用超声波给手机充电的uBeam，是不是个圈钱骗局？

本文原载于 Tumblr 。

我本人把研究超声波当营生，也会研究特定波段会对某群细胞发生何种影响。我的合伙人写了一篇有关 uBeam拿到1000万美元融资 的文章，始料不及的是，这篇文章在Twitter，Tumblr，Y Combinator的Hacker News上广为传播，最后还上了Business Insider。一个小小的社会性评论能有如此广泛的影响，真是让人惊讶。

令人沮丧的是，讨论结果分裂成了两个阵营。

不过我不在任何一边。为什么呢？主要有两个原因：

• Meredith Perry有权尝试任何她想尝试的东西。
• 她需要搞清楚自己所需要的物理参数。

让我们深入讨论一下，把这两部分分开说说。

Meredith Perry有权尝试任何她想尝试的东西。

我坚信，如果一个人预感某件事有可能做成，那他就应该尝试一下。即使别人知道这是不可能的，即使别人已经把这事做了一遍又一遍，他依然有权利再亲力亲为地尝试一次。

为什么呢？

因为在学校里，教师教化学的方式就和1950年一样，人们认为技术课不如数学课值钱。我们学习了十几年，就是为了给其他人工作，当一个大系统里的小齿轮，我们被灌输任何事都有标准答案，我们学习是为了参加考试，而非为了学习本身，错误是个坏事情。我并不是说那些喜欢在大公司工作的人就一定比我们这些创业的差；我是说对那些有强烈渴望要自己动手的人来说，学校是个噩梦。

顺着类似的思路，我非常讨厌那种思维套路，即用Perry的教育程度来衡量她是否有资格做uBeam。不管她的简历上是怎么写的，我们谁都不知道她上学那会儿是怎么利用自己的时间的。你自己可以为考试而学习，或者为求知而学习，说实话，真正的学习似乎更多地发生在教室之外。我不知道她曾做过什么，如何应对压力，如何对她不知道答案的问题做出反应，或者她的团队是什么样子的。我不关心她的GPA；我更关心她是不是理解自己知道什么，不知道什么，身边是不是围绕着与她互补的人，还是她不断需要自我确证，为了泯灭不安全感，而与那些让她自己有优越感的人在一起？

我们都不知道问题的答案，除了（希望如此）uBeam的投资人。

她需要搞清楚自己所需要的物理参数。

让我们一次性地解决这个问题；用声波给手机充电，这在物理上是可能的吗？

是。

这是一个能量传输的过程；你将超声波积淀到一个设备上，该设备能将运动的空气分子的动能转化成电能。在能量传输的意义上，这是可能的。没人可以否认。

在我开始严肃的科学论证前，我必须给大家demo一下。它曾在Hacker News上被人拆解评测过，不过说得并不清楚。Perry提到的唯一参数是电压。电功率（P），单位通常是瓦特（W），等于电压（V）乘以电流（I）。如果没有测量电流，就没办法理解传输了多少能量，而瓦特是测量电量的基本方式。根据我们高中的物理知识，瓦特是焦耳每秒，焦耳则是将一库伦的电荷通过1伏电压需要的能量。为了精确理解能量输出是多少，我们需要知道每秒有多少库伦的电荷通过。你的iPhone标准充电器输出是5W。它的电压呢？因为我不能把它和我用的设备相比，所以这就是没有意义的。

要是你将生物体应用到这个等式时会发生什么呢？比如用户和他们的宠物？这会儿，你就离开了简单分明的工程数学世界，而开始在生物，物理，化学不可预知的暗角里探索超声波的影响。监管着大众健康的联邦机构设定了最大辐射值，因为人类要是暴露在高能能量下，生物组织就会发生病变，这些能量也包括声波。

首先，声波存在一个频谱。声波是压力波，对它们路经的物质进行震动性机械按压。声音传播需要介质，这也是为何声音不能在真空中传播（因此宇宙飞船不会制造噪音）。我们有着高度发达的器官，耳朵和大脑，它们只能识别并处理声波频谱上非常狭窄的一段。一些生物能够利用超声波频率进行回声定位。猫狗和其他小型哺乳动物在超声波范围内依然有听力。我们使用一定的频率来进行医疗成像。其他像高强度聚焦超声（HIFU），则用于烧掉经过仔细划定的组织，而不必把身体切开。其他频率强度的超声波可以用来对工具和珠宝进行机械性清洁，引起暂时性男性不育，加快骨折愈合。例如，我们会用超声波治疗早期黑色素瘤。

如果我们把这一大块知识适配到uBeam上，就知道uBeam使用的是20-120kHz的范围，强度是155 dB SIL，这是人能暴露于其中的合法剂量。

问题1.

猫狗分别能听到64kHz和44kHz的声音，大鼠和小鼠分别能听到76kHz和91kHz的声音。要是在这范围内使用声音，PETA（美国善待动物组织）应该不会跳出来干涉。

（要不要为此给宠物造个耳机？）

问题2。

根据第一手经验，要是暴露在27kHz和0.3W每平方厘米或者154.7dB SIL的声音之下，人类的角质形成细胞就会受到机械应力的损伤。

对此，你不应当掉以轻心，因为角质形成细胞是你的皮肤里类型最丰富的细胞。它们生产角蛋白，这是种至关重要的结构蛋白。它们非常强韧，一旦被超声波损伤，那么内部的非结构蛋白也会深受其害。

问题3。

基于我自己的实验经验，我只会在常规的工作时间后才会使用超声波，还会提前24小时提醒这一楼层额每个人，在实验室的门上放上警示牌，给我实验室区域的每个人提供泡沫耳塞，确保超声波打开时没有人在用动物活体做实验，以免它们受到影响。

（MHz超声波换能器会以非常有趣的方式影响人体细胞，比如充当临时的男性避孕药，因为它能对精子施加暂时的影响。我可不是在开玩笑；这可是个大事儿。）

问题4。

就算uBeam是在联邦允许的超声波能量的严格上限进行操作，也在小型哺乳动物的听觉范围之外，并且我们假定，这些频率会神奇地不会破坏生物组织。不过这种用超声波充电的方法，会比你直接把手机插墙上用的时间长100倍吧。

（潜在的修正：从字面上打破所有热力学我会很乐意接受我的技术统治者和愉快地期待着永动机和备用的解释量子物理学应该发生这种情况，但考虑到所有存在于所有其他组物理规律的例外情况，热力学都只有零例外，所以我倾向于相信它的绝对真理。那是什么？你不知道热力学？拿起麦奎里的副本，并了解一些关于宇宙是如何工作的严肃狗屎。我讨厌/喜欢这本书。）

（这家伙很可能会打破热的规律。）

问题＃5。

与问题3和问题4相关，让咱们把问题捋一捋，如果你在一个充斥着聚焦超声波束的房间里，波束足够强大，它所通过的介质（在uBeam的例子里是空气）成为非线性的了，空气的震荡会产生频率范围非常广泛的波束，因为波束的传播速度不同，它们就不会聚焦，而是会在不同的方向传播。由于二氧化碳的存在，在频率高于28kHz时空气就变成了分散的介质。这些传播的波束难以预测，无法控制，由于它们的传播频率会比最初的那束波低，它们或许就会降到人类能够听见的范围（上限大概是23kHz）。影响这一现象的因素包括空气温度，压力，海拔，二氧化碳浓度……而将它们都控制好几乎是不可能的。

所以，你看吧；你总不能造一个要求用户不在场的手机无线充电器，你的用户是人类，因此你必须谨记人类和宠物的忍受上限。而你的能量转移率一旦设定了上限，它就是缓慢低效的。从效率的角度来讲，我很好奇这种无线充电和直接插线充电相比，究竟谁的损耗大。

个人来讲，我看到的是一个好项目，这是个学习的绝佳机会，不过总体而言这个项目的水平充其量是学生级别。热力学并不是主观的东西，它不是魔法，无论你相信与否它都客观存在着。无论这个项目在谁手里，它都适用于相同的物理规则。

所以呢？

我不知道。我就是感觉很沮丧，一个本来可以是诚实简单的项目最后变成了一场响亮的人为公关活动，而这场活动都无法回答上高中的物理问题，想到uBeam失败会让我很难过。整件事情就是可悲而低劣的，这不仅仅是因为uBeam就是个精心策划的公关活动，而且它还会让大众不再相信科学，投资人不再相信创业项目。因此，Meredith Perry，期待你能拿出真正的产品来，不要再让硅谷的投资打了水漂。

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