光子以光速传播,那为什么光子击中人体后,却一点事都没有?

首先,我们要先搞清楚一个概念,那就是光子。光其实兼具了粒子性和波动性。而光子只是光的一面。所以,这个问题我们可以翻译成光照到人体为什么会一点事都没有?但其实,我们要知道,光是一种电磁波,只是电磁波当中那些我们能看到的频段。

所以,实际上,这个问题又可以扩展成电磁波照到人体,为啥就会一点事都没有?而这个问题的本质其实就是辐射对人体到底有没有伤害?

我们可以下一个结论:一部分有,一部分不一定有,但到底有没有还要看剂量

那到底是咋回事呢?

什么样的辐射是对身体有害的?

首先,其实我们要搞清楚的是,为什么会有辐射?

实际上,任何高于绝对零度的物体都会向外辐射电磁波。我们人就会向外辐射电磁波,只不过这个电磁波不在可见光范围内,所以,我们自己看不到。

也就是说,我们平时接触到的很多东西都是带辐射的。如果再直观一点,很多人都有过篝火的经历吧?或者在家打开煤气,甚至是吃火锅,你都能够感觉到很热,这其实是热辐射。还有太阳照到身上感觉暖洋洋的,其实也是一种辐射。

所以,如果所有的辐射都是对身体有害,那我们早就玩完了。

一般来说,科学家按照辐射分为两类,一类叫做非电离辐射,一类叫做电离辐射

我们以前总说太阳光中的紫外线对身体不好,就是因为紫外线属于电离辐射。

那电离辐射和非电离辐射最大的区别是什么呢?实际上是能量。我们可以把电离辐射简单粗暴地理解成高能的电磁波和粒子,常见的就有紫外线,X射线,伽马射线等。(当然,不要着急,我们一会简单科普一下哪些场景会遭遇到它们。)

非电离辐射其实是一些低能的电磁波,比如:一部分的太阳光,红外线,微波,无线电波等。(所以,那些怕被手机辐射的人,咋就不担心晒太阳呢?明明阳光中电磁波的能量更大一些呀。)

我们能直接下结论,电离辐射一照就会致癌么?实际上,并不可以。套用一句常说的话,脱离剂量谈危害都是耍流氓。

电离辐射的剂量问题

其实上文我们也提到了,辐射是无处不在的,而电离辐射也是无法避免的,如果你说你一定要躲开电离辐射,让自己生活中完全没有电离辐射的存在,那只有一种办法:别活了

实际上,电离辐射只要控制在一定的范围,并不会引起很大的伤害。要了解这个问题,我们就得先搞清楚电离辐射是如何伤害身体的。

我们都知道,我们是由细胞构成的,细胞当中有细胞核和细胞器,细胞核当中又有一个关键的物质,那就是遗传物质DNA。这里储存着我们的遗传信息。

而电离辐射由于能量比较大,因此,对身体内的大分子是有致命的伤害。尤其是对DNA的伤害,电离辐射很有可能一下子把构成DNA的化学键打断甚至是拆散,那遗传信息就有可能错乱。

但这并不是说只要有电离辐射,DNA的遗传信息就会出问题,实际上,电离辐射恰好击中DNA的概率是非常低的,连1%的概率都不到。所以,只有当电离辐射达到一定量时,才有可能对身体照成伤害。那具体要多少才有害呢?

我们要先搞懂衡量辐射的单位,这里我们采用西弗(符号:Sv,1000毫西弗=1西弗),1西弗的意思是:每千克的体重吸收了1焦耳的热。所以,这其实是一个能量吸收的单位。

科学家发现,单次照射100毫西弗,会增加4.8%的癌症风险。但这里要搞清楚一点,如果低于100毫西弗,实际上并不会出现可观测的临床症状。(这里并不是等比例的关系,而是有或者没有的关系。)同时,我们要记住的是单次,而不是累积

如果你单次一口气照射了超过4000毫西弗,那基本上就没命了,一些核泄漏或者原子弹爆发的地方会出现这么高的辐射剂量。

那100毫西弗是什么概念呢?

我们上医院拍片:腹部的CT是10毫西弗,胸部的X光是0.2毫西弗。也就是说,这都是远远低于100毫西弗。

而且根据统计,在自然界也存在着电离辐射,这被我们称为本底辐射,全球平均是2.4毫西弗。也就是说,即使你啥也不做,也会遭受电离辐射,大概是每年2.4毫西弗的水平。但也有一些地球特别高,比如:伊朗的拉姆萨,每年大概是260毫西弗(累计值,不是单次)。

除了单次照射以及本底辐射,关于电离辐射还有很多相关的安全规范,甚至相关的机构组织(国际放射防护委员会,简称:ICRP)给出了专门的指导规范,只不过内容特别复杂,对于我们个人而言,记住整个单次照射不超过100毫西弗足以。

所以,我们可以来总结一下,电离辐射确实对人有伤害,但具体有多大伤害还要看剂量,这个剂量只要控制在单次不超过100毫西弗,就不会出现可观测的临床症状。

(PS:多说一句,世界上辐射剂量最高的地方是一些重度吸烟的人的肺里,香烟当中也有电离辐射,这当中主要是钋210的放射性,长期吸烟就会积累很多放射性在肺当中。)