架設行動電話基地台的迷思：電磁輻射有損身體健康？
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編按：相信大家都知道，一個地區如果行動電話基地台的覆蓋率越高，收訊就越好；相反的，如果覆蓋率越低，收訊就會比較差。很多人在選擇行動電話業者的時候，除了費率之外，收訊的良窳也是主要考量因素之一。不過，架置基地台可以說是電信業者的一大考驗，除了是費用的投資外，地點的選定也是一大難題。
由於我們經常聽到輻射致癌的故事，因此大部分住戶或是商家都不願意把帶輻射電磁波的基地台架設在身邊，使得架設基地台的位置相當難覓。然而，電磁輻射真的會危害身體健康嗎？本文作者任職大陸手機大廠華為10多年，擔任無線研究部高級工程師的工作，他以專業知識告訴你：電磁波應該沒有想像中那麼壞！
（本文轉載自北美智權報82期中的「架設行動電話基地台的迷思 － 電磁輻射有損身體健康？」一文，T客邦已取得轉載授權）
無線通信已經深度滲透到我們的日常生活，如今幾乎每個人都有手機，有的人甚至有幾部手機。
手機是靠電磁波進行通信的。如果你想打電話給某個人，而這個人與你相距50公里，由於電磁波隨著距離衰減很快，是無法通過無線的方式直接到達這個人的。 因此，移動通信系統都採用了蜂窩架構。以北京為例，整個城市會架設很多個基地台，基地台之間用光纖連接起來，形成網路。手機的信號首先發送到最近的基地台，然後通過光纖網路發送到對方。如果對方也是一部手機，信號就發送到離對方手機最近的基地台，然後通過無線方式到達對方。
因此，中國移動、中國聯通及中國電信這樣的運營商，在建設他們的網路時，要在城市的各個角落架設基地台。但是他們很頭疼的一個問題就是選址困難。如果基地台要架在住宅區，往往遭到居民的激烈反對。居民為什麼反對基地台架在住宅區？因為電磁波是輻射。我們經常聽到輻射致癌的故事，把輻射電磁波的基地台架設在身邊，無疑會造成恐慌。
電磁波的原理
電磁波是否對人身健康有危害？這是個有很多爭論的話題，我的觀點傾向於沒有危害。
人們對輻射有恐慌，大多來自於核輻射的相關消息。要解釋這個問題，需要普通科學中的一點物理知識，就是微觀粒子（Microparticles）的波粒二相性（wave-particle duality）。
經典電磁理論認為電磁波就是波，麥克斯韋（Maxwell）在此基礎上建立了電動力學，並且預言了光也是一種電磁波。麥克斯韋的理論是物理學的里程碑，但是麥克斯韋的理論無法解釋光電效應。愛因斯坦提出了光的粒子性假說，完滿解釋了光電效應而獲得諾貝爾獎。後來德布羅意（DeBroglie）提出所有的微觀粒子都同時具有波動性和粒子性，就是波粒二相性。
愛因斯坦的光粒子學說認為，光是一份一份傳播的，具有粒子性，每個光粒子（光子）的能量與其頻率成正比。因此頻率越高，也就是波長越短，光子的能量就越高。我們所聽說的輻射致癌，都是這種高能量的光子，比如核裂變產生的伽馬射線的波長小於0.1奈米。這種高能量光子，集中打在非常小的局部，可以直接損傷人體細胞和DNA，造成病變。可見光也是電磁波，其波長範圍在770∼390奈米之間，每個光子的能量是伽馬射線的幾千分之一，並且彌散在較大的區域，只能夠引起熱效應。我們每天都要曬太陽，幾天見不到太陽我們就會很難受，因此太陽光對人們來說，不光是安全的，而且是必須的。
基地台的輻射比一盞日光燈還低
通信用的電磁波，其波長一般在10厘米以上，光子的能量又比可見光低一萬倍倍。因此，通信電磁波的粒子性幾乎是可以忽略的，它對人體的作用只有熱效應，微波爐就是利用電磁波的熱效應工作的。基地台的電磁波到達人的位置，功率一般在-90dBm以下，也就是10的負9次方毫瓦，是一盞日光燈的一萬億分之一，完全可以忽略。手機的發射功率在20dBm左右，並且離人體較近，耦合損失大約70dB，也就是說人體接受到的功率大約為－50dBm的量級，10的負5次方毫瓦，比基地台的功率高一萬倍，但也只有日光燈功率的億分之一，人體是不可能有任何感覺的。但是有人一打電話，就覺得腦袋發熱，以為受到了輻射，其實是因為手機電池發熱引起的，跟輻射沒有任何關係。
自從人類誕生以來，就接受可見光的輻射，並沒有損害人類健康。人類使用電磁波進行通信也有一百多年的歷史，既沒有發現電磁波損害身體健康的機理，也沒有任何確鑿的案例。因此，我認為電磁波對人體無害。
即使如此，出於對健康的格外關切，反對方仍然會說，即便現在沒有發現，並不能夠證明電磁波對人體無害。科學只能夠證偽而不能證實，這個邏輯無疑是對的。 即使我們假定電磁波對人體有害，由於基地台離人體較遠，而手機就貼在頭上，因此基地台的輻射與手機相比微不足道。手機離基地台的距離越遠，它的發射功率就越大，人接受的輻射就越大。因此，提升基地台的密度，便可降低手機的發射功率，人體所受到的輻射反而是小了。
因此，居民對架設行動電話基地台的反對，是出於非理性的恐慌，是不必要的。
作者簡介
楊學志（前華為公司無線研究部高級工程師）
楊學志於2000年7月加入華為公司，從事無線通信研究工作，2012年9月從華為公司離職。2003年，他提出了一種應用於TD-SCDMA的頻域聯合檢測演算法，是業界效率最高的；2004年，他提出了軟頻率複用技術，引起業界的廣泛研究和應用，成為LTE小區間干擾協調領域的事實標準；2005年，他提出統一LTE多種帶寬的無線參數，並提出用一個IFFT承載多個載波的技術，簡化了基站和終端的結構，提高了LTE產業的規模效應，較大降低了產業成本。2011年，他提出了隨機波束賦形技術解決MIMO系統的廣播通道的發射問題，具有接近理論極限的頻譜效率和功放利用率，並對天線校正誤差 (Array Element Failure) 和陣元失效具有強健性 (Robustness)。 |
