孫子厚
物聯網現在越來越流行,共享單車實際上就是物聯網的再一次“擴張”。智能手機越來越普及、隨時隨地進行網絡連接、Wi-Fi信號無處不在……這些已經成為我們生活不可或缺的一部分,而且未來所有生活用品、辦公設備都有連接物聯網的趨勢。
可是,這些無處不在的網絡信號,也會存在一個巨大的隱患,有可能使地球和人類從此“固步自封”。
一場小小的爭吵
最近,美國新聞的熱門話題是一場小小爭論,爭論的一方是天文學家,另一方是艾羅伯特公司(美國家用機器人制造商iRobot)。起因在于,艾羅伯特新造出一種智能鋤草機,并接入物聯網,通過無線信號控制。本來這很平常,但控制鋤草機的無線信號波段位于6240~6740兆赫,這正是天文學家觀測太空無線電波的波段,雙方因此起了爭論。
他們雙方所做的事都沒有錯,而且雙方所代表的意義也都非常重大。物聯網是大勢所趨,而且現在也沒有理由停下來。不止鋤草機,以后生活電器可能都要接入網絡。但這個波段對天文學家的觀測同樣至關重要,因為太空中甲醇發射的光譜正好處于這個波段,而甲醇的光譜反映了恒星形成的活動,揭示了星系演變的奧秘,甚至揭示了人類的起源。為保證科學研究,國家一般會以法律形式保護這個波段,只能用于天文觀測,禁止公司、機構使用。
天文學家聲稱艾羅伯特公司嚴重違反了法律規定,但該公司直呼“冤枉”,解釋說這是不得已的辦法,否則無法精確控制鋤草機,而且只會在小范圍內使用;并且向美國政府申請使用這個頻率的無線電波。
試想一下,現在僅一個鋤草機接入網絡就引起這種爭吵,那么未來越來越多的電子設備接入,又會怎樣影響天文觀測?任何一部接入網絡的設備,都需要不同頻率的無線電波來連接、控制,而無線電波的所有頻率則是固定的。這就意味著,蛋糕大小是固定的,未來分的人越來越多,蛋糕該怎么切?
頻譜分配
物聯網需要的肯定是無線連接。一方面,現在仍用電纜線連接的設備已經不多了;另一方面,有些設備只能無線連接,比如智能手環,假如用有線連接,你就永遠也無法戴著它出門了。
中國政府在國務院工信部下設了無線電管理局,來檢測、分配無線電波的使用;在美國,聯邦通信委員會負責這一職能。一般把無線電波的波段劃成三類進行分配:第一類波段,任何人都可以用,前提是發射功率不能太大,必須保持在規定的數值之下(大多數物聯網的設備都在這一波段里運行);第二類波段,必須向政府取得許可證才能使用,如廣播臺、通信公司等;最后剩下的一些波段,就是專門留給天文學觀測用的。
實際上,天文觀測的波段只涵蓋了電波頻譜上很小一部分,而物聯網的頻譜則在不斷擴大,如果艾羅伯特公司的申請被批準,其他公司紛紛效法,擴大趨勢將會加速進行。屆時有可能我們網絡聊天,甚至寵物身上智能檢測儀的信號,都會處在第三類波段里。
天文觀測的無奈
然而,不論物聯網怎樣發展,太空的甲醇信號不會更改波段,仍然以固有頻率傳送著電波。那么,地球上物聯網的信號很可能與外太空的甲醇信號混雜在一起,讓天文學家無法分辨、一籌莫展。
外太空的無線電波雖然剛發出時能量非常強大,但經過非常遙遠的傳播距離后,就會變得很微弱。這與可見光的原理類似,傳播距離越遠,就越暗淡微弱。假如你離一顆脈沖星的距離是1光年,這時如果你退后到2光年遠的距離,無線電波傳到你時,將變弱4倍;如果你再退后到4光年遠,將變弱16倍。
因此宇宙深處的無線電波到達地球時,已經變得非常微弱了。如果你帶著一部手機,即使離天文臺數千米遠,手機信號也會干擾太空的微弱電波,甚至淹沒它。
為保護天文觀測不受手機信號的影響,天文臺一般都建在偏遠地區,特別是群山環繞的山谷里,因為群山會吸收地面上傳來的無線電波。其實,這本身就是一種無奈之舉。
還天文臺以寧靜
物聯網迅猛發展,使世界到處充斥著無線電波。未來即使再偏遠的地區,也會受到手機的影響,而且幾乎任何電子設備在運轉時都會發出一定量的無線電波。為此,天文臺采取了各種不同措施。
有些天文臺會要求人們關掉手機,不能使用。還有些在政府幫助下,建立了一片廣闊的“禁區”。如美國西維吉尼亞州的格林班克天文臺,以天文臺為中心劃定方圓3.3平方千米范圍為“無線電禁區”,許多習以為常的事在這里就變成非法的了。在此區域,任何從事無線電廣播的單位必須簽署專門文件,以確保天文望遠鏡“看不到”該單位所發射的無線電波,否則將吊銷其從業執照。在格林班克天文臺周圍約1小時車程范圍內,沒有任何手機信號,即使坐直升機到天上也收不到任何無線信號。
另外,不能有Wi-Fi,不能有微波爐,不能有無繩電話,不能有無線游戲手柄,不能有藍牙傳輸……這些規定天文臺有權強制執行。天文臺還配備了一輛卡車,能追蹤惡意搗亂的無線電波是從哪里發出的。如果查證出來,執法人員會直接找上門,強制其改正。
目前,還有許多天文臺只有偏僻深山的保護,而沒有官方法律的支持,比如波多黎各的阿雷西博天文臺。如果商業公司擅入天文觀測的無線電波段,那么阿雷西博天文臺將會非常“難過”。
天文臺要被迫逃離地球
實際上,物聯網對天文觀測的威脅程度,完全取決于面對商業公司強大財團資助的律師們猛烈抨擊時,原來有利于天文臺的法律標準是否能繼續保持得住。未來“僧多粥少”局面進一步加劇,商業公司可能不斷爭奪無線電波的頻率資源,而法律標準若能堅持不修改,天文學家就還能在有限范圍內觀測太空。
隨著物聯網深入且人口膨脹,未來或許會出現這樣的情況。無數電子設備發出無線信號,稍微靠近城市的天文臺就只能聽到一堆“叭啦叭啦”的廢話,根本測不到來自太空的“竊竊私語”。而另一方面,天文臺所在的深山及其禁區里,有些人將過著幾乎原始的生活,不用能手機,不能上移動網絡,無法體驗現代科技社會之便利(當然或許有些人推崇這種生活方式)。
如果將來能在月球上建造天文觀測望遠鏡,或許可以解決這個矛盾。但目前,智能手機不可能摒棄不用,Wi-Fi也不可能停止不用,我們能做的就是自覺保護為數不多的“禁區”,不要去打攪它們,遵守它們的法律規定。否則在茫茫宇宙中,天文臺探測不到太空電波,地球人就會“閉目塞聽”,自己把自己變成聾子、瞎子了。