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作者:吴一千 首发百家号|聚焦「第一手」资料,深度解析科学、科技知识!
大规模集成电路以及晶体管的诞生,大大降低了信息传播的成本,让人类从工业社会步入了信息社会。上世纪90年代,互联网技术蓬勃发展,到了21世纪,电脑和手机的普及,让信息的生产和传播变得极为廉价,人类生产的信息量,正在经历指数级飞跃。
而这些信息的存储位置,分布在手机或电脑的硬盘中,云端服务器的硬盘中,甚至你的U盘里。存储和读取这些信息,需要耗费一定电力,随着信息的增加,还需要生产新的硬盘去存储。当存储的信息以指数级增长时,耗费的电力和硬盘材料的数量会是怎样的情形呢?
信息是看不见摸不着的,但存储信息,需要费电,以及存储信息的介质。根据爱因斯坦的质能方程E=mc^2可以知道,质量和能量可以互相转换,因此可以通过统计信息量,对生成这些信息需要多少能量和质量进行估算。
信息的生成,需要很多电吗?
在瑞典华为技术公司公布的一份报告中称,到2030年,全球一半的电力将用于信息方面,包括消费设备、数据中心和通信网路的用电量。
发表在《美国物理联合会进展》的一篇名为《信息灾难》的论文,估计了存储一比特信息,所需要的能源量,然后计算出了随着信息的增长,信息对能源的消耗将是巨大的。
《信息灾难》中插图
目前,全球对能源总需求量约18.5拍瓦(拍表示10后面15个0),假设信息每年比上一年增长50%(即图中的0.5),那么经过130年后,光是创造信息,耗费的电量就约18.5拍瓦,相当于今日全球总电量。
但实际情况会是这样吗?由于生成信息耗费的能源巨大,因此假如保证每年都比前一年增长50%,维持这一增长率是很难的,所以在未来,信息的生成与传播将会受到地球能源的制约。所以很难达到预测中恐怖的用电量。
生成的信息,需要多少硬盘存储?
根据能量和质量可以互相转换这一原理,我们可以估计出每年生成的信息,重量是多少。目前每年能生成233公斤的信息,这没多重。
但信息量是以指数级爆炸增长的,假设信息每年比前年多50%,再过225年,生成的信息质量将是地球质量的一半!
《信息灾难》中插图
随着信息的增长,制造的存储设备,比如硬盘,也会越生产越多。假设每年增长比前一年多50%,到了2245年,把地球切开一半用来做类似硬盘的设备,才能把信息存的下来!
尤其是2020年的新冠病毒导致的疫情,使得今年创造的信息格外的多,这无疑加速了“信息灾难”的来临。
信息将成为物质的第五种形态,人类将如何应对?
随着信息越来越多,人类逐步地把地球上的物质改造为了第五种形态——信息。与之并列的还有液体、固体、气体和等离子体。
最终,信息的最小单位——比特的数量,将超过地球上所有原子数目的总和,地球将变成主要由计算机模拟和控制的世界。
《信息灾难》作者Melvin Vopson说到:
我们在一点一点地改变这个星球,这是一场看不见的危机。
如同摩尔定律一样,信息终会成为灾难虽然看起来遥不可及,但发生的可能性极高。这一天要多久来临?会是225年后吗?
作者以信息增速每年50%为依据进行预测,但根据IDC(国际数据)公司的估计,目前的信息数据增长率为61%,信息灾难的来临将比论文中估计的还早!
但几百年的时间跨度对人类而言还是长了些,“信息灾难”来临之前,我们还要面临五大危机:能源危机、粮食危机、水资源危机、社会可持续发展危机。
眼下如此多的危机,尚未解决,而我认为人类的科技在不断进步中,这些困难也终将一一克服,包括“信息灾难”。
再过两百年,人类的科技会是什么样呢?或许“信息灾难”早就不存在了,不知道您怎么看待呢?
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