對我們人類來說,磁場是看不見,摸不著的東西,這使得我們經常會忘記自己生活在一個巨大的磁鐵(地球)的表面。但對於海龜、鯨魚、候鳥等動物來說,它們是可以感受到磁場的存在的,它們還經常用磁場來導航。
當你站在一塊空曠的場地中間,你現在暴露在地球的磁場中,其強度在30到60微特斯拉(磁感應強度單位)之間。但是,當你靠近訊號塔或高壓電線,作用在你身上的磁場強度將增加1000倍。
應用電磁場原理的電子和通訊技術的發展也使人們越來越多地暴露在磁場中。問題是,它們對我們的身體有影響嗎?
人類每一秒都暴露在磁場中
磁場是一種特殊的物質介質,它圍繞著運動的帶電粒子。這意味著,每當帶電粒子(如電子或質子)移動時,就會產生磁場,流過電視機、吹風機甚至牆上電線的電流都會產生磁場。而磁鐵是一種特殊情況,其中沒有帶電粒子來回移動,但它們的電子在同一方向上原地旋轉,也會產生磁場。
然而,與站在訊號塔下的情況不同,你接觸所有電子裝置產生的磁場強度通常非常小。例如,220 V的電流透過電線流向家中的電子裝置時,只會產生幾十微特斯拉的磁場。而且磁場強度會隨距離衰減,如果你與電視機有一牆之隔,那麼你所接觸到的磁場其強度只有0.1微特斯拉,甚至很小。
手機可能是許多人靠近的最常見的電磁輻射源。但研究表明,即使在距離近5.5釐米的地方,手機也只能產生約3-40微特斯拉的磁場強度。相比之下,國際非電離輻射防護委員會(ICNIRP)建議的磁場暴露閾值高達400毫特斯拉,相當於40萬微特斯拉,也就是說,在這個數值之下,人都是安全的。
但磁場仍會影響你的身體
當一個人躺在磁共振成像機器上時,就會暴露在0.5-3特斯拉或百萬微特斯拉的磁場中,這個上限已經超過了ICNIRP建議的閾值。但這並不是說人們不應該做核磁共振掃描。因為機器只產生一個靜態磁場,幾分鐘到幾十分鐘的短暫掃描對人的身體沒有多大影響。
但有一個例外,你不應該在磁共振儀中轉動你的頭,因為那樣會讓你噁心,失去平衡感,甚至在嘴裡嚐到金屬味,這與暴露在強輻射下的症狀是相似的。原因是當你在磁場中移動時,磁通量的變化會產生電流,你的身體,特別是正在處理神經電訊號的大腦,會被這些電流乾擾,因此會產生以上的副作用。
此外,有些人在強磁環境中可能會體驗到另一種效應,比如可以看到閃光,這種現象被稱為“磁磷光”,其主要原因是視網膜中的感光細胞被強磁場刺激了。根據科學家們的說法,能夠引起“磁磷光”現象的最小磁場閾值約為10000-20000微特斯拉——遠低於核磁共振成像機器發出的磁場。
因此,要讓一個人真實地感受到磁場並不容易。
多強的磁場,會把人的身體撕裂?
在美國俄亥俄州立大學的天體物理學家保羅·薩特的實驗室中,有著地球上最強大的磁場源,它確實能產生非常強的磁場,會對人體產生傷害,但這種強度還不足以撕裂人體。這個磁場源產生的磁場,其最大強度只有2800特斯拉,這跟宇宙中的一些磁星比起來,簡直是太小了。
磁星,一般是中子星,能產生以兆特斯拉,甚至千兆特斯拉為單位的超強磁場。當一個人接近磁星的兩極時,所接觸到的磁場將比地球磁場強數萬億倍。在原子水平上,這樣的磁場將把你體內的所有正電荷移向一個方向,而負電荷移向另一個方向。球形原子將被拉伸成橢圓,電子雲看起來像是被拉扯開的口香糖。
在這種情況下,人體內進行的基本化學過程都會停止。人體內原子和分子之間的正常作用力和相互作用被破壞。回到那個問題的答案上,在以兆特斯拉為單位的磁場中,人體會從原子開始被撕裂——基本上等於原地蒸發了。
幸運的是,在地球幾百光年的半徑範圍內,沒有一顆磁星,離我們最近的磁星也在數萬光年之外。近年來,天文學家也沒有發現任何向地球靠近的超磁性物體。同時,大質量恆星在死亡時不能變成磁星。所以,我們既不用擔心電子裝置的磁場,也不用擔心磁星的磁場。