机器自行启动,计算机打印出语无伦次的语句,飞机在空中坠毁。这些就是积聚在空中的、看不见的力的一些效应。

一种新的污染形式在全世界传播开来。它无处不在,虽然我们看不见它,听不到它,也闻不到它。这种污染是由于家庭和办公室的电子设备不断增加所引起。这些设备辐射出电磁波,结果就形成了像毯子一样把一切都覆盖住的电子烟雾。

电磁辐射是通过电磁场的周期变化,以波的形式来传播的。电子烟雾是无线电波的集合体,这些无线电波能在金属物体中感应产生电流,这些金属物体起了接收天线的作用。电子设备的连接导线和铸件能发挥接收天线的功效,接收充塞在空间的电子烟雾。

在这些非有意设置的天线中所感应产生的电流,会进入电子设备的线路中,从而引起电干扰。其受电子烟雾影响的程度,取决于在接收这些外来无线电波时,电子设备正在进行什么操作。

因此,把电子烟雾同某种特殊效应联系起来常常是困难的。某种频率和强度的无线电脉冲在一个时候可能会引起严重后果,而在另一个时候,一个类似的脉冲可能不会产生任何影响。例如,当计算机在存储器中存储数据时,电子烟雾会使数据发生差错,或者破坏程序,使计算机“冻结”而无视来自键盘的指令。再如,最近《新科学家》杂志社办公室的计算机打印机,毫无理由地自行启动。最可能的解释就是连接计算机打印机和计算机本身的金属导线接收到了附近荧光灯发出的电信号。

所有像这样的问题,在理论上可以通过把电设备放入一个金属箱或细金属导线网络中来解决。这个“法拉第笼”把电设备同电子烟雾隔绝开来,这样就阻止了无线电辐射的渗入或渗出。然而,这种保护方法是笨拙而昂贵的。

这就是一个新学科之所以产生的原因。这一新学科能对电设备在环境中正常工作的能力作出评价。这一新学科被称为“电磁兼容性”。

计算机必须设计成不受其自身无线电辐射的影响;否则,它们就无法进行工作。其他人还可能会接收并译出所泄漏的电码,危及到计算机数据的安全。

电子专家能很方便地“窃听”接收机荧光屏上所显示的远处计算机的数据。事实上,荷兰的研究人员发现,假如不采取任何预防措施,就有可能接收到来自好几百米以外私人计算机的信号。

在英国,关于电磁兼容特性的立法,着眼于控制未经批准的无线电发射机和诸如电动机等电设备所造成的干扰,而不是控制来自电子烟雾的干扰。1984年制定的6527号“英国工业标准”提出了要对计算机和电子办公设备所产生的信号强度加以限制。假如制造商遵守这一限制,家用计算机就不会对十米以外、办公室计算机不会对30米以外的其他电设备引起任何明显的干扰。问题在于6527号“英国工业标准”仅仅是建议,它没有必须强迫执行的法律效力。要到欧洲共同体的所有国家一致同意后,英国才能对无线电辐射的限制强制执行,而这至少要在三年以后才能办到。然而,在美国和西德,从1984年起电信权威们就对电干扰实行了强制限制。

据英国电研究协会披露:绝大多数家用计算机已大大超过了6527号英国工业标准所提出的对无线电辐射的限制,其频率范围从3千万赫到2亿赫。

国防工业部门重视电磁兼容问题已有多年。现代军用飞机必须设计成能对付强大的无线电信号,战斗机依赖计算机来控制发动机和空气动力,而这些计算机的反应要比一个飞行员所能作出的反应快多了。在这样的有线遥控驾驶的飞机中,计算机必须要和功率很大的通讯发射机和发出强大的干扰信号的装置一起工作。

现代战斗机对电磁兼容特性的敏感可能是灾难性的。1984年,西德空军的一架“飓风”飞机在飞临慕尼黑附近的一群无线电发射机时坠毁,两名飞行员身亡。

这些发射机是以大功率对苏联发射的“美国之音”和“自由欧洲电台”。一些电磁兼容特性专家认为,飞行员没有注意到不能靠近发射机的警告,而这些发射机干扰了控制机飞的有线遥控驾驶计算机系统。

民用设备甚至更不能容忍电子烟雾。在福克兰群岛战争中,电视摄像人员发现他们在特迪舰队上的电视摄像机不能工作。当船上的雷达天线向水平方向扫描时,图像和声音就周期性地与雷达屏幕上的信号以及短而尖的声音混在一起。电台新闻记者所使用的录音机几乎完全被烧坏了,原因是船上的雷达信号在录音机线路中感应产生的电流烧熔了晶体管。

类似的效应也发生在大功率民用电台发射机附近。1984年,阿文河旁的斯特拉福德镇(译者注:莎士比亚的诞生地)的皇家莎士比亚剧院抗议BBC广播公司谋求在贝雷桥附近建立六个高功率的对世界广播的发射机。剧院请求BBC广播公司进行模拟试验。据剧院总经理说,当仅仅两台模型发射机以低功率启动时,剧场的电子舞台照明设备就停止了工作。调节灯机照明的程序数据也丢失了,大楼里的三台电子打字光存储器中的数据同时被洗劫一空。后来环境保护部拒绝了BBC广播公司建立发射机的请求。

然而造成电子烟雾的不仅仅是这些无线电发射机。电动机是引起无线电干扰的一个常见原因。电动机依赖碳质电刷在定子和电枢之间传送电流。在电刷尖端,不可避免地会有电火花。电火花以很宽的频道范围辐射出电磁波。实际上,早期的无线电发射机就是依赖一个电火花隙以莫尔斯电码的形式来传播信息的。

如果某人在附近使用电钻的话,电子钟的报时也会发生差错。汽车的点火系统是依靠电火花来点燃燃料的。这些电火花也能以很宽的波段辐射出无线电波——幸而现在汽车已按法律要求安装了抑制器,不至于产生这样的问题。

电子设备即使不产生电火花也会产生干扰。室内灯光的调光器开关中有一只能快速接通和断开的晶体管,以短促的爆裂来切割电流。这就减少了输入电灯的功率。它也产生了短促的无线电爆裂能。这也说明为什么一些人的收音机常常受到神秘莫测的干扰,原因就是他们的收音机在接收来自附近调光器的令人讨厌的信号。调光器也会影响办公室的对讲机和婴儿报警器。

当电子烟雾的信号与某接收机“和谐”时,电子烟雾也能造成干扰。无线电发射机常常会发出有害的和谐信号。这些和谐信号的频率常常是接收机(比如收音机或电视机)所使用的工作频率的几倍。这就是住在机场附近的人们常常会发现难以使用计算机和电视机的原因。雷达脉冲渗入了电气线路,并在荧光屏上周期性地出现雷达的尖头信号。住在伦敦希思罗机场附近的人们发现电视接收情况糟糕,问题就是设在附近多层汽车停车场顶上的空中交通指挥雷达天线。虽然雷达的工作频率与广播的频率不同,但雷达发射机所产生的和谐信号和电视台的接收频率是相匹配的。

像这样的问题也使专业人员感到头痛。例如,使用射电望远镜的天文学家会受到电子烟雾的严重干扰。他们的望远镜为了能探测到来自宇宙深处的很微弱的信号就必须非常灵敏。而微波炉会给天文学家添麻烦,无线电收发两用机和无线电话也同样如此。

虽然微波炉是以微波频率工作的,而这种频率不会干扰射电望远镜,但是炉内的微波发生器工作时功率很大(500瓦左右),并使用相对来说未加保护的电子线路。这就会产生与天文学家所接收的信号发生冲突的有害的和谐信号。微波炉按法律规定应设计在“法拉第笼”内,以使无线电辐射不外渗。但假如其炉门被损坏,无线电辐射就会泄漏出去,对许多公里以外的灵敏的射电望远镜产生干扰。

新型的电子小型器具不仅产生电子烟雾,它们本身也对电子烟雾十分敏感。例如,一种新型的数字电话交换机,比如X系列,它实质上是一台处理低压高频数字信号的计算机,像任何其它计算机一样会受到干扰。而老式的电子——机械交换机倒不受干扰。英国电讯部门现在不得不研究这个问题。

英国电讯部门已发现,它一直低估了道路车辆发生的无线电频率波对数字电话交换机的干扰。假如装有流动发射机的轿车和出租车,与拥有数字电话交换机的办公室的距离在5米以内,它们就会造成5伏特/米强度的干扰场。

普通的汽车不再是形成电子烟雾的主要原因,而现在它们似乎反过来成了电子烟雾的受害者。汽车工业研究协会一直在设法证明,在现代汽车的电子仪表测量方面,由于电子烟雾干扰所造成的损失。该协会预见到未来汽车将根据有线遥控的原理来驾驶。以后驾驶员将主要依靠用计算机装备的电子设备来控制发动机、传动变速、刹车和停车。因此,发现可能会产生的问题是至关重要的。

据一家研究机构预测,几年以后,欧洲汽车工业将使用更多的纤维增强塑料,而不是金属来制造汽车车身。塑料的优点是耐腐蚀,重量轻,造价低。但塑料会使电子设备的设计者更伤脑筋。汽车的金属本身能屏蔽掉一些电磁辐射,但无线电波能畅通无阻地穿过塑料。

因此,改进消费品设计的绝大多数计划将会使电子烟雾的问题日趋严重。然而专家们认为,使电设备和电子无线电设备以有害的方式相互作用并不是不可避免的。它是拙劣设计的结果。很明显,在设计时就注意采取适当的预防性措施要比造好后再去弥补要经济得多。

即使通过了禁止销售引起干扰的新电子设备的法律,旧设备也将继续会困扰我们。因此,还必须有补救措施。最好的补救办法还是采用“法拉第笼”来进行有效的屏蔽。虽然在整个设备周围设置一个完全的笼罩,在实际上可能行不通,但是在对无线电波最敏感的部件或是最可能产生无线电辐射的部件四周设置一个“法拉第笼”,是完全可行也是足有成效的。

直到两年前,实际上还不能有效地屏蔽窗户,使其不受电子烟雾的干扰。一种细的金属网络是最好的解决办法,但它还挡住光线,使待在里面的人觉得似乎他们被关在鸡窝里。玻璃制造商皮尔金特恩兄弟已研究出了一种在玻璃上涂一层铟锡氧化物的技术,这一层铟锡氧化物只有几个分子的厚度,因而能让光线通过,但却阻挡了其波段在3000万赫和100亿赫之间的无线电信号。这种金属薄膜能保护计算机免受无线电辐射的干扰,并阻挡了无线电信号的泄漏。希思罗机场现在就用这种玻璃来帮助隔绝雷达设备。

为了改进这个僵硬而笨拙的“法拉第笼”,其他办法正在研究之中。另外更彻底的解决方案也在酝酿之中。去年,英国一家资料安全保管公司提出了一个防止计算机的资料被窃听的廉价方案。这家公司用一台发射机来掩蔽计算机发出的无线电波。这台发射机就放在计算机旁边,发射出波段很宽的干扰波。这种干扰波淹没了任何有用的无线电信号。当然,这种技术,和无线电波的发射一样历史悠久。它被称为人为干扰。它确实能保住一些数据资料,但它也将使电子烟雾的问题更加恶化。不管你怎么看待它,电子烟雾是确确实实存在着的。

[New Scientist,1988年4月]