到2245年,地球上一半的原子可以是数字数据

到2245年,地球上一半的原子可以是数字数据

但是在短短的几个世纪之内,人类每年生产的数字比特总量可能超过我们星球上的原子数量,甚至更令人意外地占到其质量的一半。

这些是一项令人费解的新研究的结论,该研究关注了数据随时间的增长及其潜在的灾难性后果。

我们生活在信息丰富的时代。无处不在的手机和大量的社交媒体使用意味着几乎每个人每天都在生成数量惊人的计算机化内容。

IBM和其他技术研究公司估计,仅在过去的十年中,就产生了全球90%的数字数据,这促使英国朴茨茅斯大学的物理学家梅尔文·沃普森(Melvin Vopson)想知道未来的发展方向。

他的分析始于一个事实,即地球目前大约包含10 ^ 21或1000亿个计算机信息位。

沃普森告诉Live Science:“这是我们集体所做的一切。” “任何人都可以在地球上任何地方生产和存储任何数字内容。”

然后,Vopson计算出将来可能会存在更多数据。这不仅仅是线性外推,因为新信息的数量也随着时间增长。

假设数字内容的年增长率为20%,沃普森表示,从现在开始的350年后,地球上的数据位数将大于地球上所有原子的总数,其中约10 ^ 50或一百万亿兆兆亿兆。甚至在这个时间之前,人类将使用其当前功耗的等价物来维持所有这些零和一。

“问题是:我们将这些信息存储在哪里?我们如何为其供电?” 沃普森说。“我称这是无形的危机,因为今天它确实是一个无形的问题。”

尽管目前看来这样的时间表在将来似乎已经足够远,以至于无法忽视,但沃普森还警告了另一个可能的担忧。1961年,德裔美国物理学家罗尔夫·兰道尔(Rolf Landauer)提出,由于擦除数字位会产生极少量的热量,因此信息与能量之间存在联系。

尽管仍是一个科学辩论的问题,但这项被称为朗道尔原理的发现近年来受到了一些实验验证。沃普森(Vopson)在AIP高级杂志(AIP Advances)上发表的2019年研究中指出,信息与质量之间可能存在联系。

该猜想依赖于20世纪初由爱因斯坦(Albert Einstein)推导的著名方程E = mc ^ 2。爱因斯坦的工作表明能量和质量是可互换的,这使沃普森计算出单个信息的潜在质量-比电子小一千万倍。

沃普森说,这意味着目前每年产生的信息量微不足道,仅相当于一种大肠杆菌的重量。但是,假设每年以20%的速度增长,那么不到500年就可以将地球质量的一半转换成数字数据。

假设增长率为50%,那么到2245年,地球的一半将成为信息。沃普森的发现于8月11日发表在同一份杂志《AIP进展》上。

沃普森说:“我认为这是一个真正的问题。” “就像燃烧化石燃料,塑料污染和森林砍伐一样,我认为这些信息被每个人都忽略了。我们实际上是在一点一点地改变地球。”

实际上,他认为自己论文的增长率有些保守(国际数据公司估计当前数据增长率为61%),并认为这种信息灾难可能比预期的更快发生。他说,一种减轻存储如此大量数据问题的方法可能是开发一种将信息保存在非物质介质(如全息图)中的技术。

西班牙萨拉曼卡大学(University of Salamanca University)的粒子物理学家路易斯·埃雷拉(Luis Herrera)告诉《生命科学》,该研究提出的观点令人发人深省,令人惊讶。但他补充说,信息具有质量的想法仍然是理论上的,需要进行实验来证明它。

埃雷拉说:“鉴于所涉及的时间很长,以及其他更直接的危机的现实,我认为比这更重要的问题。”

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