國精子庫的存量嚴重缺貨。很多大學生捐精已經(jīng)超過4次，這個從法律或道德上來講，都是難以令人接受的，因為，經(jīng)過若干年之后，很多夫妻可能就是屬于兄妹結婚。為了保證人類的健康繁衍，國外很多國家的法律都已規(guī)定，捐精者一生中只能捐獻精子一次。

　　我們從很多醫(yī)院的廣告中都可以看到，專為男士設醫(yī)問藥的廣告隨處可見，這是十幾年前很少看到的。這些都說明，今日的中國男士已經(jīng)雄風不再，中國足球沖不出亞洲可能就是因為這個原因。

　　現(xiàn)在，很多醫(yī)院的醫(yī)生都認為，造成中國男士精子存活率嚴重下降的原因，是因為年輕人的心理壓力和工作壓力太大而造成的；在網(wǎng)上，還看到很多關于對中國男士精子存活率嚴重下降原因論述的文章，其中可數(shù)以吃轉基因食品造成中國男士精子下降原因的文章最多，隨便GOOLE一下，大約可列出160多萬條與轉基因食品相關的信息。很多人還認為，這是美帝國主義的陰謀……。這種理由，與把某天刮西北風的原因關聯(lián)在一起一樣荒謬。

　　每當我看到某個男科醫(yī)院的廣告的時候，立刻就產(chǎn)生想寫一篇關于電磁輻射對人體健康有害文章的沖動，以告誡人們少用具有高頻輻射的電子產(chǎn)品，這樣不但可以讓那些經(jīng)常跑醫(yī)院的人們少付一筆昂貴的醫(yī)療費，還可以使他們在精神上永保青春活力。因為經(jīng)常使用那些具有高頻輻射的電子產(chǎn)品，特別是經(jīng)常使用大功率電磁爐和手機等強電磁輻射產(chǎn)品會嚴重損害人體健康。

　　一直以來，人們對電磁輻射這個概念都是感到很陌生的，只有接觸過強電磁輻射人，才能體驗到電磁輻射對人體健康的危害。比如，從事電焊的工人，當不小心讓皮膚裸露，被電焊時所發(fā)出的強烈光線照射到時，皮膚就會出現(xiàn)紅腫，幾天以后皮膚還會出現(xiàn)脫皮，這就是皮膚被高頻電磁場照射后出現(xiàn)的嚴重后果，因為電焊作業(yè)時會產(chǎn)生很強的電磁輻射。

　　最容易讓你理解的例子就是用微波爐加熱食品，微波爐對食品進行加熱就是通過磁控管產(chǎn)生的高頻電磁場，使食品在高頻電磁場中產(chǎn)生極化，并產(chǎn)生位移電流，當位移電流在食品中流動時就會發(fā)熱，從而達到加熱的目的。如果在人體的周圍存在很強的電磁場，人體同樣也會被電磁場“加熱”。

　　還有那些從事X光透視或磁共振檢查的醫(yī)生，他們都知道X光或磁共振產(chǎn)生的電磁輻射會對他的身體有損害，所以他們工作時都要穿上防輻工作服，以防止機器產(chǎn)生的漏輻射對他身體的傷害。

　　為了使人們更詳細地了解高頻電磁場，或高頻輻射對人體健康的損害，在這篇文章里，我將用比較長的篇幅來對電磁輻射的原理，以及其對人類健康所造成的影響進行比較詳細的分析，以增強人們對輻射的理解。首先我們先與大家交流一下，什么是輻射？

　　三、什么是輻射

　　簡單地說，“輻射”是宇宙中物質運動的一種屬性。從微觀方面來說，當運動著的物質（粒子）正在脫離原來正常運行的軌道，或從一種能量狀態(tài)轉變?yōu)榱硪环N能量狀態(tài)時，就會產(chǎn)生輻射；從宏觀方面來說，輻射是宇宙中運動的物質在重新進行分布。

　　對于輻射來說，大的，可以是星球爆炸時產(chǎn)生的各種物質散射，較小一些的，如太空中飛向地球的隕石；再小的，如核輻射（通常稱之為放射性），即，原子核從一種結構或一種能量狀態(tài)，轉變?yōu)榱硪环N結構或另一種能量狀態(tài)過程中所釋放出來的微觀粒子流；更小的，就是目前我們所知道的電磁輻射。

　　電磁輻射又分電場輻射和磁場輻射，這兩種輻射在傳播過程中是可以互相轉換的，所以人們都稱它們?yōu)殡姶挪?。產(chǎn)生電場輻射的原因，是因為帶電物體的電荷在重新進行分布，而產(chǎn)生磁場輻射的原因，是因為流過導體中的電流大小和方向在不斷地在改變。例如，當某處的電場或磁場的位能產(chǎn)生變化時，整個宇宙空間中的電磁場都會重新進行分布，并以每秒鐘30萬公里的速度進行傳播，因此，電場、磁場輻射無處不在。

　　目前，在人類所認識的所有物質中，電磁場是已知物質中質量最小的物質，因此，它可以穿透所有介質，并使介質中的電磁場物質重新進行分布。電磁場的屬性一直以來還是人們爭議最熱烈的問題。有人認為電磁場與光同屬于一種物質，但在試驗中又發(fā)現(xiàn)光有二重性，即光既是一種由光量子組成的物質，同時也是一種幾率波。對于幾率波，我們只能認為它是一種由多種運動方向各不相同的粒子互相碰撞時產(chǎn)生的宏觀運動，這兩種理論一直以來都是互相矛盾的。

　　但如果把電磁場看成是一種幾率波，并且把光也看成是屬于電磁場的范疇，那么，在宇宙中必然還要存在一種或多種質量比光量子更小的物質，來作為光的載體，這樣，光量子也就不存在了，而這種質量比光量子更小的物質，其運動速度應該比光速更快，但這種質量比光量子更小的物質至今還沒有被人發(fā)現(xiàn)或被人承認，但沒有被發(fā)現(xiàn)，就不等于這種物質不存在，因為我們的感性器官的靈敏度現(xiàn)在還無法直接感覺到比光更小的物質存在。不過，愛因斯坦的粉絲們是一定不會承認這種物質存在的，因為，根據(jù)愛因斯坦的理論，當物體的速度超過光速時，其質量將變成無窮大。

　　現(xiàn)在，已經(jīng)沒有人懷疑，宇宙是由物質組成的，“宇宙”的意思就是“一切物質及其存在形式的總體”；但宇宙到底是由什么物質組成的？這個問題，現(xiàn)在人們還很難做出精確的回答。

　　因為，我們對事物的認識基本上都是通過感性來認識的，在元素周期表被發(fā)明之前，大多數(shù)人都認為，物質是可以無限地進行分割的，即一個面包可以用一分為二的方法無限地分割下去。但自從元素周期表被發(fā)明之后，人們的觀念立刻就開始改變了，人們只好相信，物質是由不同的元素組成的，即物質的最小單位是元素。

　　然而，這個觀念剛剛誕生不久，由于放射性物質的發(fā)現(xiàn)，元素不可分的概念被打破了，人們又開始認為，物質還是可以無限地進行分割的，不過，在對物質進行分割時，還需得按當量，一份一份地來分，即，物質的質量分布不是連續(xù)的，而是階躍式的，為此，量子力學的概念在上個世紀初就開始誕生了。目前，位于歐洲的世界上最大的高能物理實驗室的上千名科學家都在忙于對不同物質進行分割試驗。

　　根據(jù)元素周期表，人們在自然界中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的元素有90多種，人工制造的元素大約有20多種，這些元素就是組成宇宙中各種化學物質或物體的要素。但這些元素基本上都屬于明物質，即這些物質都是可以通過人類的感官和試驗來認識的，但宇宙中還有非常多物質，人類至今還無法通過感官或試驗來認識它，這些物質人們暫時把它稱為暗物質。

　　自從哥白尼1543年5月24日發(fā)表他的偉大著作《天體運行論》以后，相信物質運動的人越來越多，但人們也會反問，既然物質都在運動，而物質運動的形式不外只有兩種：一種是做直線運動，另一種是做曲線運動；如果物質全部都做直線運動，那么所有的物體都必然會散架，物質就不可能能聚合在一起；而如果物質在做曲線運動，那么支配這些物質做曲線運動的力又從何而來？

　　第一個回答這個問題的是牛頓，他提出了萬有引力的理論。即：任何物體之間都存在著吸引力，吸引力的大小與物體的質量成正比，與距離的平方成反比。這個理論雖然能夠很好地解決了天體運行中各個行星與恒星之間的相對位置，即：各行星的運動軌跡，但還是無法解答人們繼續(xù)對他的提問：這個吸引力從何而來，或這個吸引力是怎么產(chǎn)生的？而后，牛頓為了解答這個問題，竟花了他后半生的全部精力來做這個研究，但最終還是沒有結果。直到現(xiàn)在，還是無人能夠回答這個問題。

　　我們通過對地球圍繞著太陽做旋轉運動的觀測就可以知道：地球圍繞著太陽不停地旋轉，這說明地球本身具有動能，如果地球只是做直線運動，這個動能是很容易理解的，但地球圍繞太陽旋轉是屬于曲線運動，那么改變地球運動方向的力是從何而來？我們不能簡單地用牛頓萬有引力的概念就可以把地球作曲線運動的原理蒙混過關，雖然，現(xiàn)在還沒有人能夠對這種力——給地球改變運動方向的力，做出完滿的解釋，但人們并不懷疑，一定有一種暗物質在支配著地球在做曲線運動，因為物質是力的載體，離開了物質，單獨的力是不存在的。

　　有人把這種暗物質稱為“場”，即在地球與太陽之間存在一種或多種支配地球做曲線運動的暗物質，當然這種暗物質也在不停地運動。同理，在原子核內部也存在一個“核力場”，如果沒有這個核力場的存在，那么，多個原子也不可能聚合在一起，電子也不會環(huán)繞原子核做旋轉運動；同樣，在磁鐵的周圍也存在一個“磁力場”，要么，兩個磁鐵之間就不會產(chǎn)生作用力；同理，在帶電物體的周圍也同樣存在一個“電力場”，要么，兩個帶電體之間也不會產(chǎn)生作用力。

　　由此可知，在宇宙中，最少存在著4種力在支配著所有物質的運動。這4種力依強弱次序排列分別為：核力、磁力、電場力、重力。宇宙中所有物質的微觀運動就是由這四種力來支配的，我們所看到的一切，都是物質微觀運動產(chǎn)生的結果；或者說，我們所看到的物質形態(tài)變化，都是物質微觀運動時互相作用的平均值，因為，目前我們還無法觀察物質的“微觀”運動。

　　直到現(xiàn)在為止，人們還無法知道，宇宙中支配所有物質運動的這四個力是怎樣產(chǎn)生的，估計要等到上述4種力都能夠用一個最基本的力來取代之后，人們才有可能給這個“場”字下一個比較精確的定義。即是說，還有很多暗物質人們現(xiàn)在還無法知道。

　　在現(xiàn)代物理學中，當人們對理論的追求達到一定深度之后，很多物理概念只能靠想象力來產(chǎn)生，然后才有人不斷地想方設法去證明它，但并不是所有想象出來的物理概念，都是可以通過物理實驗來得以證明的。上述4種力的存在形式就仍需人們進行不懈努力，不斷地用試驗去證明它。

　　舉一個類似的例子。1899年，28歲的盧瑟福通過用鈾射線穿透鉛箔的試驗，從此建立了原子核模型，即：任何物質都是由原子組成，原子又由原子核和電子組成，電子圍繞著原子核做旋轉運動。這個原子核模型當時只不過是一種假設而已，但是人們根據(jù)他的這個假說還是解決了很多以前無法解釋的理論問題，并且通過各種試驗，他的這個假說也在不斷的得到驗證。

　　四、電磁輻射對人體健康的損害

　　很多案例都已經(jīng)證明，電磁輻射會損害人類的健康。例如，經(jīng)常從事電焊或微波作業(yè)的男士，很容易患上男性不育癥，這種職業(yè)病早在幾十年前就已有定論。這是因為電焊時會產(chǎn)生很強的電磁輻射，電磁輻射不但會損傷人體的皮膚，同時還會損傷男子的精子生產(chǎn)系統(tǒng)，破壞精子的DNA結構，使DNA不能正?？截惢虍a(chǎn)生錯誤。

　　前面已經(jīng)指出，光也屬于一種電磁輻射，是一種波長很短，頻率很高的電磁波，可見光的波長大約在400到700納米之間，其頻率大約在420THz~750THz之間。電焊時不但會產(chǎn)生很強的光波輻射，同時還會產(chǎn)生一些肉眼看不到的紅外線和紫外線以及其它頻率不同的電磁波，這些都屬于高頻電磁輻射。只要在載流體中有強大的電流脈沖流過或高壓脈沖產(chǎn)生，在其周圍就會產(chǎn)生很強的交變電磁場，而高頻電磁輻射與核輻射一樣，對人體都會產(chǎn)生不同程度的傷害。

　　目前，人們都認為，電磁波的傳播有兩種方式，一種是以光的形式進行傳播，光的傳播可用惠更斯定理來進行分析，如光可以通過相位同步和聚焦使物體局部產(chǎn)生高溫，激光手術刀就是其中的一個例子；另一種是以交變電磁場的方式進行傳播，交變電磁場的傳播方式則可用麥克斯韋方程來分析，即，當某處的電場強度發(fā)生變化時，在其周圍的垂直面方向也會感應產(chǎn)生相應變化的磁場，兩者之間的能量在傳播過程中互相可以交替變換，故人們把它稱之為電磁波。

　　之所以電磁波的傳播方式可以分為兩種，這是由于電磁波具有二重性所決定的。電磁波的頻率越高，就越接近光量子的特性；而頻率越低，就越接近交變電磁場的特性。

　　雖然光也屬于電磁波，兩者在空氣中的傳播速度基本一樣，都是每秒約30萬公里，但它們在其它介質中傳播，頻率較低的電磁波與頻率較高的光，兩者的傳播速度是不完全相同的。這是因為電磁波在介質中傳播的速度與介質的導磁率以及電容系數(shù)有關，電磁波在介質中傳播，就相當于一個感應電動勢（交流電壓）在對無數(shù)個分布電感和無數(shù)個分布電容不斷進行充放電。因此，電磁波在介質中的傳播速度，與介質的導磁率和電容系數(shù)二者的幾何平均值的大小成反比。

　　人體受電磁輻射的損傷程度除了與電磁輻射源的輸出功率有關之外，還與頻率有關。一般人們都認為，微波對人體的傷害特別大。因為微波是一種頻率比較高的電磁波，一般人們都把頻率為300MHz-300GHz的電磁波稱為微波。

　　微波對眼睛的損傷是很容易證明的，為了證明微波作業(yè)是一種有害作業(yè)，曾經(jīng)有人用兔子做過試驗，把兔子的眼睛對著微波發(fā)生器的波導口，然后用輸出功率大約為20毫瓦，波長為3公分（CM）的微波照射10秒鐘，兔子的眼睛立刻就會失明好幾個小時；如果照射10分鐘，兔子的眼睛將會失明好幾個天，甚至永遠失明，因為兔子的眼睛已經(jīng)無法恢復到原來的正常狀態(tài)。

　　在一些經(jīng)常從事微波作業(yè)的場所，如微波天線測量，以及雷達調試，一般都要求工作人員穿防輻工作服和帶防輻眼鏡，以保護身體以及眼睛不受高頻輻射的傷害，這個早已是一種基本常識。

　　頻率越高，電磁輻射對眼睛的損害也越嚴重。例如，波長大約在400到700納米之間，或頻率大約在420THz~750THz之間的電磁輻射，對眼睛的損傷要比其它同樣功率的電磁輻射造成的損傷嚴重很多。這是因為，這個頻率的交變電磁場在眼睛感光膜中感應產(chǎn)生的位移電流遠遠大于其它頻率的電磁場在眼睛感光膜中感應產(chǎn)生的位移電流。

　　如果有人感興趣，自己也可以做一個很簡單的試驗。方法是用一個LED手電筒對著自己的眼睛照射半秒鐘，爾后你就會感覺到，你的眼睛將會暫時失明好幾分鐘。為了讓你對電磁輻射對人體影響的程度有所了解，不妨我們也拿LED手電輸出電磁波的能量來做一個簡單計算。

　　假設LED手電工作時，LED燈損耗的功率為1W，LED燈的光電轉換效率為100流明/瓦（目前最高為160流明/瓦）。如果把光電轉換效率換算成光波的輸出功率（1瓦功率無損轉換成波長為555納米可見光的通量為683流明），則100流明/瓦就等于140毫瓦的光波功率輸出。

　　上面計算結果表示，當你拿LED手電來做實驗時，你已經(jīng)接受了輸出功率約為140毫瓦的光波輻射，但你受到輻射功率的大小還需要乘以一個與距離的平方（成反比）和照射面積（成正比）相關的系數(shù)，即，你真正受到輻射功率遠遠小于140毫瓦。

　　當被輻射物體的幾何尺寸與電磁波的波長可比擬時，在被輻射物體中就會產(chǎn)生很大的位移電流。如果，被輻射物體屬于絕緣體，位移電流僅限于在單個分子或幾個分子之間移動，即分子在電磁場的作用下被極化帶電，被極化帶電的分子相當于多個充了電的電容器互相串聯(lián)；如果，被輻射物體屬于導體，位移電流將在整個導體中流動，使導體一端帶正電，另一端帶負電，充了電的導體相當于一個充滿電的電容器。對于人體，它既不是絕緣體，也不完全是導體，而是介于兩者之間，因此它相當于在每個電容上都需要并聯(lián)一個電阻。

　　這里特別指出，位移電流在物體中流動是不需要電流回路的，不管是導體或者是絕緣體，只要在物體的周圍存在交變電磁場，在物體內就會產(chǎn)生位移電流。位移電流的大小不僅與電磁場的強度有關，還與電磁場的交變的頻率有關，以及與導體中載流子的遷移率有關，和與物體的長度有關。

　　當導體的長度正好等于四分之一或半個波長時，在導體內就會產(chǎn)生非常大的位移電流，這種現(xiàn)象稱為諧振。

　　我們可以舉個簡單例子來對諧振現(xiàn)象進行解釋。假設有一個兩端封閉的水槽，有人站在水槽的中間用手把水來回劃動，水槽中的水就會以波浪的形式跟著手劃動的方向在水槽中移動，即，傳播；當波浪傳播到水槽兩端的時候，波浪撞擊到水槽的墻壁就會產(chǎn)生反射，反射波將會與正在前進中的波浪進行疊加，如果水槽的長度正好等于波浪傳輸速度的四分之一，或四分之一波長的整數(shù)倍，則迭加的結果將會使波浪的幅度增加。當手劃動水的頻率以及相位與波浪變化的頻率以及相位二者完全同步的時候，水槽中水的波浪將越來越大。這個原理與蕩秋千的原理很相似，最后，只需要用很小一點力，就可以把秋千蕩起來。

　　在這個例子中，水槽相當于導體，而水槽中的水就相當于導體中的載流子，人手的作用就相當于交變電場的作用，水在水槽中來回流動相當于導體中位移電流。如果你仔細觀察，水槽中水流動的速度處處都是不同的，這說明在導體中位移電流的大小也處處不相同，并且位移電流的大小時刻在變化。這個例子說明，不同頻率的電磁波對于不同長度的物體產(chǎn)生輻射所造成的結果是不一樣的。

　　通過上面對電磁場的輻射原理進行分析，雖然我們現(xiàn)在還無法定量證明電磁輻射對人體健康損害的精確程度，但大部分人還是會相信，電磁輻射是一定會對人體健康造成損害的，只是程度多少的問題。下面我們以手機為例，分析一下手機產(chǎn)生的電磁輻射對人體健康的影響。

　　手機的工作頻率一般都分為兩個頻段：900MHz或1800MHz，較早期的手機大部分工作頻率為900mHz，而后期的手機大部分工作頻率為1800MHz。對于工作頻率為1800MHz的手機，其工作頻率在空氣中的波長為0.167米，而四分之一波長為0.042米。如果人體被作為接收天線，只要人體某個部分的長度大于四分之一波長，人體對手機的電磁輻射就有很強的接收能力；當接收天線的面積大于以四分之一波長為半徑園的面積時，輻射到此面積上的電磁波，大部分將被吸收。

　　手機發(fā)射的電磁波信號一般都是垂直極化波，如果我們把手機發(fā)射信號看成是從一個點向水平方向的4個面發(fā)射，則打電話時，人體作為接收天線，正好接收了手機從一個水平方向發(fā)過來的全部信號，即，人體接收了手機發(fā)射信號功率的四分之一。如果手機的發(fā)射功率（峰值功率）為4瓦（一般手機發(fā)射信號的峰功率為3~5瓦），則人體就相當于接收了手機將近1瓦的峰值功率。

　　對于1瓦的峰值功率，如果用于對人體的皮膚進行加熱，這算不了什么，但如果讓1瓦功率對應的電壓和電流（功率=電壓X電流）通過人體的心臟，此人將會即刻斃命。因為，流過人體的安全電流極限值是3毫安，而1瓦功率和3毫安電流所對應的電壓為333伏。這與人體的兩個手觸摸到333伏的電壓（假說人體的電阻為100K）時的情況是等效的。

　　如果讓1瓦峰值功率的高頻輻射長期作用于人體的一些敏感器官上，比如男性的生殖器官，你想會發(fā)生什么問題？

　　男性的生殖器是產(chǎn)生精子的地方，而精子和卵子結合后形成受精卵，這個受精卵就是一個人類起源的一個全能干細胞。這個全能干細胞可以無限增殖并分化成為全身２００多種細胞類型，從而可以進一步形成人體的任何組織或器官，最終發(fā)育成一個完整的人。如果這個全能干細胞在受精前就已經(jīng)有所缺失，則后面造人的過程將會前功盡棄。

　　由于電磁場在介質中傳播時會對介質中的分子產(chǎn)生作用力，使分子結構產(chǎn)生改變，很強的電磁力將會把精子或卵子產(chǎn)生電離，使之失去生存能力，較弱一些的電磁力則會改變物質分子的排列，使精子和卵子的染色體（DNA，也叫遺傳因子）排列出錯，使全能干細胞在繁殖過程中出現(xiàn)異常。

　　很多男士都喜歡把手機裝在褲兜里，因此，我們更有理由認為，使用手機是致使中國男士精子存活率嚴重下降的主要原因。另外，從男士精子存活率下降時間表上也可得到佐證，即，手機普及率越高，男士精子存活率下降的速度就越快。

　　當然，我們還不能把這一功勞全部歸功于手機，因為，除了手機以外，中國的其它電子產(chǎn)品所造成的電磁污染也日益嚴重，現(xiàn)在，中國的電磁場污染正在向著萬瓦級當量看齊。例如，目前市場上已經(jīng)出現(xiàn)了輸出功率4萬瓦以上的電磁爐產(chǎn)品，當這種產(chǎn)品正在工作時，如果把日光燈管靠近它的周圍，不用通電都可以點亮，可見電磁輻射何其嚴重。

　　事實已經(jīng)證明，癌癥的產(chǎn)生，大部分都是因為染色體排列出錯而引起的，而電磁場污染已經(jīng)成為影響染色體排列出錯的主要原因。

　　五、特別警示

　　世衛(wèi)組織：手機使用可能致癌

　　世界衛(wèi)生組織下屬的國際癌癥研究中心2011年5月31日說，長期、高強度使用手機和其他無線通信設備可能增加患癌幾率。

　　國際癌癥研究中心當天發(fā)表聲明說，這是由31名科學家組成的一個工作組得出的結論。過去幾周，這個工作組在法國里昂評估了暴露在射頻電磁場中人和動物等所受健康影響的大量過往研究資料，并認為基于現(xiàn)有的有限數(shù)據(jù)，長期、高強度使用無線通信設備“可能導致”罹患神經(jīng)膠質瘤。

　　☆ 這不是駭人聳聽，希望經(jīng)常使用手機的人們好好珍惜自己的身體健康！

　　陶顯芳 2011/6/29

　　作者介紹：

　　陶顯芳，曾擔任康佳集團總工，電視研究所所長，著名電子設計專家，現(xiàn)為半導體應用聯(lián)盟秘書長。