第2章 蓝色药丸？红色药丸？（第6/7页）

闪电划过天空，但把天空一分为二的光并不是电流。加热的金属之所以会发光，是因为金属原子里的电子被赋予了多余的能量，这些多余的能量会变成光子。也是出于这个原因，空气中有多余能量的原子产生了闪电的光。可见光只是电磁频谱中的一小部分，电磁频谱包括红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等多种不同的射线。许多闪电的电磁辐射都是X射线。

一个导体中的电流会触发相邻导体中的电流，这也是变压器的工作原理。变压器内部的两个闭合回路并没有直接连接，但是一个电路的电流会引发另一个电路的电流：（交流变压器中）电流的改变会产生磁场，变化的磁场会在第二个闭合回路里产生电流。闪电猛然产生的强大电流大概有3万安培。这会形成一个巨大的磁场，继而在附近的金属中引发短暂的电流，这意味着计算机、路由器一类的精密电子器械可能会被电缆和内部电路中的强大电流烧坏。所以，把这些电子设备连接到“浪涌保护器”上是一个不错的主意，因为接线板可以减弱不稳定的电流，减少电器损坏的可能。

从更宏观的角度看，太阳会产生足以损坏地球上所有电器的极强电磁脉冲，甚至损坏不那么精密的电动机。太阳耀斑和日冕物质抛射会定期但不太频繁地发生，太阳表面的巨大风暴在短时间内将带电粒子从太阳表面抛射到太空，同时产生可能对地球造成影响的巨大电磁脉冲。

2012年7月23日，一些了解大型太阳风暴影响的人们担心日冕物质抛射会影响人类的生活。虽然抛射是朝着远离地球的方向，但我们仍有可能感受到它全部的威力。如果抛射是朝着地球的方向，保守估计我们已经失去了所有的卫星。不仅是哈勃太空望远镜，甚至包括GPS（全球定位系统）卫星、气象卫星、通信卫星都有可能被摧毁，都需要重置。日冕物质抛射的强大威力也可能摧毁地球上的一切信息交流方式，也许所有未受到特殊保护的用电线连接的电子器械都会被烧坏。

你也许会想，天空中穿越磁场的飞机也会被毁坏，但这不太可能。飞机的金属外壳相当于一个“法拉第笼”——良导体形成的笼子利用静电屏蔽原理阻止了电磁波的进入（电子相互排斥）。但是，这种保护只适用于完全隔离的设备，比如飞机。如果有电线从笼子外面伸进来，比如电机，那么电线中就会形成电流，并烧毁笼子内部的电器。

美国国家科学院的研究认为，一次类似的太阳电磁脉冲带来的经济损失可能超过2万亿美元，而且修复设备需要历经若干年。想想在卡特里娜飓风之后又过了多久新奥尔良才恢复正常，再想想现在有一个类似的灾难横扫全世界，人们无法再万众一心、互相支援，因为所有人都会觉得自顾不暇。现代商业依赖于互联网和电子通信，顺畅的食物供给和冷藏也高度依赖电。这样的一次太阳活动，至少在较短的时间里，会让地球回到黑暗时代。

幸运的是，类似的灾难性太阳活动不太常见。最近一次对地球造成很大影响的太阳电磁脉冲记录是1859年的“卡灵顿事件”，这次事件以最先目击到太阳火焰的英国天文学家理查德·卡灵顿的姓氏命名。若干强烈的日冕物质抛射同时波及地球。虽然那时候不像现在对电子设备的依赖程度那么高，但是原始的电报线，也被称为“维多利亚时代的互联网”，遭遇了强大的电流冲击，电火花使很多电报局发生火灾，导致整个电报系统瘫痪。下一次类似的自然电磁脉冲大约会发生在未来的100年内。

《黑客帝国》里的电磁脉冲一点儿也不自然。人造脉冲装置早就已经以电磁脉冲武器的形式存在于世了，科幻作品中有，真实世界中也有。在科幻作品中，电磁脉冲通常由大型电磁装置产生，并配以闪烁的灯光和炫酷的电线。比如，在电影《十一罗汉》中用来毁坏赌场供电系统的炫酷的脉冲装置。在真实世界中，人类所制造的最豪华的人造脉冲装置也朴素得多。一枚核弹就可以毁掉一定范围内所有的电气和电子设备。

早期的核能研究就已经表明，核弹对电子器械有摧枯拉朽的作用。如果用核弹攻击某个城市，比如“二战”时候的广岛和长崎，产生的电磁脉冲将不会成为最主要的威胁。如果核设备在高空被引爆，比如说3万米（约19英里[5]）的高空，那么爆炸的冲击波或辐射对地面的影响不大，但是它会摧毁所有的电子设备。

高空引爆会在空气中辐射出超强的γ射线，即超高能量的光。当光和空气原子中的电子相互作用时，电子就会被激发到更高的能量状态，同时激发原子和散射光线。但是核反应所产生的高能光子足以激发原子中的电子，同时产生类似超级闪电的强大的电磁脉冲。高能电磁波射向地球，类似于可以摧毁精密电子设备的闪电，但是前者的波及范围更大，摧毁威力也更强。核电磁脉冲不仅会毁坏电子设备，还能毁掉投射点周围几英里范围内的所有电网。