歡迎收看不止遊戲第112期,我是喬伊。很多觀眾在電影和遊戲中,或多或少都見過這樣一個概念。EMP (electromagnetic pulse)
在遊戲《彩虹六號》中,可以使用EMP手榴彈,爆炸後將敵方幹擾和破壞敵人的電子設備。
電影《哥斯拉》中,穆託發出EMP,瞬間癱瘓美軍戰機,使其紛紛墜毀。《黑客帝國》也有人類使用EMP,來抵禦機械烏賊的入侵。以及動漫《校園默示錄》中,核彈爆炸後許多人的手機等電子設備也被摧毀。
很多觀眾通過這些表現,大概能推測出EMP能干擾和摧毀電子設備。
這期我就給大家講講EMP是什麼?EMP到底是虛構,還是真實存在的現象?它的威力真有這些作品所表現的那麼強力嗎?
EMP的中文名為:電磁脈衝。光看這個名字,加上電影和遊戲的大肆渲染,讓不少人覺得這是未來黑科技。
其實EMP並不神秘,它是真實存在的一種物理現象,並且是一種常見的現象。之所以常見,我相信各位都遇到過,只不過你們沒注意而已。
不少觀眾朋友小時候看電視或者玩電腦,突然天色變暗,開始打雷下雨,家長就會讓你把電視電腦關掉,拔掉插頭。
如果你玩的正嗨,磨磨蹭蹭不想關,免不了被大人一頓罵甚至「竹筍炒肉」。之所以要在打雷時關掉電器,拔掉插頭。就是因為如果雷電劈下來,在一瞬間會釋放「雷電電磁脈衝」(LEMP)。哪怕你電器並沒有開,但還接上電源插頭,雷電電磁脈衝也會順著電源傳進電器中,燒毀這些脆弱的電子元件。
這就是為什麼打雷會把電視機,電腦等電器打壞的原因。
電磁脈衝,通過脈衝這個詞大家就能看出,持續時間通常只有零點幾秒,最長不超過1秒鐘。你可以把EMP簡單的理解為,一種在短時間內散發出很強的能量。這個能量以空間輻射傳播形式,向周圍呈波狀散發,就如同海嘯掀起一個巨大的海浪一樣快速襲來。幹擾電子設備裡的電流。輕則讓整個設備關閉失靈,嚴重的就會對設備造成無法修復的損傷,甚至是燒毀整個設備。
像遊戲和電影中使用EMP炸彈等武器,爆出的一大團電弧電火花或者衝擊波,實際上是虛構的。說白了主要就是為了好看,也是為了讓大家直觀的看到現象。真實的EMP是不可見的,同時對生物體直接沒有傷害。同時EMP只會對電子元器件產生影響,不會對幹擾機械設備。《速度與激情8》中,很多人就很疑惑為什麼車裡的EMP設備發射後,能把直升機給幹下來,但汽車還能繼續開。
電影中的這輛1970款普利茅斯GTX,它的結構中幾乎沒有電子設備,因此不會受EMP影響。要是換現代一點的汽車肯定就會被幹擾。當然這個橋段還是有一定藝術加工的成分出現。
EMP的產生原因主要有兩種,一種是自然因素,一種是人為造成。
自然因素包括剛才說的閃電,還有就是太陽風暴,當太陽爆發劇烈活動時釋放出大量能量,並噴發等離子體雲,產生巨大的電磁脈衝。
1859年9月1日「卡林頓事件」,人類有史以來經歷過的最大一次超級太陽風暴。
那天的太陽超級風暴,讓全球各地都看到了極光,把原本寧靜的夜晚照的如白晝般明亮。不少人剛洗了睡就以為天亮了,又要起來搬磚了。
當時越洋聯繫的北美和歐洲,不僅所有的電報系統全部失靈。電報塔架開始莫名其妙的擦出火花,電報機也跟著自發的著火冒煙。
EMP一般來說不會直接對生物造成傷害,但如果生物靠近或者佩戴一些電子設備,就可能被關聯誤傷。所以當時一些正在工作的電報員,就這樣戴著耳機被電死了。
不過好在當時的電力系統沒有今天這麼發達,所以影響的範圍和造成的損失並不算巨大。
而太陽風暴所造成的電磁脈衝,距離我們最近的一次,應該就是1989年「魁北克事件」了。
1989年3月13日凌晨,一股強烈的磁暴襲擊了地球,讓遠在美國南方的德州人都看到了明亮的極光。由於當時正處在冷戰時期,嚇得不少人以為核大戰爆發了。
這次電磁脈衝幹擾了無線電信號和氣象衛星,並摧毀了加拿大魁北克省的電力供應。不僅遭受了9個小時的電力故障,還實行了長達11個月之久的電力管控。
拋開這些自然產生的電磁脈衝,還有人為造成的。其中最典型的便是核爆。
人類第一次發現EMP現象,便是在核爆中發現的。
核爆產生γ射線會與周圍介質中的分子、原子相互作用,激發並產生大量高速運動的電子。這些電子受到地球磁場的作用,會進一步產生瞬間超強電磁輻射。在爆炸中心幾千米範圍內電場強度可達到每米幾千伏到幾萬伏,並以光速向四周傳播。
在這一範圍中的電子設備都將產生感應電磁場,繼而受到幹擾甚至燒毀。
這樣有觀眾肯定想問,那當年二戰美軍在日本投的兩顆核彈,何為爆炸後,投彈的B-29轟炸機沒有受到電磁脈衝幹擾墜機呢?
在二戰的兩次核彈爆炸中,人們還發現了一個有趣現象。那便是低空的核爆產生的脈衝效果有限。如果核爆炸的高度在10公裡以下時,γ射線的電子會迅速被周圍的空氣粒子阻擋而停止,導致作用範圍被限制。
所以當時在廣島和長崎上空500-600米處引爆的原子彈,只造成了較小範圍的電磁效應。
而在《使命召喚6》中,普萊斯將核彈發射到高空核爆,就是為了拋去核彈的衝擊波殺傷。反而利用核爆的副產物——EMP進行攻擊。高空核爆的γ射線電子因為沒有空氣的阻擋,能在高空擴散到很大的範圍。因此北美大半的地區都受到了EMP的幹擾,使得風頭正盛的俄軍受到嚴重打擊。
60年代《不擴散核武器條約》籤訂後,再加上冷戰的劍拔弩張。讓大國們不能再輕易使用核武器了。畢竟一搞不好以後只能撿瓶蓋,睡地鐵站。
但核彈帶來的EMP卻非常吸引人。既不殺傷有生力量,卻能瞬間癱瘓敵人的電子設備,猶如「第二原子彈」。
有沒有什麼辦法把EMP這一副作用單獨提取出來,做成武器對敵人使用呢?
70年代開始,大國們開始研製電磁脈衝武器,一般武器級的EMP炸彈通常分為:有核電磁脈衝和無核電磁脈衝這兩種結構,有核電磁脈衝在某種意義上來說算核彈,所以一般不是發展重點,無核電磁脈衝才是發展方向,美軍之前在伊拉克戰爭中用的便是一種定向武器,利用高功率微波對電視臺和雷達發起攻擊,效果還是有那麼一些,但當時實驗的目的性偏多。
目前EMP小型化,理論上是可以做,甚至我們自己都動手搞了一個。用一次性相機拆下部件,然後焊接好電路板重新纏線圈,可以對一些小電器產生定向幹擾效果。但問題在於,這種小型化的EMP效果很差。半米都沒有,而且還不一定起效果。自己玩玩還湊合,但軍用基本不現實。
彩虹六號中的EMP手雷,我以前說過現實中不存在的。但我現在要打自己臉了,沒想到還真有。
但我只打半邊,因為這玩意只是長的像,但作用原理並不一樣。遊戲中是個EMP手雷,內部結構是一個微型核反應堆,這個肯定不現實。目前以色列研發的一款新型電子戰手雷(EWG-Electronic Warfare Grenade)。現有的資料顯示它並不會爆炸,只是用於屏蔽一個區域的炸彈引爆裝置,其實相當於一個手雷造型的信號屏蔽器。
所以現階段小型化的無核EMP武器並不現實,不用微型核反應的原理就不可能有好的效果。就跟我自己搞的一樣,當玩具玩玩還可以,想用於實戰還是不可能。
用微型核反應的原理,在現實中並不好辦到,因為再怎麼樣也是核反應,這種小型化設備很難控制效果。
所以現階段不管是遊戲還電影,出現的小型化EMP武器,基本都是是虛構的。
不過不排除有一種可能,已經有大國研製出來了,不過還處於試驗階段。目前都屬於尖端的絕密技術,沒有公開和實戰案例。
對於EMP的攻擊,那有沒有防禦手段?
彩虹六號Thatcher的資料中,許多幹員非常畏懼它的那枚EMP手雷,其中就提到如果要防禦EMP,只得依靠「法拉第籠」。
法拉第籠(Faraday cage),就是用金屬或者是導電材料做成的籠子,它的作用就是防止電磁場進入或逃脫的金屬外殼。
因為金屬材料的特性,外部的電場會停留在導電體表面,抵消電場在內部的影響。所以從理論上講,製作合格的法拉第籠是可以抵擋一定程度的電磁脈衝。
但這些「法拉第籠」要視結構和材質來判定抵禦程度。EMP產生的電磁波透射深度有限,想要穿透屏蔽需要很大的能量。
如果EMP的功率過大,如核爆和太陽風暴產生的EMP也不一定能擋。
另一個和EMP有類似效果的,還有一個叫「石墨炸彈」。
石墨炸彈(graphite bomb)又被稱為「電力殺手」,它是由裝滿石墨絲線軸的金屬罐,和爆炸裝置組成。
使用時,從飛機或者搭載飛彈中射出,爆炸裝置就會引爆,那些經過特殊處理的石墨絲就會破碎成非常細小的碎片,從金屬罐中噴出。然後散布在變壓器和電源線上,就會造成短路,隨之在一定範圍內,破壞所有的電力供應。
在上世紀90年代的海灣戰爭中,石墨炸彈首次實戰亮相。
當時美國海軍利用巡航飛彈,向伊拉克發射了石墨炸彈,這次襲擊獲益匪淺,足足毀壞了伊拉克85%的電力系統。
無獨有偶,北約在1999年5月,同樣是利用石墨炸彈,導致塞爾維亞全國70%的電網陷入了癱瘓。
可以說在現代戰爭中,這些針對打擊電力系統的武器,還是有著十分關鍵的作用。
最後我們重新來聊回EMP的作用和未來,作為一種自然的物理現象,人類會逐漸對其產生的危害進行一定防護。
而對於武器,EMP將可能成為未來一個巨大發展方向。正如大家在電影和遊戲中見到的那樣,EMP武器基本成為一種標配。
因為EMP便是一種,你科技越強它對你傷害越大,你科技越弱反而沒什麼傷害的東西。
同樣的EMP,對付古代軍隊就沒有任何作用,而對於現代科技裝備越發達的軍隊,危害就越明顯。EMP的攻擊不但使擁有大量電子元件的坦克,軍艦,飛機等載具無法使用,也會直接對身上佩戴不少電子設備的士兵造成傷害。
就光現在EMP對戴有植入式心臟起搏器的人而言,都可能讓其陷入致命的危險。更何況未來有一天進入賽博朋克的世界,人類身體中若是植入不少電子設備,EMP將成為大規模殺傷性武器。
不過我相信這種東西有矛便有盾,有盾更有矛。正如我之前給大家講的防彈衣和子彈。人類的科技發展逐步提升,也會逐漸抵禦EMP造成的幹擾和傷害。