新浪科技：“信息灾难”理论：2245年，地球一半质量转化为数字信息新浪科技2020-08-31 09:53:180阅
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图1/2英国朴茨茅斯大学的研究者指出 ， 人类的信息增长正“一点一点”地改变地球 ， 甚至可能带来一场“信息灾难”新浪科技讯 北京时间8月31日消息 ， 在大多数人看来 ， 信息似乎是无形的 。 然而 ， 在短短几个世纪内 ， 人类每年产生的数字比特总量就将超过地球上的原子数量；更令人惊奇的是 ， 这些信息可能将占到地球质量的一半 。 这一令人不可思议的结论来自于一项新研究 ， 研究者对数据随时间的增长进行了观察 ， 并提出了这种增长可能带来的灾难性后果 。
【新浪科技：“信息灾难”理论：2245年，地球一半质量转化为数字信息新浪科技2020-08-31 09:53:180阅】我们生活在信息无比丰富的时代 。 无处不在的手机和社交媒体的广泛使用意味着 ， 几乎每个人每天都在产生数量惊人的计算机化内容 。
据IBM等其他技术研究公司估计 ， 目前世界上90%的数字数据都是在过去的十年中产生的 ， 这促使英国朴茨茅斯大学的物理学家梅尔文·沃普森开始思考人类社会未来的走向 。
沃普森的分析基于这样一个事实：地球目前包含大约10^21字节的计算机信息 。 “这是我们共同创造出来的 ， ”他说 ， “这包括所有人在地球上任何地方所制造并存储的数字内容 。 ”之后 ， 沃普森计算了未来可能会出现多少数据 。 这还不是简单的线性推断 ， 因为新信息的数量也随着时间的推移而不断增长 。
沃普森指出 ， 假设数字内容以每年20%的速度增长 ， 那么350年后 ， 地球上的数据比特数将超过地球上所有原子的数量 ， 而地球上的原子总数大约为10的50次方 。 甚至在此之前 ， 人类将使用巨大的能量——可能相当于当前全世界的能耗——来维持所有这些由0和1组成的数据 。
“问题是：我们把这些信息存储在哪里？我们该如何提供能量？”沃普森说 ， “我将此称为无形的危机 ， 因为就今天而言 ， 这确实是一个无形的问题 。 ”
尽管从现在来看 ， 数百年的时间尺度似乎是遥远的未来 ， 但沃普森也警告称 ， 我们可能还要担心另一个重要的问题 。 1961年 ， 德裔美国物理学家罗尔夫·兰道尔提出了热力学与信息之间的联系 。 他指出 ， 擦除一个数字比特会产生少量的热量 ， 因此信息和能量之间存在联系 。
这一理论被称为兰道尔原理 ， 尽管在科学上仍有争议 ， 但近年来已经得到了一些实验证实 。 在2019年发表在《美国物理联合会进展》（AIP Advances）杂志上的一项研究中 ， 沃普森假设信息和质量之间可能存在某种联系 。 这个猜想依赖于著名的质能方程E = mc^2 ， 由阿尔伯特·爱因斯坦在20世纪初推导出来 。 爱因斯坦的工作表明 ， 能量和质量是可以转换的 ， 这促使沃普森计算出一个比特信息的可能质量——大约比一个电子的质量小1000万倍 。
沃普森表示 ， 这意味着目前每年产生的大量信息是微不足道的 ， 即使是相对于单个大肠杆菌的重量 。 但是 ， 假设信息每年都以20%的速度增长 ， 那么在不到500年的时间里 ， 地球的一半质量都会转化为数字数据 。
假设信息的增长率为50% ， 那么到2245年 ， 地球将有一半的质量是信息 。 沃普森的研究结果发表在8月11日的《美国物理联合会进展》杂志上 。 “我认为这是一个很实际的问题 ， ”沃普森说 ， “就像燃烧化石燃料、塑料污染和滥伐森林一样 ， 我觉得所有人都忽视了信息 。 我们正在‘一点一点’地改变地球 。 ”
事实上 ， 沃普森认为自己论文中对信息增长率的估计有些保守——国际数据（International Data Corporation ， 简称IDC）公司估计目前的数据增长率为61%——并认为这种信息灾难可能会比预期的更早发生 。 他指出 ， 缓解如此大量数据存储问题的方法之一 ， 可能是开发以非物质介质（如全息图像）保存信息的技术 。
西班牙萨拉曼卡大学的粒子物理学家路易斯·埃雷拉没有参与这项工作 ， 但他表示 ， 这项研究中提出的论点发人深省 ， 也令人惊讶 。 不过 ， 信息具有质量的观点仍然尚属理论层面 ， 还需要更多的实验来证明 。 至少沃普森本人对该理论很有信心 ， 他说：“既然狭义相对论和兰道尔原理都已经被证实 ， 那么这个理论最终也被证实的可能性就非常高 ， 尽管目前仍只停留在理论上 。 ”
埃雷拉表示 ， 考虑到“信息灾难”涉及的时间很长 ， 而且现实中人类还面临着其他更紧迫的危机 ， “我认为还有很多比这个更重要的问题” 。 （任天）
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