電磁波輻射是否會對人體健康造成影響，長久以來，一直是一個不易有共識的議題。每個人會因職業、工作、生活等因素，對此議題的相關知識、資料或數據等，有各自的解讀，即便是以筆者服務的學術界為例，研究資通訊相關議題的學者們，看法也不盡相同。本文嘗試以一個從事無線通訊研究的學者，同時也是需要高度依賴行動通信應用的使用者，以及對自己身體健康相當關心的普羅大眾角度，來探討此議題，並且提出個人一些粗淺的看法。
多年以前，有位朋友傳了一個影片給筆者，內容是一些外國年輕人，在桌上擺了一些生的玉米粒，旁邊圍繞了四隻手機。接著，手機同時響鈴振動，表示有人同時撥打這四隻手機。經過約5秒時間，玉米粒一個個往上跳動，變為成熟的爆米花。筆者這位朋友因此有些困惑，想了解電磁波輻射是否真的可以爆米花。
另外，有一位鄰居，曾經跑來問筆者一件事。他表示，如果把手機放在右邊腰帶，他的右腰就會酸痛；若放在左邊腰帶，換成左腰會酸痛，這是否是他的手機電磁波所造成的現象？再者，也時有所聞，有電信業者要建置基地臺時，許多民眾憂慮暴露在行動通訊的電磁波下，可能會對他們的健康造成影響，往往會拿起手機，紛紛連絡親朋好友加入抗爭的行列。
在一個無線通訊系統中，電磁波經由發射天線輻射出去，經過一段距離的傳播後，訊號強度會隨距離增加，產生所謂衰落(fading)現象，即訊號強度減弱1。衰落程度愈大，訊號到達接收端也變得愈小。這也意味著要維持良好的通訊，發射接收之距離愈遠，發射機需要發射的電功率也會變大。上述衰落現象，又可分成路徑損失(path loss)、遮蔽效應(shadowing)及快速衰落(fast fading)。路徑損失指的是由距離引起的訊號衰減；遮蔽效應通常是由牆壁及建築物等形成之阻擋效應；快速衰落指的是由多重路徑引起的訊號衰減。
電波傳播之衰落程度，受到路徑周遭環境影響很大。圖1所示為一個典型都會區的行動通訊系統，基地臺和用戶手機間往往會有建築物等物體阻隔。因都會區的大樓林立，且建築物之材質及密度較為複雜，就會有遮蔽效應及快速衰落現象，訊號的衰落會比較大。
一般而言，若在所謂的自由空間(free space)，即沒有任何物體擋在電磁波傳播的路徑上，電磁波從天線輻射出來，訊號強度和距離的平方成反比。即距離增加為原來的2倍，訊號強度減小為原來的4分之1。如果傳播的路徑上有建築物等物體，則訊號強度減小更為嚴重，可能減小到只有原來的百分之一或千分之一2。
資料來源：本文作者
| 距離（ 倍率 ） | 訊號衰減（ dB ） |
|---|---|
| 1 | 0 |
| 2 | 10.5 |
| 3 | 17 |
| 5 | 24.5 |
| 10 | 35 |
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在不考慮快速衰落的情形下，常用的電磁波傳播模型為COST-231 Hata3，其路徑損失如下：
Path loss(dB)=35.2+35 log10(d)+26 log10(f/2) (1)
其中，d 係指距離，單位是公尺；f 係指訊號之頻率，單位是GHz，而此公式可適用於1.8 GHz至2.5 GHz的頻率範圍。
若將此公式由對數刻度換成線性刻度，則路徑損失和距離的3.5次方成正比，即接收訊號功率和距離的3.5次方成反比。表1所示為公式(1)中，距離和路徑損失之關係。若距離增加10倍，訊號會衰減35dB。顯然，若基地臺與手機用戶之間有一足夠的距離，其訊號衰減很大，對人體安全的影響相當小，甚至可能毫無影響。
由上述分析可知，電磁波輻射強度和距離有非常密切的關係。以行動通訊系統之基地臺和手機而言，手機輻射之電磁波訊號，因手機和使用者之身體距離非常近，身體接收來自手機電磁波輻射的強度，遠比來自基地臺的要強得多。因此，若以手機使用者的角度而言，我們更應該注意手機所產生的電磁波輻射，而非基地臺。
本文接下來要探討一般民眾最常用的無線區域網路WiFi之電磁波輻射，因WiFi技術發展非常成熟，相關產品如無線路由器或稱接取點(AP, Access Point)等，其價格通常介於幾百元至幾千元新臺幤之間。一般市售手機、平板或筆記型電腦，也都內建WiFi模組。民眾在家使用無線區域網路上網的情形已經相當普遍，而一些公共場所如校園、車站、購物商場、咖啡廰等，也都有提供WiFi上網的服務，因此，WiFi電磁波應該是民眾接觸最多的訊號。
此外，依據Cisco研究報告指出4，大部分的行動數據傳輸量，係經由免執照系統傳送，如WiFi、Bluetooth等，且大都在住家中傳送。該研究預測，至2022年，約有59%的行動數據會經由無線區域網路WiFi傳送，其他41%之數據傳輸則經由蜂巢式行動通訊網路傳送。未來經由WiFi網路傳送的比例將成長至71%，這顯示大多數民眾使用無線區域網路上網的趨勢，正持續不斷增加中。
要量測電磁波訊號，常用的儀器為頻譜分析儀(Spectrum Analyzer)。圖2所示為筆者於國立成功大學課堂教室實際量測WiFi訊號情形，圖中右下角之手機設定為WiFi AP路由器，左下角之手機設定成WiFi接收模式並開啟YouTube應用服務。此連線係由右側手機利用行動通訊網路(4G或5G)連上網際網路，同時以該手機內建WiFi無線網路卡發射訊號至左側之手機，後方之頻譜分析儀即可量測到右側手機之電磁波訊號。量測結果如圖3所示，黃色圈圈處即是手機發射的訊號，中心頻率約為2.462 GHz (通道11)，可以觀察到，其頻譜範圍約為2.45 GHz~2.47 GHz，即頻寬約為20 MHz，訊號強度約為-35 dBm左右。
資料來源：本文作者
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上述所量測電磁波強度，是否符合國際或國內標準？是否對身體健康造成影響？依據嚴謹之科學量測方法，基本上，基地臺與手機之電磁波輻射量都會符合相關標準。制定此標準的機構之一為國際非游離輻射保護委員會(ICNIRP, International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection)，採用指標為特別吸收率(SAR, Specific Absorption Rate)，量測單位為人體每公斤吸收之瓦特數(Watt/Kg)，目前的標準值為0.08 Watt/Kg5。一般而言，手機製造商都會委由公正之檢驗機構進行SAR的量測，並且符合國際標準，才會被允許在各國的市場上販售。
另一個電磁波輻射標準指標為最大許可曝露量(MPE, Maximum Permissible Exposure)，量測單位為每平方公分之毫瓦特(mW/cm2)。目前美國聯邦通訊委員會(FCC)制定的標準為1.0 mW/cm2，這個值適用於頻率高於1,500 MHz之電磁波6。如前段所述，一般的發射機(含基地臺和手機)所輻射的電磁波訊號，都會符合此一標準，市場上也有公正檢驗或量測機構可以進行查驗。前掲所提量測WiFi訊號強度-35 dBm，經由筆者進行有點複雜之單位轉換，結果是遠低於最大許可曝露量1.0 mW/cm2，即符合國際標準；當然，也符合我國規定標準。
至於電磁波輻射是否對身體健康造成影響，筆者比較關注的是心理層次的上網成癮議題。大腦被手機的應用吸引而無法控制，導致對手機的過度依賴，而影響到日常生活。同時也易於伴隨一些副作用，如眼力衰退、坐姿不良、睡眠不足及免疫力下降等。
對於網路成癮議題，依據衛生福利部資料7，所謂網路成癮，係指過度使用網路，難以自我控制導致學業、人際關係、身心健康、家庭互動及工作表現上的負面影響。網路成癮型態可分為3類：網路遊戲、色情網站及社群網站成癮等。其中，最常見的是網路遊戲成癮，也已經被世界衛生組織在國際疾病分類上正式列為精神疾病，即「遊戲行為失調症」(Gaming disorder)，其主要特徵為：
依據國立政治大學傳播學院黃葳威教授所進行「2021年臺灣青少年價值觀與上網趨勢調查報告」指出，我國青少學生每週上網時間約40小時，其中使用手機上網大約25.9小時。如果換算成每天的話，分別是5.7及3.7小時，每天這樣的上網時間是否過高，值得大家深思。青少年過度依賴網路，確實需要各界的關注，也是每個家庭需要面對的議題。
相較於青少年，成年人具有較高的克制能力，但也會因工作關係、社交需求或沈溺於娛樂，而有上網成癮的風險。為了判斷網路使用是否已達到成癮情形，新竹縣政府衛生局提供以下4個準則作為參考：
此外，衛生福利部也提供一個測量APP，如圖4所示，有興趣的讀者可自行掃瞄上網進行測試。
以上手機上網成癮，造成手機使用人身心健康的影響是容易理解的，但是否與手機電磁波有關呢？電磁波訊號強度基本上都會符合國際規範，這可經由嚴謹的量測程序及公正客觀的檢驗機構得到驗證。而且，WiFi無線區域網路上網的連線型態，是一種間歇性輻射，當有連線接取資料需求時，就會發射訊號。以瀏覽網頁為例，在點選超連結時，才會發射電磁波，用以要求下載資訊；而在下載過程，手機是扮演接收器的角色，原則上並不會發射電磁波。於用戶瀏覽網頁階段，基本上也是不會發射訊號的，這種連網型態要造成對身體健康的危害，應屬不易。
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本文一開始所提到的爆米花案例，經由筆者指導學生進行相關實驗，結果是手機輻射電磁波無法拿來爆米花，有興趣的讀者可到YouTube頻道觀看，或根據參考文獻8之超連結點入觀看。至於鄰居的問題，手機電磁波是否為造成他腰酸背痛的原因，筆者不敢妄下定論。但以個人生活經驗研判，可能是長期坐姿不良或心理因素造成，不過筆者還是給了一個建議，試著換支新手機，或者手機不要掛在腰帶上。
使用手機或網路已是人類不可或缺的生活方式，在國家發展委員會因應氣候變遷所擬定之策略下，通訊被列為維生基礎設施之範疇，顯見其對人類生存的重要性。而莊子山木篇裡有一句話：「物物而不物於物，則胡可得而累邪」，這句話的意思是，利用萬物，但不被外物所役使，這樣就不會受到外物的控制及連累。手機是一種生活必需的物品，或可視為一種必備的工具，人要主導、駕馭手機，而不是被手機綁架了我們的人生。若手機的使用占據我們太多時間，人就好像是被手機使喚的奴隸，人被物所役，是一件極為可悲的事。
