用物理学告诉你路由器放哪儿信号最好

我们经常会有这样的烦恼：无线路由器信号太弱，不管怎样移动它都解决不了问题。 英国伦敦帝国学院的博士研究生Jason Cole用实验证明了路由器的最佳摆放位置，并撰写了一篇文章。全文如下：

电磁辐射听上去很可怕，大部分人都避而远之。但各种电磁波奠定了我们的感官与世界的互动方式。从让你看到眼前这些文字的光波，到把这些文字传输到你的笔记本或者手机上的Wi-Fi信号，都是电磁波在起作用。

几乎每一种形式的现代通信都是通过电磁波传输的。这些电磁波会传到你的汽车天线，会穿过墙壁所以你可以在室内通电话，电磁波还会被看似什么都没有的地球高空大气反射回来。

这是因为大气在高空（电离层，地球上空80到1,000公里处）变成了等离子体，在这种状态下原子会分开，原子的外层电子会摆脱原子核的束缚成为自由电子。等离子体对电磁场的反应非常强烈，会产生一些很有趣的特性，比如它会反射无线电信号，扩大无线电的传播范围。

高功率电磁波和等离子体之间的交互作用非常有趣。世界上最强烈的电磁波是高功率激光脉冲。欧洲原子核研究委员会在大型强子对撞机中使用电磁波来加速粒子，他们正是利用了高功率电磁波和等离子体之间的交互作用。

我们可以准确预测强电磁波和等离子体之间的相交互作用，因为其底层物理过程遵循麦克斯韦方程组。麦克斯韦方程组是19世纪物理学的重大发现，证明了光是电磁波的一种形式。

人工计算麦克维斯方程组冗杂而繁复，但上世纪60年底发明的一个聪明的算法可以让这个运算变得相对轻松，前提是需要一台性能足够强劲的电脑。

在了解麦克维斯方程组及其计算方法的知识之后，我最近把目光转移到了一个更简单却普遍存在的问题上，那就是怎样运用计算机模拟的方式，解决我所住公寓WiFi信号弱的问题。学术意义上的“足够强大”意味着拥有上万个处理器的几台超级计算机同时工作，在这里，我们只需要一部智能手机就能提供足够强大的运算能力。