261. 你可知道微波炉与WiFi是同一种技术

大家都把地球称之为蓝色星球，那是因为地球表面存在大量的水。水是非常常见的东西，我们每个人都见过，每天都要喝很多水，但是，并不是每个人都了解水的特征。

比如，很多人应该不知道水和电磁铁一样，有正负极之分。虽然我们都应该知道水在4度的时候体积最小，密度最大，但是至今科学家没有给出合理的解释，为什么水在4度时候体积最小，密度最大，据说日本的科学家最近提出了纳米冰的概念，如果该理论成立，那么日本将会获得一个诺贝尔奖。

在1945年的时候，雷神公司的工程师发现了一个神奇的现象，水可以像电磁铁一样被极化。当时一个叫斯潘塞的工程师在做实验，他要释放出不同频率的微波，结果他发现当微波刚好在2.45G的时候，他口袋里的一块花生糖融化了，而且还很好吃。于是接下来的几天，他每天去搞一块糖吃，还拿来了各种各样的食物来实验，不止花生糖能发热，热食物，还能做爆米花。

他很震惊，本来他要做的是一个磁控管，后来他发明了微波炉。微波炉的发明得到了人们，尤其是单身汉的喜爱，因为买一顿饭可以吃三天，只需要丢进去热一下。

这里的2.45GHz的微波，意思是电场每秒钟发生2.45亿次变化，每次发生变化，水分子就像电磁铁一样发生变化，因此导致互相摩擦，在这微波里，我情不自禁摩擦摩擦，在这变化的电场中摩擦，产生热量。这种神奇的变化就是水分子固有的特征，一种物理现象。只要物质中含有水分子，那么摩擦就会产生热量，从而使周围的食物升温。因此，微波炉可以加热任何含有水分的东西。所以，冬天不要试图用微波炉烤一下手，会烤熟的。

微波炉会送一些专门的盘子，比如玻璃的，陶瓷的，塑料的，这些东西不含有水分子，因此本身不会发热。但是不要把金属的放进去，因为变化的电场会产生电流，产生电弧，容易燃烧。有些泡面的盖子有一层锡纸，容易烧起来。

在使用微波炉的时候，还要确保如果你是冷冻的食品，已经不是水了，而是冰，水分子不是自由移动的，没法互相摩擦，加热效果不理想。这时候可以使用微波炉的解冻模式，有的也叫除霜模式，就是先搞点水分子出来。如果有剩菜，比如春节的时候，初一做的菜，我都要吃到正月十四，然后正月十五再做一次，再吃到2月初。用微波炉加热剩菜，要比回锅加热好吃一点，我自己的经验。

微波炉的加热方式被称之为微波辐射，不像我们用煤气那种的，叫热传导。正是因为有辐射这两个字，直接让很多人产生了误会，以为这玩意和核辐射一字之差，至少相当于80%的核辐射吧。这是天大的误会，但是绝大部分人相信这个误会，作为一个曾经修基站的农民工，我深有感触。想起来，小区里的那些大妈，直接一把火把基站给你点了，想想都是泪。

微波炉是无线电技术中最简单的应用，我们要做的事情就是把一个2.45G频率的磁控管，然后把这个磁控管用铁壳包起来，而不是把全家给加热了。发射器一定是安装在一个金属容器里，把波束对准要加热的方便面即可。至于为什么用2.45G的频率，实际上没什么原因，从1G到100G都能让水分子摩擦摩，之所以用这个频率，仅仅是因为你总得用个频率吧，大家都用这个频率，也就这么定下来了。其实100G的频率，加热速度更快。这个频段，大家都可以用，不止微波炉，属于“所有人都可以使用的”频段。其它的频段要申请的，比如如果你造一个5G的微波炉，一开机，整个小区的电话不能打，马上就进监狱了，破坏通信安全罪，关你个10年。

这个2.45G频率有个名字叫ISM频段，这个ISM是三个英文单词的缩写，工业（industrial），科学（Scientific）和医学（medical）这三个单词的首字母，可能大家对SM比较了解，对ISM了解不足。

微波炉里使用的改变电场的这个东西叫磁控管，实际上就是将二极管置于磁场中，在磁场与产生的电场作用下，管内电子将电场中获取的能量转换为微波能量的过程。除了微波炉里，卫星上也有一个磁控管。区别就是微波炉里的要聚焦在热的剩饭上，卫星里的要单独安装一个锅，也叫抛物线天线，把微波收集起来，但是背后的原理是一样的，会造微波炉，就应该会造卫星。如果卫星的功率足够大，实际上可以把地球加热，太平洋里直接炖活鱼。但是，目前的技术做不出来这么大功率的卫星，因此才要使用天线。

卫星的功率肯定还是比较大的，可能需要几十瓦，我以前上大学的时候还会计算的，现在忘记了，如果没记错的话，在50瓦以内。离地球越远，需要的功率越高，如果把卫星降低一点，那需要的功率会越来越低，当然服务的人群也会变少。如果一直低到你家里，服务的人群只有你家里的这几台设备，那需要的功率就只有100毫瓦左右，一毫瓦等于1/1000瓦特，这是一个非常小的功率。你可以把你家里的那台无线路由器想象成一台mini卫星，仅服务于你家里。原理是一样的。

还是采用ISM那个频段，2.45G，因为这个不用申请。在1971年的时候，美国就已经开始研究无线传输了。在1971年，美国在夏威夷大学搞了个ALOHA网络，可以通过无线的方式把夏威夷群岛连接起来，一般人会将其视为无线网络的前身。

在1988年的时候，NCR公司搞了一个WaveLan的东西，这个最初的目标是用无线的方式连接收款机，NCR公司的全名叫“美国现金出纳公司”。NCR不是给家庭用户上网使用的，而是有自己独立的网络，独立的芯片。NCR公司比较大方，直接把自己的研究成果给了802.11工作组，可以免费使用，这个802.11工作组后来始终推动WiFi协议的推广。

现在我们一般都说WiFi之父是奧沙利文，名字和打台球的那个是一个名字，但是这个不出名的多。我也有点喜欢打台球，曾经痴迷了几年时间，信奉大力出奇迹，不管有没有机会，大力来一杆，万一进了呢，总体来说，输的多赢的少。可以讲一个打台球的这个奥沙利文的故事，大家以后可以装一下，这是真事儿。他出道的时候，用的是右手，但是在一次比赛的时候，他改用了左手，结果他的对手受不了了，这个对手是加拿大人。认为你就是看不起我，用左手打，竟然还赢了，就把他告上了法庭。奥沙利文就被法庭传唤了，结果奥沙利文说，其实，我的左手比右手更厉害，我是尊重你才用的左手，其它的菜逼，不配我用左手，然后，他在法庭上出示证据，证据是他和前世界冠军打了三局比赛，全部用左手，把前世界冠军打败了。这个加拿大人就撤销了诉讼。奥沙利文是台球界的第一人。

这个WiFi之父名字也叫奧沙利文，但是不太清楚他的生平，只知道他是个团队的boss，拿了澳大利亚的钱来研究WiFi，最后获得了专利，属于澳洲政府。一直到今天，WiFi都是每年都要交给澳洲专利费的。后来很多的公司与组织试图忽悠澳大利亚政府不要再收专利费了，结果人家没听，毕竟，钱多了，好办事啊。

还记得前面讲的那个802.11的组织吧，就是NCR把技术捐献给的那个组织，这个组织使用WaveLAN的技术，搞了一个名叫WEP的加密协议，这个协议能加密WiFi网络，也许大家知道。但是，这个协议有漏洞，容易被破解，后来更新了很多协议，把漏洞补上了，现在主流的802.11标准有802.11a/b/g/n/ac，一大堆。

这时候，我要再讲另外一个故事了，与中国相关的故事，那时候我还在上大学，2002或者2003年的事情了。前面不是讲过WEP有漏洞么，这时候，有关部门就NB了，说自己搞了个WAPI，当年我是本科生，以为这玩意NB，支持国货。其实这个WAPI是西安一个公司搞的，因为标准不公开，只说自己很牛逼，大家也就很崩溃。

后来我上了研究生，老师搞这方面的，我就沉下心来研究了一下这个东西，不研究不知道，一研究吓一跳，这玩意就是个黑盒子，别人的加密都是公开的，有本事你就来搞我。他的加密标准是闭源的，而且还说这是加密的一种手段，让大家猜。有了工信部背书，所有的手机都必须不能用WiFi，谁用WiFi谁的手机就不能在960万平方公里的土地上卖，所以，当年大家都要买水货手机，因为行货手机不能用WiFi。

用WiFi我们最关注的点是什么，傻子都知道，是速度快不快，这个WAPI速度是别人的1/10，当时802.11g的速度是54Mbit/s，它的速度是5.5Mbits/s。后来，802.11n的速度都达到150Mbit/s了，它原地踏步，还是5.5Mbits，还要冲击ISO的标准。这明摆着是不行的，速度是别人的1/30，还不透明，凭啥要求国际上用你的标准，是因为人家的太快了么？结果肯定是没通过，然后就开始说，这就是歧视中国，一大堆理由。

WAPI带给中国的，除了让国行的手机不能用WiFi以外，没有一点用处，就给大家添堵了。那你说运营商他们为啥支持呢？当然支持了，当你的手机不能用WiFi上网，只能用手机流量，当年的流量1kb一分钱。确切的说，在收钱的方面，中国公司花样可多了，当时把网分成两个，一个叫wap，一个叫net。wap是手机上的网，net算是正常的国内局域网。你上wap是每k收你一分钱，你要通过wap才能上net网，上net网再收一份钱。如果你的手机能上WiFi了，那它们就一分钱也收不到了。

当时WiFi非常的火，现在也非常火，老百姓不能用WiFi上网也是一肚子火，但是老百姓发火没什么用。当时是这么洗脑的，WiFi是落后的技术，以后3G要彻底取代WiFi。结果到今天也没取代。当年魅族手机也不能用WiFi，但是有WiFi模块，只能买了以后，开启官方的补丁才能用。我还买了一个魅族手机，叫魅族M8，当时还不是安卓手机，用的是Windows CE 6.0，那时候小米什么的还没有呢。这个手机小故障巨多，到处是bug，但是很多人买，因为这个手机可以使用WiFi，买回来先打个官方的软件补丁才能用。想想，当年那个惨啊。

当时魅族是这样卖的，如果你买公测版，那就是有WiFi的。如果你买的是正式版，那就是没有WiFi的，但是有一张工信部的贴纸。只要不是傻子，都买公测版的。大概2000来块钱一台手机。

再说回辐射的问题，现在很多人认为手机有辐射，基站有辐射，WiFi有辐射，不信大家去搜一下淘宝上的防辐射服，就知道有多少了。说实在的，这给我们这些网络工程师造成了很大的困扰。有大妈给你剪光纤的，有敲邻居门让关WiFi的，有烧基站的。他们说这种辐射会导致基因变异，从而得癌症什么的。有个家伙，儿子出生了，结果看网上基因测试挺好玩，测了一下，结果发现儿子不是亲生的，两口子思考了半天，还是他媳妇脑子灵活，认为这肯定出在WiFi路由器上，小孩这么小，就受到辐射，结果导致基因发生了突变，所以做亲子鉴定才做出来不是亲生的。

那天，我去他们小区装基站，这个哥哥又出来闹，我说基站没事，辐射很小，一个基站才20瓦，不如个灯炮功率大。他哈哈的冷笑，说，就是因为你们的基站，导致他们父子没法通过亲子鉴定。他媳妇听到以后，拉着他要回家。我默默的听着他讲完，深深的给他鞠了个躬，加了他媳妇的微信，说了声对不起，亲手把基站扔到了绿化带里。