筆者在《日經(jīng)電子》11月28日的特輯中撰寫了題為“無(wú)線供電誰(shuí)拔頭籌”的報(bào)道。最近，關(guān)于無(wú)線供電的報(bào)道似乎格外多，這說(shuō)明了技術(shù)開發(fā)競(jìng)爭(zhēng)和實(shí)用化的進(jìn)展變化之快。順便一提，《日經(jīng)電子》的“NE Academy”技術(shù)解說(shuō)專欄也在刊登題為“從根本上理解‘磁共鳴（磁共振）’型無(wú)線供電”的連載（全5回，現(xiàn)在連載到第2回）。

首先提出這種磁共鳴方式無(wú)線供電技術(shù)的是美國(guó)麻省理工大學(xué)（Massachusetts Institute of Technology，MIT）的研究員Marin Soljacic。筆者第一次采訪Soljacic是在2007年2月。因?yàn)橹皇情喿x論文很難相信“電力可以相隔數(shù)m或者更遠(yuǎn)的距離無(wú)線傳輸”。筆者說(shuō)服覺得“通過(guò)電話或郵件交流就可以”的Soljacic，從美國(guó)西海岸趕往位于東海岸波斯頓的MIT，在兩個(gè)小時(shí)內(nèi)問(wèn)了很多的問(wèn)題。如此一來(lái)，筆者才真正相信“這是真的”。

采訪的內(nèi)容已經(jīng)刊登在了2007年3月26日刊特輯“電源也將無(wú)線”之中。但礙于報(bào)道的版面，文中無(wú)暇談及技術(shù)詳情，很多地方?jīng)]能盡述，令人頗感遺憾。

但不久后筆者聽聞，在日本國(guó)內(nèi)的技術(shù)人員之間，出現(xiàn)了對(duì)MIT技術(shù)的諸多誤解、疑問(wèn)乃至批判。雖說(shuō)不太清楚原因，但多數(shù)誤解似乎都與筆者沒有盡述采訪的內(nèi)容有關(guān)，令筆者頗感遺憾，或者說(shuō)是抱歉。再加上采訪的內(nèi)容只能以報(bào)道的形式公開，筆者雖然有意在日后將其寫成報(bào)道，但時(shí)間一拖就過(guò)了5年。

這一次，筆者久違地得到了撰寫無(wú)線供電特輯的機(jī)會(huì)，這是把積攢的采訪內(nèi)容和盤托出的絕佳機(jī)會(huì)。但又因?yàn)榘婷娴膯?wèn)題，單是新的采訪內(nèi)容就已經(jīng)占盡了版面，除了部分內(nèi)容之外，其他又只得再度塵封。所以在記者博客中，筆者將選取集中幾項(xiàng)，匯總Soljacic當(dāng)時(shí)的回答。

疑問(wèn)1：頻率只能是10MHz嗎？

首先，在日本技術(shù)人員的質(zhì)疑中，第一個(gè)讓筆者感到吃驚的便是“共振頻率只能是10MHz嗎？”。當(dāng)然，在如今，這個(gè)疑問(wèn)可以算“已經(jīng)解決”了，但在2～3年之前，“技術(shù)人員之間還存在著不是10MHz不行的‘MIT魔咒’”（日本某大學(xué)的研究員）。

其實(shí)，筆者在當(dāng)初的采訪中也曾問(wèn)過(guò)Soljacic“頻率如何選擇”。他的回答如下。

Soljacic：頻率與系統(tǒng)尺寸和電力傳輸?shù)目尚芯嚯x密切相關(guān)。例如，作為傳輸介質(zhì)使用的磁場(chǎng)在附近的擴(kuò)散取決于該頻率電磁波的波長(zhǎng)，或者作為共振器的線圈的尺寸和形狀。并不是因?yàn)楣缠Q式無(wú)線傳輸存在特定的頻率和系統(tǒng)尺寸。換言之，只要適當(dāng)調(diào)整頻率和線圈的尺寸，電力傳輸?shù)目尚芯嚯x也可以大幅延長(zhǎng)。假設(shè)頻率在1MHz左右或以下，線圈直徑大到6m，在附近的擴(kuò)散就會(huì)達(dá)到數(shù)十m或更遠(yuǎn)，如果以電力打比方，恐怕可以傳輸?shù)?0m開外。相反的，如果希望縮小包含線圈在內(nèi)的系統(tǒng)，那就需要把頻率提高到10MHz以上。

如果當(dāng)時(shí)把這些內(nèi)容寫入報(bào)道，恐怕就不會(huì)出現(xiàn)“MIT魔咒”的說(shuō)法。但在最近采訪日本國(guó)內(nèi)的研究員時(shí)，對(duì)方曾經(jīng)表示，就算Soljacic的話在數(shù)學(xué)上是成立的，也不代表所有假設(shè)都能實(shí)現(xiàn)。理由是隨著頻率的改變，安裝上的困難會(huì)激增。例如，如果因此擴(kuò)大或縮小線圈，在線圈有限粗細(xì)的影響下，共鳴需要的線圈的電容（C）和電感（L）的平衡就會(huì)崩潰，無(wú)法得到需要的共振頻率。實(shí)際上，要想在小型系統(tǒng)上進(jìn)行安裝，可以采用在連接線圈的電路中追加個(gè)別部件的電容，彌補(bǔ)C的方式。

疑問(wèn)2：共鳴與共振有區(qū)別嗎？

在日本國(guó)內(nèi)，還有一個(gè)疑問(wèn)是共鳴與共振有什么區(qū)別。關(guān)于這個(gè)問(wèn)題，筆者曾經(jīng)詢問(wèn)過(guò)Soljacic：什么是共鳴（resonance）？

Soljacic：共鳴是指相隔一段距離的兩個(gè)物體或共振器以相同頻率振動(dòng)，同時(shí)交換能源的現(xiàn)象。舉身邊事例的話，把兩個(gè)固有頻率相同的單擺與一根支持棒相連的“耦合擺”比較容易理解。耦合擺之中的單擺A以固有頻率開始振動(dòng)后，振動(dòng)會(huì)傳導(dǎo)至另一方的單擺B，其振動(dòng)又會(huì)返回到單擺A，周而復(fù)始。如果假設(shè)沒有損失，而且不設(shè)置導(dǎo)出能量的機(jī)制，那么，能源就會(huì)永遠(yuǎn)往返于兩個(gè)單擺之間。共鳴式無(wú)線供電的機(jī)制與之幾乎等價(jià)。在自然界中，像這樣傳導(dǎo)能量，因交換能量而密切結(jié)合在一起的現(xiàn)象非常之多。例如，構(gòu)成原子核的質(zhì)子和中子就是這樣結(jié)合的。共鳴型無(wú)線供電技術(shù)的直接靈感也來(lái)源于原子核的共鳴。

共鳴與共振在英語(yǔ)里本來(lái)就沒有區(qū)別，沒有問(wèn)的必要。在把Soljacic的“resonance”翻譯成日語(yǔ)的時(shí)候，筆者猛然意識(shí)到共鳴和共振兩個(gè)選擇，著實(shí)煩惱了一番。在那時(shí)，筆者想起了電路的共鳴，例如LC電路的共鳴。LC電路只要一開始振動(dòng)，電流（或電壓）就只在一個(gè)電路中振動(dòng)，不與任何地方雙向交換能量。從力學(xué)的角度來(lái)說(shuō)，LC電路等于一個(gè)單擺，或是帶彈簧的振子。L和C的數(shù)值雖然會(huì)決定固有頻率，但僅憑如此不會(huì)出現(xiàn)共鳴。如Soljacic所說(shuō)，共鳴出現(xiàn)在耦合擺之中。只有相互振動(dòng)的“對(duì)方”存在，而且能量可以雙向交換，才能夠叫做共鳴。

LC電路也叫做LC共振電路，這恐怕是因?yàn)檎駝?dòng)是在電波等來(lái)自外部的振動(dòng)介質(zhì)的頻率與固有頻率一致時(shí)開始的緣故。但是，如果將其置換為力學(xué)系統(tǒng)，這不過(guò)是1個(gè)振子在外部的激勵(lì)下獨(dú)自振動(dòng)罷了。

說(shuō)句實(shí)話，直到最近筆者都不記得當(dāng)初為何要把resonance翻譯成共鳴。原因之一是這兩個(gè)詞在英語(yǔ)中幾乎沒有區(qū)別。LC共振電路在英語(yǔ)里也叫LC resonant circuit。Soljacic也曾經(jīng)把歌劇演員用聲音振碎酒杯的現(xiàn)象叫做共鳴（resonance）效果。也就是說(shuō)，resonance不只意味著能量雙向交換。要是先考慮到這一點(diǎn)，就會(huì)覺得共鳴和共振其實(shí)是一回事。但回想起采訪當(dāng)時(shí)Soljacic對(duì)于共鳴的“定義”，按照日語(yǔ)中共鳴與共振的區(qū)別，選擇共鳴還是有根據(jù)的。

第三個(gè)疑問(wèn)是在磁共鳴方式的無(wú)線供電中，能否在有負(fù)載時(shí)保證高共鳴（或高Q值）。這是如今技術(shù)人員也會(huì)提出的疑問(wèn)。

在第一次采訪Soljacic的時(shí)候，也就是MIT通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行展示之前，由線圈等部件組成的理論系統(tǒng)中沒有復(fù)雜。“當(dāng)理想的共鳴狀態(tài)加入負(fù)載時(shí)，能否維持共振、提取能量？”這是前往MIT之前筆者最大的疑問(wèn)之一。在采訪之前筆者就注意到了共鳴方式的無(wú)線供電系統(tǒng)與耦合擺的相似性，但卻想不到如何才能在不破壞共鳴狀態(tài)的情況下，從一側(cè)單擺中提取能量。例如，如果用手觸碰處在共鳴狀態(tài)的一只單擺，通常單擺會(huì)停擺。筆者向Soljacic提出了這個(gè)疑問(wèn)。

Soljacic：這個(gè)問(wèn)題很好，那也是我們的核心技術(shù)。現(xiàn)在可以透露的是，當(dāng)有負(fù)載的時(shí)候，系統(tǒng)的參數(shù)當(dāng)然會(huì)發(fā)生改變，因此需要?jiǎng)討B(tài)適應(yīng)。而且，考慮到能量往返于兩個(gè)線圈之間，從一個(gè)線圈向另一個(gè)線圈輸送的能量需要在最佳時(shí)機(jī)收獲。我們已經(jīng)開發(fā)出了相應(yīng)的技術(shù)，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)已經(jīng)開始。如果（采訪）再晚個(gè)2～3個(gè)月，或許就可以向你展示了。

雖說(shuō)回答并非都是正面，但與他們?cè)诋?dāng)時(shí)就認(rèn)識(shí)到了這一課題相比，共鳴方式的無(wú)線供電反而讓人感覺所言非虛。而且，采訪Soljacic過(guò)了大約3個(gè)半月，利用實(shí)際系統(tǒng)點(diǎn)亮60W燈泡的論文在學(xué)術(shù)雜志《科學(xué)（Science）》公開發(fā)表。

筆者與Soljacic之間還有不少提問(wèn)和有趣的回答，但這次因?yàn)槠^(guò)長(zhǎng)就此打住，希望下次有機(jī)會(huì)能夠繼續(xù)介紹。（記者：野澤哲生，《日經(jīng)電子》）