如何用一种气体"毒死"iPhone
Erik Wooldridge是芝加哥附近一家医院的系统工程师。2018年，他在外国贴吧Reddit上发了个帖子，想让网友帮忙解答一个让他困惑的现象。
Erik当时正在给医院安装一套来自通用电气的核磁共振成像设备。结果安装过程中，他接到了医院里一个又一个手机故障的报告。很快，医院里的几块Apple Watch也开始罢工了。
Erik吓出了一身虚汗。”我首先想到的是，肯定是核磁共振设备弄出了某种形式的电磁脉冲，那可就麻烦大了。”
但冷静下来后，他很快意识到，如果真要是自己搞出了电磁脉冲的话，医院里的医疗设备早就应该也一块儿停工了才对。但其实除了几个医生说自己的苹果手机不正常之外，医院依旧井然有序，远没有电子设备一瞬间全完蛋了的混乱场面。
于是Erik继续深入调查了一下，但是却越查越奇怪了——出问题的全是苹果设备——iPhone、Apple Watch，医院里用Android手机的人都表示自己的设备安然无恙，完全没受影响。而且从数量上，这显然不是个偶然事件——Erik在医院里陆陆续续接到了将近40部iPhone和Apple Watch故障的报告。
“我这一辈子什么奇奇怪怪的故障没见过？但还真就没听说过这么诡异的。”Erik在Reddit的帖子里如是写道，”这些设备的状况都很奇怪，大多数都彻底死透了。即便接上电源也没法充电。还有一些就算能开机，但是似乎连不上蜂窝网络。WiFi倒是没问题，就是移动信号不行。”
很快，Erik在Reddit的帖子就得到了回应。一些脑子活络或者有类似经验的网友提醒他，这个问题估计和核磁共振设备中用来制冷的液氦有关。
Erik顺着这个线索查了下去，果然发现当天在安装核磁共振设备时，医院真的发生了氦气泄漏的情况。
“我发现在把新磁铁倾斜下来冷却的时候，发生了氦气泄漏的状况。在5个小时里，一共漏掉了大概120升液氦。医院的核磁共振室没有单独隔离的空调通气系统，我不知道这120升氦气里，有多少排到了室外，又有多少留在了医院里。液氦在气化成氦气之后，体积大概会膨胀750倍，所以漏掉的液氦大概变成90000升的氦气。”
（所以，当天医院里护士姐姐们的声调肯定都是尖尖的……吧）
随着时间流逝，那些失灵的苹果设备开始逐渐恢复正常，但并不是一点问题都没有。Erik发现即便经过几天之后，一台iPhone依然有严重的信号问题，有几块Apple Watch虽然能够开机了，但是触摸屏还是有好几天的时间都不灵。
Erik开始梳理故障设备的信息。首先所有出问题的iPhone都是iPhone 6之后的型号。据他所知，在安装核磁共振设备的当天，医院里其实有人用着iPhone 5，但显然这种老型号的iPhone和Android手机一样没受到影响。至于Apple Watch则什么型号都可能出问题*（但其实即便是初代Apple Watch，也是晚于iPhone 6一年才发布的了）*。
所以，问题就变成了，为什么同样暴露在氦气中，只有（相对新型号）的苹果设备出了问题，而同样是智能电子产品的Android手机则安然无恙呢？
专精于拆解电子设备的iFixit网站进行了进一步的深入调查。和Reddit上回帖的一些人一样，iFixit的编辑很快将目光集中在了手机中的硅基MEMS设备上。
MEMS全称Micro Electro-Mechanical Systems，或者叫微电机系统。基本上可以理解为使用制造大规模集成电路技术（比如光刻），制造的微型机械结构与电子电路的结合体。如今，每个手机里的陀螺仪和加速度传感器几乎都是这些微米级的机械元件。只要你曾经让手机在旋转时自动转动画面，或者开车时用过地图导航，那么基本上背后都有这些微型机械设备的功劳。
一些MEMS原件在工作时依赖真空环境来保证高灵敏度，需要保持良好的密封性才能正常。但是氦气作为分子量只有4的气体，分子直径只有大约0.26纳米，是已知最小的单原子分子之一，极易穿透各种微小的孔隙。很可能氦气小到足以渗入这些失效设备的MEMS中，破坏了零件的气密性，又进一步影响了整部智能手机或者手表的运行。
但这依然很难解释两个问题：
第一，即便在2018年，智能手机中已经普遍安装了MEMS的陀螺仪和加速度计，不是只有苹果设备中才有。那么，为什么同样暴露在氦气中的Android设备没发生故障呢？
第二，为什么只有新型号的iPhone才出了问题，而老型号的iPhone 5 就幸免遇难了呢？
iFixit起初猜想是新版的iOS系统中存在Bug，导致当iPhone 6以及更新型号的苹果设备中的陀螺仪或者加速度计出问题的时候，由于软件系统的拖累，直接影响了整部设备的运行。
但这个解释需要的巧合有点儿多。首先，陀螺仪或者加速度计这种相对独立的原件，在故障之后要因为这个bug，能够把整个系统搞瘫痪。其次这个bug还得同时能够影响到iPhone和Apple Watch。最后这个bug还得是新版本的软件中才引入的。
但iFixit很快发现其实问题没有那么复杂。因为，在iPhone 6之后的型号中，除了陀螺仪和加速度计，苹果还把设备中更核心的关键功能交给了MEMS。
所有电子设备都还有一个至关重要的核心——时钟。传统上，这个时钟一般都是个晶振*（quartz oscillators，石英晶体振荡器），通过压电效应（或者准确的说是逆压电效应。这种现象最早是由皮埃尔·居里和雅克·居里在100多年前发现的。对，听起来耳熟就对了，皮埃尔·居里就是大名鼎鼎的居里夫人——玛丽·居里的丈夫）*，让晶体产生固定频率的震动，并且让这种震动成为电子设备中的一种标准”时钟”
要是没有了这个时钟，所有系统就都歇菜了。CPU什么的全都玩儿完。本质上，这个时钟是现代电子设备们的心跳。
但是晶振本身也有些缺陷。比如温度过高或者过低，晶振的频率就会变得不那么准了。但这种缺陷其实并不严重。最关键的是，晶振的频率由其物理尺寸（主要是厚度）决定的，但过薄的石英片机械强度很低，非常容易碎裂，难以稳定加工和封装。而在对现代智能手机来说，机身的空间可谓”寸土寸金”，手机厂商总会想出各种奇奇怪怪的方法，去替换掉一个没法缩小体积的零件。
所以，为了把硬件做得越来越小，从iPhone 6开始，苹果公司在开始使用MEMS的时钟/频率发生器，取代了传统的晶振。
好了，至此iFixit算是破了案。以iPhone 6为例，其中使用了一种型号为SiT512的”世界上最小、功耗最低的32kHz MEMS振荡器”，而这些MEMS元件的确容易受到氦气影响
Erik甚至做了个实验重现了当时的问题。”我把一台iPhone 8 Plus封进了一个充满氦气的袋子里。现实中其实不是这种状况，毕竟之前罢工的iPhone所暴露的环境中氦气浓度要低得多。不过，这样的实验依然可以支撑’氦气会导致iPhone故障’这样的观点。我录了一段视频，开着iPhone的屏幕显示，上面跑了一个秒表。大概8分20秒之后，这部iPhone死机了。什么其他状况都没有。仅仅是屏幕上的秒表不动了，仅此而已。不过屏幕倒是还一直亮着。”
iFixit也在自己的实验室中重复了这个实验。在彻底完犊子之前，iPhone 8在充满氦气的环境中坚持了大概4分钟。
其实，苹果公司在给iPhone和Apple Watch配备的用户手册中早就承认了这个问题：
“暴露在高浓度的工业化学品环境中有可能损害iPhone的功能，包括接近蒸发的液化气体，比如氦。”……”如果您的设备因此产生故障的迹象，通常都是可以恢复的。请将设备断开充电电缆，并将设备通风一周。氦气必须完全从设备中散出。在此过程中，电池会完全放空电量。一周后，请将您的设备与电源适配器连接，并充电一小时左右。随后设备将可以再次正常开机。”
（只不过，真的有人买新手机会看用户手册吗？）
当然了，之所以你没听说过类似的状况，是因为能造成这种故障的环境太罕见了。不过，MEMS设备的制造商们倒是对此心中有数，已经尽可能将问题最小化了。一家生产MEMS影像稳定器的厂商对iFixit表示，”对于大多数生产密闭设备的公司来说，氦气泄漏试验基本上都是标准操作了。”只不过，总还是会有极端情况嘛。
所以，就是这么回事儿了——氦气分子非常小，就像很小很小的沙子一样，能够钻进iPhone里面，造成设备时钟停摆，让你心爱的手机暂时变砖。
下次你要是想恶作剧，就可以试试买个氦气球对着别人的手机吹吹试试看了。
尾巴
这篇稿子本来是2018年我翻译的一篇iFixit的文章，当时投给煎蛋网了。这次翻出来是因为突然发现微信公众号送了我一个”助推工具”，大概就是能让这个号的文章有更多人看见吧。
但这个工具还是限期使用的，而我这种”年更博主”鬼知道什么时候才会憋出下一篇东西来（想写的一个关于胡萝卜的文章还停留在开了小一百个标签页查资料但还只字未动的状态）。
所以，本着有便宜不占的原则，我就把之前这篇自己觉得很有意思的稿子再整理整理发出来了。如果您真的因为这个不知道有啥用的助推工具看到了它……这么有缘都不点赞转发一下吗？