现在才真正开始有意思了。
标准：频率越高，传输的能量就越大。
也许有人知道，无线电信号是一种波，但同时它也像一颗小炮弹。
而且频率越高，这东西所蕴含的能量就越大。
好，那我现在终于要为第一位演讲者做开场介绍啦。
他可谓家喻户晓，不仅在我们这个圈子里，而且远在圈外也是如此， 因为我的这位极具亲和力且广受爱戴的MWGFD董事会同事——物理学家维尔纳·贝格霍尔茨教授——
还担任着多个调查委员会的专家委员，例如勃兰登堡州和图林根州关于新冠疫情后续处理的调查委员会。
他曾任不来梅雅各布斯大学电气工程系教授，此前还在慕尼黑和雷根斯堡的西门子工作了17年，担任质量与风险管理专家。
亲爱的维尔纳，我们非常期待你在题为“移动通信技术： 5G的物理基础与技术优势”的主题演讲中，就今天的议题向我们分享哪些内容。在此，我将发言权交给你。
亲爱的罗尼，非常感谢你这番友好的话语。
我确实写过：“物理原理与技术优势”。但是——省略号、省略号、省略号……
我先谈谈基础知识，正如我在新闻资料包中所写的那样，我将从亚当和夏娃讲起。
现在我给大家看一段短视频，视频中有人往水里扔了一块石头，可以看到涟漪如何扩散开来。
这就是无线电波的运作原理，稍后我会对此做些说明。
我们来看看能不能行。
那么，再来回顾一下： 什么是无线电波——让大家对它有个大致的了解。
那么，广播——毕竟我们已经使用它100多年了——与移动通信究竟有什么区别？为什么需要这么高的频率呢？
最重要的是：为什么高频的这些特性并不一定完全无害？
接下来，后续的发言人将就此作进一步说明。
好了，石头马上就要掉了。
好了，我们看到了两件事。这股浪潮正在蔓延。
在这种情况下，它可以说是一种二维波。这就是物质的运动。
而且从这张静止画面中还能看到，那里还有其他波浪。
而这恰恰符合现实，这也正是其危险性所在。
如果我在这样的房间里带着手机——假设我们当时并不是在听讲座——那么可能有2 0人甚至更多的人正在使用智能手机，这意味着这里会形成一种“电磁波大杂烩”。
这就像参加派对一样。
这时大家必须提高投入程度，但这未必是当前应追求的目标。
好，那么，我们看到石头落入水中，水随之流动。
无线电波的情况也大致如此。
天线确实在发射信号，不过现在不是二维的，而是呈球形辐射。
最重要的是，其中不含任何物质，即使在真空中也能正常工作。
而且通常情况下，既看不见，也听不到。
而这种现象之所以存在并得到科学研究，要归功于物理学家海因里希·赫兹——他突然切断了一条大 电流，随后搭建了一个接收器，结果那里蹦出了些许火花，因此这种现象就被称为“funken”。
还有一点巨大的区别，这对实际应用来说非常重要：正如我们所见，水波的传播速度约为20厘米/秒。
声波，我们也熟悉，速度为300米/秒，每个人在雷雨天都曾体验过。
人看到闪电后，根据闪电出现的位置不同，需要1到10秒——甚至更久——才能听到雷声，声速为300米/秒。
电磁波的速度略快一些，即不是300米/秒，而是300,000公里/秒。
也就是300,000,000米/秒，快了一百万倍。
这对于实际应用来说当然非常重要。
不过，为了让大家有个概念：如果有人在月球上打开激光器，大约需要一秒钟，我们这边才能看到。
如果同样的情况发生在太阳上，则需要八分钟。
这只是为了说明太空中的距离有多大。
目前唯一的公式是：波长与光速 c 有关，即 300,000 公里/秒除以频率。
大致可以这样比喻：一波又一波的浪潮从身边涌过。
也就是说，频率越高，波长就越短。
也就是说，目前的5G波长就在这个范围内，而以前还使用过中波，波长大约是1000米或1600米。
所谓的短波波长为49米，当时频率仍处于千赫（kHz）范围内。
直到进入FM（超短波） 时代——虽然当时人们称之为“超短波”，但以今天的标准来看，这个波段当然也还算相对较长——才真正进入了兆赫（MHz）
范围，即每秒100万次振荡。
好，关于一些基本事项，先说这些。
所以我们要记住：电磁波既听不到，也看不见。
有些人能感受到，大多数人感受不到，我也不例外。
而且它们的传播速度极快，而波长或频率也并非完全不重要。
哎，广播这玩意儿我们已经有了“好久好久”了。
当时有一个中央发射站——“永远加三天”大约相当于100年——有很多接收器，但正如前所述，只有一个发射站，信息流动仅是单向的。
尤其是中波，其带宽较小，因为当时主要传输的还是质量一般的语音或音乐。
这也就引出了一个问题：
如果我想传输信息——无论是语音、音乐数据还是视频——这不仅需要一个频率，还需要一定的带宽。
所以，我得为此付钱。
在移动通信领域，我们不再谈论千赫兹，起初是兆赫兹，现在则是吉赫兹——5G的频率范围最高可达6或8 GHz。
我稍后会再谈谈高频为什么如此重要。
那么现在说说移动通信，很明显， 我们有一个发射器，即基站，通常距离一公里或几公里——在5G网络中，这一距离甚至可能只有
100米——许多手机充当接收器，同时也有许多手机充当发射器，这一点我之前已经简要提过。
当大家同时都在做些什么的时候，场面就会像波浪般起伏，十分美妙。
而且我总是需要更大的带宽和更高的数据传输速率。
顺便说一句，这可以像联邦预算那样来理解：
那是在1950年左右，也就是我出生那会儿，当时的人口规模在1亿左右，也就是几亿。
这样一来，我就能为200万到300万的项目提供资金了。
现在我们谈论的是数十亿的数目，所以当然需要5000亿左右的国家预算。
这里的情况也差不多，如果我想传输高数据速率，就需要更多的带宽。
举个典型的例子，早期的模拟电视带宽大约为5 MHz。
数字部分只剩下大约1 MHz，再加上一点点。
至于GHz，这取决于我使用的是哪种带宽，以及当前需要传输多少数据，而这些都是动态调整的。
那么再谈谈带宽的问题，其实我刚才已经提过了：模拟广播容易受到干扰，而数字电视和广播则具有很强的抗干扰能力。
不过我只是顺便提了一下，数字电视存在一些微小的系统性错误。
如果我们当中有人是足球迷，请注意： 当一名身材矮小的球员——也许还穿着红色球衣——在绿茵场上奔跑时，只要仔细观察，就会发现他周围总有一道细线。
这虽然是个错误，但并不太引人注目。
从数学角度来说，这就是所谓的吉布斯现象——关于这一点，我就不再多说了。
那么，关于传输，我刚才已经说明了为什么需要这么高的频率。
每次传输都需要占用一定的频谱资源，即一个频段。
这不能与其他内容重叠。
而且，如果我拥有很多频道，那么我需要的带宽自然就更多；如果我想传输大量数据，需要的带宽就更多了。
所以是视频，就像我之前说的，MHz，数据量很大，10到100 MHz。
视具体情况而定，可能还能做得更多。
如果是6G的话肯定没问题——当然，这也要看你当时具体有什么需求。
好的，我之前已经口头简单提过这一点了，这是故意的，因为如果我只是口头讲述，人们会比一边看一边听时更专注。
也就是说：100 MHz 大致相当于——我需要数十亿欧元的预算，或者我需要以吉赫兹为单位的频谱预算。
而在图表的右侧，可以看到各种频段的带宽，例如UMTS（即3G） 所需的带宽，随后LTE的带宽已经明显更大，而现在的5G则需要更大的带宽。
正如刚才所说，这要视具体情况而定，处理上会比较灵活，但大致就是大家所想象的那样。
好了，现在我们可以说已经掌握了基础知识，接下来要讲的，姑且称之为关键要点。
以上就是目前的基础知识。下面再次展示这些光谱。
可以看出，5G所需的资源远比4G或LTE多。顺便提一下，LTE是“Long Term Evolution”（长期演进）的缩写。
这东西挺没来头的，还有不同的阶段。
现在，这对于生物学或潜在危害来说就变得有趣了。
有一个标准：频率越高，传输的能量就越大。
也许有人知道，无线电信号是一种波，但同时它也像一颗小炮弹或一个光子——就光而言，人们也称其为光子。
而且频率越高，这东西所蕴含的能量就越大。
如果这股5G电磁波被我的皮肤或眼睛吸收，它会达到一定的穿透深度，并被完全吸收。
假设我现在说的是100 MHz与8 GHz的对比，那么作用在我身上的每个能量包所携带的能量是后者的80倍。
它既是波，又像一个包裹，这取决于你从哪个角度来看。
这简直是最糟糕的事情了。
我曾在某次讲座或演示中听到过这样一句话：“是啊，这真不错”，或者我们看到了什么？
由此可见，频率越高，穿透深度就越小。
这是穿透深度，这是频率——两者都是对数表示。
否则，如果它是线性的，我们就什么也看不见了，我们只需记住：频率越高，穿透深度越小。
画面中这样描述道：“这很好嘛，这样就不会深入到里面去了。”
此外，我还接受过辐射防护方面的专业培训，因为我从事放射性物质相关工作已有多年。
那时我了解到，穿透深度越浅，效果就越差。为什么呢？
能量密度——无论是非电离辐射还是电离辐射，都无关紧要。
穿透深度越小，单位体积内储存的能量就越多。
我认为这一点不难理解：单位体积内进入的能量越多，就越有可能引发问题并造成损害。
人们其实曾相当天真地认为： 是的，电离辐射当然会造成伤害，这是显而易见的，但事实就是——后续发言者肯定会更详细地阐述这一点——这种非电离辐射同样存在问题。
所以，这可能就是整场演示中最重要的一张幻灯片了。
穿透深度小并非好事，而是坏事。
那么，在左侧我们可以看到一幅典型的5G示意图。
并非所有的5G——也就是说，偏远农村地区并没有5G——但在建筑密集的区域，其工作原理是： 不再使用单根天线，而是通过所谓的“天线阵列”（例如8×8个发射器），借助电子技术手段生成一个波束。
但说到“光束”，人们可能会联想到手电筒或激光，其实并非如此。
在准备这次演讲时，我起初也得先学一学。
我之前也大概是这么想象的。
但不是的，情况并非如此， 它们也被称为“铅笔射线”，而是更像这样：这是一种所谓的极坐标图。
这显示了当有若干根独立天线以协调方式发射信号时，信号强度在哪个方向上 最高；而我们观察到的0度方向，就是主波束——这些波束也被称为“波束”。
这种辐射并非局限于特定区域，也并非定向的，但与我们之前在球面波中看到的全向辐射相比，它在实际应用中显然要好得多。
它会精准地作用于需要它的人，并稍微影响其周围环境，而其他人则不会再受到太大影响。
这当然是个好现象，但处于辐射范围内的那个人——不仅是那个人，可能还包括偶然站在他旁边的人——自然也会受到影响。
但正如我之前所说，更大的危险其实来自自己的设备，至少当你像这样使用它时是如此。
如果使用免提功能，把手机拿在手里并这样握着，体验会好得多，所以我强烈推荐。
好吧，5G的频段是700 MHz，这里写着最高26 GHz，所以据我所知，5G的最高频段只有8 GHz——就像埃里温广播电台说的：“看情况！”
所以，如果是在农村地区，我就选用低频段。
为什么？因为这些信号几乎不会被空气吸收，所以我不需要在这个区域设置基站。
如果我想使用定向波束，也就是最高频段，那么粗略估算一下，大概需要100个较小的基站。这可要贵得多。
此外，还有中等范围和较窄范围。
情况大概就是这样。维尔斯比堡这个地方不算特别大，我觉得它大概属于中等规模吧。
而且，如果我们在一个大城市，那里很可能会有5G——不管是在今天还是不久的将来——毕竟要实现5G的技术部署，总需要一定的时间。
毕竟这也要花点钱。
好，那么现在——我这么说吧——我刚才只介绍了技术方面的情况，并稍微提到了可能存在的问题。
总体而言，我感到缺少所谓的“预防原则”。
事实上，在欧盟，迄今为止的一贯做法是：只有在通过合理的风险分析和风险评估，确信某项新技术确实安全可靠之后，才会将其引入。
在美国，情况则恰恰相反。
先做再说，然后观察情况，如果发生什么事，就及时采取措施加以控制。
我们亲爱的主持人罗尼刚才也提到了新冠疫苗，在那方面，“预防原则”早已不再适用。
就连我们前联邦总理都曾说过：“我们都是实验品。”
但我确信，在座的各位中，很少有人会甘愿当小白鼠。
因此，在移动通信领域，我认为在某些方面，预防原则并未得到遵守。
而且我几乎完全准时完成了这20分钟。
那么再总结一下：无线电波是肉眼看不见的，它们在真空中传播，而且速度极快。
而且，移动通信无疑有其实用价值，罗尼之前也提到过这一点。
不过，正如我刚才所说，预防原则实际上是适用的。
频率越高，能量输入就越大；对于密集建筑区，目前存在或将来会出现定向辐射。
一方面，这确实不错，因为整体辐射量会稍微降低一些；但另一方面，这又不太好，因为处于辐射束中的人所承受的辐射量就会稍微多一些。
是的，就这些。谢谢。
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