這可是個罕見的故事。Erik Wooldridge在芝加哥附近的Morris醫院從事系統專家的工作。在安裝一套通用電氣的醫療核磁共振成像設備時，他接到了一個又一個手機故障的報告。隨後，幾塊Apple Watch也開始罷工了。
“我首先想到的是，肯定是核磁共振設備弄出了某種形式的電磁脈衝，那可就麻煩大了。”但如果真要是電磁脈衝的話，醫院裡的醫療設備應該也一塊兒罷工了才對，但其實它們都老老實實的在幹活。於是他開始深入調查，隨後發現所有發生故障的全是蘋果設備——技術人員的Android手機都安然無恙。而且問題還不小，出問題的手機和智能手錶加起來一共有40部。這到底是在搞什麼飛機？
我這一輩子什麼奇奇怪怪的故障沒見過？但還真就沒聽說過這麼奇怪的。Erik也一樣。“這些設備的狀況都很奇怪，大多數都徹底死透了。即便接上電源也沒法充電。而有一些則還能開機，但是似乎連不上蜂窩網絡。Wifi倒是沒問題，就是移動信號不行。”
他在Reddit的帖子裡如是寫道。就在回帖裡，其他系統管理員推測問題可能和用來給核磁共振設備散熱的液氦有關。於是Erik繼續查了下去，結果發現當時他所在的那棟樓真的發生了氦氣洩露的情況。
“我發現在把新磁鐵傾斜下來冷卻的時候，發生了氦氣洩漏的狀況。在5個小時裡，一共漏掉了大概120升液氦。核磁共振室沒有單獨隔離的空調通氣系統，所以其實是和醫院的其他部門‘共享’空氣的。我不知道這120升氦氣裡，有多少排到了室外，又有多少留在了醫院裡。液氦在氣化成氦氣之後，體積大概會膨脹750倍，所以漏掉的液氦大概變成90000升的氦氣。”我猜當天護士姐姐們的聲調肯定都是高高的了！(因為密度與空氣不同，人吸入氦氣後音調會變化)
隨著時間逐漸過去，那些失靈的蘋果設備開始一點點恢復正常，但並不是一點問題都沒有。“還是有幾部不大正常。事件過去之後，一臺iPhone依然有嚴重的信號問題，有幾塊Apple Watch手錶能開機了，但是觸摸屏在幾天之後都還不靈。”
他進行了一些分類工作，把有問題的設備分成了幾組。“所有出問題的都是iPhone 6之後的機型，而Apple Watch則什麼都有。據我所知，當時樓裡只有一部iPhone 5，而且也沒受到影響。所以問題就來了：到底什麼原因導致只有蘋果的電子設備才會出毛病？”
這事兒撩起了我的興趣，於是我聯繫了一些製造硅基“MEMS(Microelectromechanical systems微機電系統)”設備的哥們兒。這些微機電系統是世界上最小的機械設備之一(這裡是一張iPhone 4中陀螺儀的顯微照片，展示了這種微機電元件的內部)。現在，每個手機裡都有幾個包括微米級元器件的設備，比如陀螺儀和加速度傳感器。起初，我的想法和Reddit回帖中的一些人一樣，認為氦原子非常小，小到足以進入這些芯片中，影響這些機械元件的運行。
但這個理論有兩個問題：第一，不是隻有蘋果才在手機裡面用包括MEMS的陀螺儀——現如今是個手機裡面就有這玩意兒。但為什麼Android手機就沒事兒呢？也許是因為iOS有一個在陀螺儀數據出問題的時候會拖累整個系統的bug？但是這個bug還得同時影響Apple Watch——這東西可不是iOS系統的，它上面跑的是watchOS。此外，iPhone 6之前的設備也沒受到影響。看上去，這是個新的軟件bug，同時影響了iOS和watchOS。
那麼，除此之外還有可能是哪出了問題？其實，所有電子設備都還有一個關鍵的核心——時鐘。傳統上，這個時鐘一般都是個晶振(quartz oscillators，石英振盪器)，由晶體震動產生固定的頻率，通常這個頻率是32kHz。這東西一發明出來，就帶動了“石英”表的流行。如今，這些頻率發生器是每一個電子設備的心臟。
要是沒有了這個時鐘，所有系統就都歇菜了。CPU什麼的全都玩兒完。本質上，這個時鐘是現代電子設備們的心跳。
但是晶振本身也有些缺陷。如果溫度過高(或者過低)，晶振的頻率就不那麼準了。而且相對來說，晶振的體積也有點大，一般大概1毫米寬，3毫米長的樣子。為了把硬件做的越來越小，蘋果公司最近開始使用MEMS的時鐘/頻率發生器，這東西來自於一家名為SiTime的專業公司，來取代傳統的晶振。
具體來說，他們用的是一種型號叫SiT512的，“世界上最小、功耗最低的32kHz振盪器”。而如果這些MEMS元件的確容易受到氦氣影響，那我們就抓到罪魁禍首了！
振盪器失靈的確會造成Erik遇到的症狀，而他甚至做了個實驗重現了當時的問題。“我把一臺iPhone 8 Plus封進了一個充滿氦氣的袋子裡。現實中其實不是這種狀況，畢竟之前罷工的iPhone所暴露的環境中，氦氣濃度要低得多。不過，這樣的實驗依然可以支撐‘氦氣會導致iPhone故障’這樣的觀點。我錄了一段視頻，開著iPhone的屏幕顯示，上面跑了一個秒錶。大概8分20秒之後，這部iPhone死機了。什麼其他狀況都沒有。僅僅是屏幕上的秒錶不動了，僅此而已。不過屏幕倒是還一直亮著。”
我在自己的實驗室中重複了這個實驗。在徹底完犢子之前，iPhone 8在充滿氦氣的環境中堅持了大概4分鐘。
當然了，其實蘋果公司在給iPhone和Apple Watch配備的用戶手冊中早就承認了這個問題：
“暴露在高濃度的工業化學品環境中有可能損害iPhone的功能，包括接近蒸發的液化氣體，比如氦。…… 如果您的設備因此產生故障的跡象，通常都是可以恢復的。請將設備斷開充電電纜，並將設備通風一週。氦氣必須完全從設備中散出。在此過程中，電池會完全放空電量。一週後，請將您的設備與電源適配器連接，並充電一小時左右。隨後設備將可以再次正常開機。”
眾所周知，氦氣和氫氣的存儲都很困難，因為它們的分子都太小了。看起來，SiTime為了解決這個問題下了不少功夫。我在這家公司的常見問題(FAQ)中找到了這麼一段：
“MEMS振盪器的氣密性如何？
前幾代的EpiSeal諧振器可能受到高濃度小分子氣體的影響。新型的EpiSeal諧振器則完全不受小分子氣體的影響。如果您計劃在高濃度的小分子氣體環境中使用SiTime設備，請於本公司聯繫，我們將為您推薦適合該環境的部件。”
我很想知道類似的事情會不會影響其他類型的MEMS設備，所以我與為Pixel 3提供了影像穩定器的InvenSense Motion聯繫了一下。他們的高級營銷主管David Almoslino確認了這個問題。他對我說，他們的設備“在某種程度上對氦氣非常敏感。氦氣可以穿過用於密封的氧化物粘合劑，造成內部空腔氣壓上升。在我們的壓力傳感器中，氦氣可能造成精度暫時降低。在我們的陀螺儀傳感器中，氦氣可能造成偏轉量漂移，甚至讓諧振器暫時停止工作。至於加速度傳感器，氦氣可能造成的影響很小。所有InvenSense出品的元件在離開高濃度氦氣環境後都可以恢復正常。”
當然了，之所以你沒聽說過類似的狀況，是因為能造成這種故障的環境太罕見了。不過，MEMS設備的製造商們倒是對此心中有數，已經儘可能將問題最小化了。David對我說，“對於大多數生產密閉設備的公司來說，氦氣洩露試驗基本上都是標準操作了。”
所以，就是這麼回事兒了~氦氣分子非常小，就像很小很小的沙子一樣，能夠鑽進iPhone裡面，造成設備時鐘停擺，讓你心愛的手機暫時變磚。
本文譯自 iFixit.org，由譯者 Freez Sun 基於創作共用協議(BY-NC)發佈。
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