「電磁場」(Electromagnetic field, EMF)由電場與磁場組成,「場」指力的作用範圍。國人習慣稱電磁場為「電磁波」,因以波的形式向外傳播。電磁波的頻率是連續的,涵蓋非游離輻射與游離輻射,組成電磁頻譜(如圖1),電磁波的應用造福民生甚多,若不了解相關知識而抗爭這些設施,將對人類文明造成傷害。
在較低頻的部分,諸如電力與無線電的電磁波,能量低於打斷化學鍵所需的臨界值,稱為「非游離輻射」。在較高頻的部分,諸如X光,具備足夠能量可以打斷化學鍵而放出電子,稱為「游離輻射」。因此,電磁波的健康效應和頻率有關,頻率越高則能量越大,非游離輻射與游離輻射的分界在紫外光頻率。
在非游離輻射部分,電磁波無影無蹤而讓人遐思,包括致病。電磁波的生物效應研究已經70年了,從上世紀50年代開始研究軍用雷達電磁波、60年代廣播與電視臺電磁波、70年代微波、80年代高壓電電磁波及90年代無線電電磁波,國際非游離輻射防護委員會(ICNIRP)和電機電子工程師學會(IEEE)則是科學界的箇中翹楚。世界衛生組織從1999年的第226號文件「雷達與人體健康」,到2014年的第193號文件「手機」1等,均顯示「在國際規範下,至今無電磁波有害的證據」。全球主要政府部會與諸如電機電子工程師學會轄下國際電磁安全委員會(ICES)2等科技單位,也一再發表類似的聲明。
世紀前取名「非游離輻射」與「游離輻射」,當年科學還在摸索期而籠統命名,並未預料到健康效應與頻率有關而須分開處理。沿用以來,許多人以「輻射」稱呼電力與無線電等非游離電磁波,然而「輻射」應指「游離輻射」,例如,X光或伽瑪(γ)射線的輻射,因具游離能力而較威脅安全。為避免混淆與誤解,世界衛生組織和電機電子工程師學會在文件中儘量以「電磁曝露」(electromagnetic exposure)取代「輻射」。在我國,一些民眾使用「輻射」稱呼電力與通訊等非游離電磁波,這可能增加溝通的難度。
在應用上,電磁波區分為極低頻的電力(變電所與高壓電纜等)及射頻的通信(手機與基地臺等),還有其他頻率的應用。在健康效應上,極低頻的關注在磁場(會引起感應電流),射頻則在熱量強度(功率密度),民眾常「雞兔同籠」地混淆。其次,因為電磁波的特性,使用的測量儀器也需區分,例如,若測量磁場使用高斯計,測量功率密度則使用頻譜分析儀。一般民眾購買市面的廉價儀器,往往不知其精確度可能有問題,也不了解使用這些儀器前應先校正。
有些民眾擔心手機與基地臺電磁波,會像微波爐一樣煮熟使用者的腦袋,其實,微波爐(耗用多量電以達高功率)使用很高強度(intensity)的電磁波,但通訊電磁波則不然,因能量太低而不可能傷人。
電磁波的健康效應是個複雜的跨領域議題,包括整合流行病學、動物實驗、臨床研究、細胞研究等。例如,電機電子工程師學會制定電磁波安全標準的成員,來自「工程/物理、生物學/生物物理、環衛/風險、醫學、心理學」等多領域。
科學分工越細,越需整合專業知識,以準確地宏觀健康效應;其次,各研究須經驗證;第三,出版界有嚴謹審查的科學期刊,也有來者不拒的付費「掠奪性期刊」(predatory journal),品質反映於期刊的影響係數(impact factor),若以為刊登於期刊的文章即具可信度,其實未必。總之,社會甚或科技界出現爭議之原因,與以上三項因素有關。
在反對陣營,國際電磁場科學家訴求」(International EMF Scientist Appeal)公布「科學家敦促聯合國環境規劃署保護大自然和人類免受電磁場侵害」一文,文內提到2016年美國國家衛生研究院下屬的美國國家毒理學計畫研究,顯示射頻輻射與癌症之間的明顯關聯為「以前認為射頻輻射不會導致癌症或其他不良健康影響的假設顯然是錯誤的」3。但是,國際非游離輻射防護委員會聲明,美國國家毒理學計畫的研究方法與結果均有誤,美國食品藥物管理局也拒絕該項說法4。其次,110年3月10日臺北醫學大學護理學研究所石雅文等人,在「實驗與治療醫學」(Experimentaland Therapeutic Medicine)期刊刊登之專文「暴露於射頻輻射增加乳癌風險」(Exposure to radiofrequency radiation increases the risk of breast cancer: A systematic review and meta-analysis),亦遭撤銷5。
反對者會說「可能」有害,通常基於猜測,或個人較高的風險意識等因素。不論最後是否有害,他均說對,因他只說「可能」有害,但這已讓許多聽眾擔心了。可能的意義很廣泛,用數學表示,就是機率的分布可從幾無可能(趨近0),到近於一定(趨近1)。用庶民語言說明的例子是,臺北火車站可能有隻狗?有可能。可能有隻獅子?是有可能,但很不可能。可能有隻恐龍?雖說有可能,畢竟從2億3千萬年前到6千6百萬年前,恐龍橫行地球,但今天呢?可說幾無可能,或說可能性低到不足以信。
當前部分社會氛圍是,電磁波危害民眾健康,必須禁用。反對者的論述包括「不要跟我講機率,一旦降臨都是百分之百的災難」,難怪一些人堅決反對,絕不妥協。「機率再小也不能接受」嗎?則他不能在家(跌倒等事故),也不能外出(車禍等事故)。在高速公路上,駕駛一個不小心可能導致嚴重傷亡,例如,應該稍轉彎而沒轉的話,就是大災難,但是高速公路上滿是車與人,我國交通事故每年幾十萬件、死亡幾千人,但有人抗議與禁車嗎?
科學能證明有害,因只要提出一件有害的個案即可;但科學不能證明無害,因無法證明「虛無假設」。則科學家頂多只能每隔一段時間(例如每年)檢視,提出「至今無證據顯示有害」的聲明,而非「某科技絕對無害」,但民眾要的是明確的「有害」或「無害」。其次,「不能證明無害」未必隱含有害。
總之,嚴謹科學的論述無法滿足庶民的需求,此認知差異是當前溝通困難的部分原因。對於電磁波,至今無致一人亡,反對者只會說它們「可能」致命。
毒物學的基礎思維「萬物是否有毒,關鍵在劑量」,以喝水量為例,沒水可斃命,喝適量水助益健康,但灌巨量水入身則「水中毒」(超低鈉)或甚破腸。關於電磁波與輻射劑量,國際有規範,符合即安全(世界衛生組織的安全係數通常是50倍,很保守)。
人生事物均有風險,做有做的風險,不做有不做的風險,或大或小。美國政府(環保署)的規範是,小於10-6的風險則可忽略6。亦即,在實用上夠安全了,沒必要「吹毛求疵」或「庸人自擾」。就如各處有浮塵或微生物,而無塵室或無菌室係指其數量低於某量,而非絕對無塵或無菌。例如,潔淨區等級1,000級的無塵室,最大落塵量為每1立方英呎內不小於0.5μm粒徑之粒子不超過35,200顆,而其落菌培養皿微生物行動水準為37。
國人反對電磁波的理由常為「無法保證『 絕對 』安全」,但是,每天一開始,早餐絕對安全嗎?廚房設施絕對安全嗎?廣告招牌絕對安全嗎?我們要求安全,但知仍有不確定性,因此,更適當的要求應為「夠安全」。國際標準化組織對「安全」的解釋為「免於無可接受的危害風險」,以「降低相對風險」取代「追求絕對安全」8。1977年諾貝爾生醫獎得主雅蘿(Rosalyn Yalow)強調,民眾需要了解「無害、可忽略的風險」觀念9。
害怕科技者以為有人宣稱不同意見,就是沒共識或沒定論,因此,「擔心有理」,他們尋求邊緣科學家等的觀點,罔顧世界衛生組織等深具公信力的聲明。美國國家科學院在其1997年報告中提到:「何時可說某物致病的因果關係已經確立了呢?大概不會有全世界每個人都同意的時候。想想看,即使到現在仍有一些懷疑者宣稱,抽菸與肺癌的因果關係還沒得到證明呢10。」另外,美歐當前仍有人主張地球是平的11,則能說地球是圓的尚未有共識嗎?
自由社會,人人有話。對於同一議題,誰的意見「更」可信呢?則比較證據。至今,包括國際非游離輻射防護委員會、電機電子工程師學會、美國癌症學會、瑞典輻射防護署等, 全球許多深具公信力的組織均聲明,至今無證據顯示通訊電磁波傷人(致癌等)2。因此,他們多年來一再聲明,其證據權重甚大,遠比相反論調的證據可信。對於電磁波是否無害,則「贊成方」的世界衛生組織其證據遠重於「反對方」的臺灣某教授。反對者常無力分辨證據的良窳,而引述「科學邊緣」者或更差的說辭。
至今,電磁波的風險頂多只是電刺激(極低頻)與熱效應(射頻),但要在超出日常環境常見值極多倍(千倍萬倍)才有可能12。宣稱有「非熱效應」(例如致癌)者只是猜想,雖然一些害怕電磁波者堅持,但研究結果經不起重複驗證,因此,至今並無非熱效應。至於福祉,行動通訊有如現代「順風耳兼千里眼」,包括山難與綁架等救援可說救人無數。著名的例子是,105年2月6日臺南永康大地震,維冠大樓倒塌,層層瓦礫下兩姊妹以手機求救而得以倖存。總之,數位化減少許多物質消耗與污染(網路代替馬路),民生福祉可說不勝枚舉。
反對電磁波設施者認為應採取「預警原則」,例如,國立臺灣大學「2007年無線通訊電磁場暴露健康風險分析與管理國際研討會」中,某教授提議,我國電磁場的規範應是比世界規範更加嚴格10倍。但世界衛生組織聲明,即使要預警措施,「不該採用任意降低暴露規範的政策」13。
預警原則有其優點,例如,提醒我們「三思而後行」;但也有缺點,例如,預警原則無足夠客觀科學根據。世界衛生組織文件「保護公共衛生的預警架構」14指出,預警原則缺乏明確定義,例如,其一詮釋:「若有合理科學理由認為可能不安全,就不可引入,直到證明風險小於福祉。」另一詮釋:「即使缺乏有害的證據,不表示無害,須證明無害後才能引入。」由此可知,預警原則不符合「實證」(evidence-based)決策常規。在此角度中,預警原則不利創新。例如,40萬年前人類發現火時,可想見贊成和反對兩派爭論用火,若反對派贏了,今天文明將就此改觀。預警原則就是注意某些風險而忽視其他風險,但此取捨有何科學根據呢?
政府要求手機上,要標示「比吸收率」(SAR)值。美國聯邦通訊委員會聲明,對於手機,「比吸收率」量度人體吸收手機射頻能量率。一般人誤以為,「比吸收率值」越低,就越安全。實情是,政府為確保手機不超過安全上限,而訂定比吸收率值,以表示在所有情況下的最大值(最糟情況)。因此,比吸收率值反映人體的最大可能曝露值,但單一比吸收率值,並不表示通常手機使用時的射頻曝露量,因為通訊時,手機經常改變其功率,而使用最小功率,就很少需要最大功率。例如,比較甲與乙兩手機,甲的比吸收率值較高,亦即,最糟情況時較高,但甲更有效率,而在較低功率下運作。因此,平常通信時,射頻量較低,若要曝露量而以比吸收率值來挑乙,則是被該值誤導了。
因各種手機的比吸收率值差異甚小,並非挑選手機的可靠指標。但比吸收率值的安全規範,已足以保護使用者,只要不超過此值,即可安心使用,而批核上市的手機均符合此規範,因此均可選購。我國國家通訊傳播委員會聲明,手機電磁波能量比吸收率值以不超過規範值每公斤2.0瓦為準,目前批核市售手機均低於此值。
有些反對者似乎已達精神官能症地步,100年國立臺灣大學公衛教授林瑞雄受邀為副總統候選人,隨後宣稱受到電磁波威脅,並握有相關證明文件。同年12月3日,台灣電磁輻射公害防治協會舉行記者會,要他儘早公開證明文件。同年12月6日,他宣稱遭到電磁波攻擊,「要讓我發瘋與中風」。同年12月10日副總統候選人辯論會中,他表示需不斷換旅館,東躲西藏以避開電磁波攻擊。101年選後一個多月,仍堅稱住處被電磁波攻擊。
一些國人從各地寫信給筆者,很擔心附近基地臺設施,甚至有人惶惶難以度日。這些人因錯誤認知而把自己弄到精神官能症地步,類似焦慮症患者堅持偏差認知而致自律神經失調,或強迫症患者無法放棄不合理的風險觀念而寢食難安。
有些人宣稱對電磁波過敏,亦即,周遭若存在電磁波,就會導致他頭痛、胃腸不適,甚至生理疾病,這源自要求絕對安全的心態。然而世界衛生組織聲明15,電磁過敏因個體而異,具多種非特異性症狀與嚴重程度,但並無明確的診斷標準,以及電磁過敏與電磁曝露關聯的科學證據。事實上,電磁波敏感的主因是反安慰效應(nocebo effect),亦即,自認有害而身心交感地產生症狀。其中有些人披上「宣稱阻擋電磁波的衣物」就自認沒事,其實電磁波無所不在,可知其過敏只是錯誤認知使然,正如「自我應驗預言」(self-fulfilling prophecy)。其實,使用諸如「雙盲實驗」等技巧,就可檢測這些宣稱過敏症是真或假。
不解電磁波科技的立委也許有服務選民等的好動機,但其實是顛倒是非而幫倒忙。因擔心影響國家未來主人翁的健康,102年立委受反電磁波者慫恿而修改「電信法」第32條第4項規定,新增高中(職)以下學校得不同意設置室外基地臺之約束。
反對者驅逐基地臺的後果為何呢?首先,更差的訊號或甚無訊號,這在災情突發時,即知「生死之差」可能在有無訊號。其次,更貴的電信帳單,因拆臺的營運損失至少以百萬元計。第三,使用者遭受到更強的電磁波,因手機須發出更強電磁波搜尋更遠的基地臺,附帶地更消耗手機電池的電量。第四,為無害的基地臺電磁波而擔心,甚可導致積憂成疾。
因擔心電磁波,諸如房屋仲介業熟知所謂的「鄰避現象」(not in my back yard)。筆者曾到不動產估價師公會說明電磁波的健康效應,請他們勿將基地臺列為鄰避對象。
這幾年,基隆、新竹、金門等地,反對與贊成基地臺的民眾對峙互嗆,一下子要建臺,另一下子要拆臺,弄得民代與電信公司雙方「永無安寧」,支持與反對兩造也在立法院攻防。
反對電磁波之一因是認定它「不自然」,但這只是誤解,因為電磁波本就充斥環境,最明顯的是「光」,遠比電力電磁波或通訊電磁波強萬倍以上。另一原因是有雙重標準,例如,要求電磁波絕對安全,但不會要求諸如菜刀或瓦斯爐等其他事物的絕對安全。
民主社會要求基地臺的設立須經民眾同意,不幸的是,一些諸如高風險觀念者或不解電磁波者就「趁機」極力抗議,導致無建設。這是公共建設的「選址」難題,也是多數暴力(tyranny of the majority)或少數暴力(tyranny of the minority)難題。解決之道為何?反對者的證據權重遠低於贊成者,因此,公權力應依法理介入,怎可「濫用民主」而「劣幣驅逐良幣」?
2011年5月國際癌症研究署聲明,將手機基地臺的電磁波歸類為「疑似可能致癌物(2B)」16。結果,全球哀鴻遍野,畢竟,幾乎人手一機、處處可見基地臺。但該署的上司世界衛生組織,一個月內(2011年6月)隨即發布第193號文件聲明1,至今無證據顯示手機與基地臺的電磁波有害。但許多人只知前一事件,國際癌症研究署召開記者會致使全球媒體樂意大肆報導;卻極少人知後一事件,世界衛生組織僅「低調地」在其網站上公告。也有許多人混淆地以為「世界衛生組織認為手機基地臺的電磁波可能致癌」,畢竟世界衛生組織的名氣遠比國際癌症研究署響亮太多倍。
世界衛生組織第193號文件有其重大的科學意涵,它可說是科學家所能做的最大限度與最明確的聲明(因科學無法否定「可能有害」);亦即,世界衛生組織技巧性地但嚴謹地澄清國際癌症研究署的說辭。
世界衛生組織的回應,還是難以平息國際癌症研究署聲明引發的「手機基地臺可能致癌」疑慮,主因是沒針對「無所不包而欠科學定量的說辭『 可能 』」。因此,筆者提出「科技適用性原理」(Principle of Applicability of Technologies),某科技是否可利用需考慮:1.科學不能證明(絕對)無害,人生事物均具風險;2.對策是比較證據權重,比較福祉與風險。
則世界衛生組織更佳的回應是,包括國際非游離輻射防護委員會、電機電子工程師學會、美國癌症學會、瑞典輻射防護署等,全球許多深具公信力的組織均聲明,至今無證據顯示通訊電磁波傷人,這些證據權重均遠大於相反的論述。其次,手機與基地臺的福祉包括救人無數與節能減碳;至於風險,人生事物均有風險,科學不能證明無害。安全是個無盡的連續觀念,並無絕對安全,現實中夠安全就可,例如美國法規小於10-6的風險則可忽略。第三,由生物物理學可知,其電磁波只是非游離輻射,比起室內光,其強度約僅50萬分之1,能量太低而不可能傷人。總之,諸如國際癌症研究署聲明「通訊電磁波可能致癌」的可信度極低,不值得理會,民眾可放心使用手機與基地臺。
111年1月筆者於任教之中央大學及清華大學就班上各系暨年級學生對於電磁波之認知進行民調,總計126人,量化的呈現方式為「認知分數-5(很擔心)一直到5(很放心)」,上課前與後整體對於電磁波的擔心度如圖2所示,課前擔心的程度大致上是常態分布而稍偏擔心(紅色直線),課後則明顯變得較不擔心(藍色虛線)
各人上課前與後對於電磁波的認知變化,如圖3所示,極少人認知不變(藍色對角線上),絕大多數變得較不擔心(紅色為曲線配適curve fitting),原先較擔心者改變更明顯。
說明健康效應時,「科技適用性原理」解決了疑慮者的最大障礙「無所不包的『 可能 』有害」。學生可接納此原理,如圖2顯示上課後明顯變得較不擔心,圖3顯示原先較擔心者的改變更明顯,此為教育之功。
大學生可說是社會的「科技知識」中上程度者,課前過半擔憂電磁波,可想見一般民眾更加擔心,難怪社會抗爭事件多,國家基礎建設遭受重挫17。
在射頻方面,更先進的5G科技,往往使用比4G較高的頻率,甚至毫米波。因其特性,5G需布建增多小基地臺,但涵蓋的地區更小,發射功率就越小,手機越小的功率即可通話,使用者的電磁波曝露量就更低。
目前最新的標準適用5G,來自電機電子工程師學會(2019年)及國際非游離輻射防護委員會(2020年)。世界各地的專家及國家衛生機構,均認為這些標準規範內的電磁波,不會影響健康。例如,2020年8月電機電子工程師學會發表「民眾曝露於5G無線通訊網電磁能中的健康與安全事宜」報告,顯示5G科技減少民眾的電磁波曝露(包括不穿透人體外部皮膚)18。因此,科學無法證明5G電磁波絕對安全,但由「科技適用性原理」可知不用擔心它。
居禮夫人指出:「要理解生活中的事物,而非害怕,理解更多則害怕就更少。」例如,不解通訊電磁波者須瞭解光也是電磁波,而且比通訊電磁波強約50萬倍。也要知道國際非游離輻射防護委員會與電機電子工程師學會等專業機構的證據權重,遠大於反對者的,前者的結論「至今無證據顯示通訊電磁波有害」遠比後者的相反說辭可信。
愛因斯坦說:「科學家隨時不可或忘,所有科技作為,最關心的總是人類福祉。」電磁波至今並無致一人亡,而其福祉則甚巨。反對者說它「可能」致癌而導致恐慌,但「可能」無所不包,民眾若寧可信其有,將成為科學的「致命弱點」(Achilles' heel)。本文以電磁波為例,解析科學本質、風險認知、證據權重、福祉風險等,整合而以「科技適用性原理」回應「可能致癌」的說辭,充分澄清其健康效應的疑慮。