“信息灾难”理论:在2245年 地球一半的质量将转化为数字信息

2020-08-31 17:01 来源:新浪科技

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”

英国朴茨茅斯大学的研究人员指出,人类信息的增长正在“一点一点”改变地球,甚至可能带来“信息灾难”。根据北京时间8月31日的新闻,大多数人似乎看不见信息。然而,在短短的几个世纪里,人类每年产生的数字比特总数将超过地球上的原子数量;更令人惊讶的是,这些信息可能占地球质量的一半。这个令人难以置信的结论来自一项新的研究,研究人员观察了数据随时间的增长,并提出了这种增长可能带来的灾难性后果。

我们生活在一个信息丰富的时代。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会生成数量惊人的电脑化内容。

根据IBM和其他技术研究公司的估计,世界上90%的数字数据是在过去十年中产生的,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的未来方向。

Wopson的分析基于这样一个事实,即地球目前包含大约10-21字节的计算机信息。他说:“这是我们共同创造的。”"这包括每个人在地球上任何地方制作和存储的数字内容."之后,沃普森计算了未来可能出现的数据量。这不是简单的线性推断,因为新信息的数量会随着时间而增加。

假设数字内容以每年20%的速度增长,350年后地球上的数据位数量将超过地球上所有原子的数量,地球上原子的总数约为10的50次方。甚至在此之前,人类将使用巨大的能量——,这可能相当于当前世界的能量消耗——,来维持所有这些由0和1组成的数据。

“问题是:我们在哪里存储这些信息?我们如何提供能源?”沃普森说:“我称之为无形的危机,因为今天,这确实是一个无形的问题。”

虽然从现在开始,数百年的时间尺度似乎是一个遥远的未来,我们可能不得不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提出了热力学和信息之间的联系。他指出,擦除数字位会产生少量热量,因此信息和能量之间存在联系。

这个理论被称为朗道原理。尽管它在科学界仍有争议,但近年来已被一些实验所证实。在2019年发表在期刊《美国物理联合会进展》 (AIP Advances)上的一项研究中,Wopson认为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量能量方程E=mc^2,它是由阿尔伯特爱因斯坦在20世纪早期推导出来的。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点信息的质量可能比一个电子的质量小1000万倍。

这意味着每年产生的信息量可以忽略不计,即使它是相对于单个大肠杆菌的重量而言的。然而,假设信息以每年20%的速度增长,地球一半的质量将在不到500年的时间里被转换成数字数据。这是一个非常实际的问题,就像燃烧化石燃料、塑料污染和砍伐森林一样,每个人都忽略了信息。我们正在“一点一点”改变地球。

事实上,Wopson认为他对信息增长率的估计有些保守。国际数据公司(IDC)估计,目前的数据增长率为613,354,并认为这种信息灾难可能比预期发生得更早。缓解存储如此多数据的问题的方法之一可能是开发通过非物质介质(如全息图像)保存信息的技术。

然而,信息具有质量的观点仍然是理论上的,需要更多的实验来证明它。至少沃普森本人对这一理论非常有信心。他说:“既然狭义相对论和朗道原理已经得到证实,这一理论最终得到证实的可能性就非常高,尽管它仍然只是在理论上。”

考虑到“信息灾难”涉及的时间很长,而在现实中,人类正面临着其他更紧迫的危机,还有许多比这更重要的问题。