-
1 # 戰忽局實習生
-
2 # 在美讀博的日常
先說結論:淨重1公斤的電子在理論上可以儲存人類所有資訊。
首先,我們需要儲存的資料量有多大呢?
以網際網路資料為例,根據國外某機構統計結果[1],到2025年,全球網際網路累計資料量將達到175 ZB (Zettabytes).
那麼175 ZB是什麼概念?
ZB是儲存單位,1 ZB 等於 1073741824 TB,以我們身邊常見的1TB硬碟為例,1 ZB的資料需要使用10.74億枚1TB硬碟才能裝得下。
175 ZB的資料則需要1879.5億枚1TB硬碟,這是什麼概念呢?假如世界人口為60億,平均每個人能分到31.3TB的硬碟記錄資料。
物理中的電子如何儲存資訊呢?
簡單地說,可以利用磁場、電場等手段[2],在微觀環境下,對單一電子的自旋進行控制,透過改變其自旋向上或向下,來實現0或1的兩種狀態。
我們也可以將類似的原理應用在單一原子或有機分子上[3]。但這裡,題主希望用1公斤物質儲存儘可能多的資訊,那麼估計只有電子的質量才能達到這一標準,因為它足夠的輕。
淨重1公斤電子能儲存多少資訊呢?
單一電子的質量為9.10956×10^-31kg,那麼1公斤則包含1.09775*10^30個電子,一個電子可以表示兩種狀態(自旋向上或向下),相當於一個二進位制位。
1位元組包含了8個二進位制位,也就是說8個電子可以表示出1位元組,由此可推算出1公斤電子能儲存的理論資料量:
(1.09775*10^30)/ 8 = 1.3722*10^29 位元組 = 116228575.7 ZB >>> 175 ZB
由此可見,1公斤電子理論上能儲存的資訊量遠大於整個網際網路所包含的資訊量。
總結,利用單一原子或有機分子作為資訊儲存介質是科研領域內一個重要方向,大家學過化學都知道,1摩爾的物質包含6.02*10^23個微粒,如果我們能透過技術手段,把每一個微粒都作為資訊儲存的一個二進位制位,那麼單位質量的儲存量將大幅度提升。
[1]https://seedscientific.com/how-much-data-is-created-every-day/
[2]Nowack, K. C., Koppens, F. H. L., Nazarov, Y. V., & Vandersypen, L. M. K. (2007). Coherent control of a single electron spin with electric fields. Science, 318(5855), 1430-1433.
[3]Sessoli, R. (2017). Single-atom data storage. Nature, 543(7644), 189-190.
-
3 # W者
理論上,一個無限不迴圈的無理數就可以代表全人類,,舉個例子,π的第156億萬位到265889億萬位數字,轉換成二進位制,可能就是我們全世界去年到今年所有的事情所有的東西所有的想法的表述了
-
4 # MrZhanggj
假如一個人獲得資訊全部是影片,一分鐘1M位元組,一天獲得10小時的資訊,共10M,就是10^7位元組,實際的平均資訊應該遠達不到這個數字。全世界80億人每天獲得8×10^16位元組,人類資訊化發展假設3000年,再早資訊可忽略不計,則總資訊量約為8×10^22位元組,當然3000年的平均人口數量遠沒有80億,這個數字只多不少。1公斤的物質對應這個資訊量,則每個位元組對應的質量是1.25×10^-23千克,一個碳原子質量約為2×10^-26千克,則可用600個碳原子表示一個位元組,理論上是可以的。
-
5 # 風雨無阻wind
涉及到資訊的記錄和儲存,兩個最基本的問題是編碼和儲存。
如果以文字作為最基本的編碼,光碟作為儲存介質,1公斤的光碟足夠儲存人類的絕大多數資訊了。
然而編碼解碼裝置的重量必然不輕。
結論是儲存介質做到1公斤輕而易舉,加上編碼裝置幾乎沒可能做到
-
6 # 門童
透過任何物質都可瞭解宇宙,當然包括人類,只是目前人們的解讀能力有限,如一片葉子在專家眼裡,可以解讀其地理位置,日照情況,降雨情況,摘下時的季節,摘下時長等等的資訊,而在普通人眼裡可能可以瞭解的更少,不是葉子沒有資訊,而是我們目前還沒有解讀全部的能力。
-
7 # 020撒加
1公斤的電子,應該可以儲存人類所有資訊。
SSD固態硬碟是用電子去記錄0和1的資訊,而電子是有重量的(每顆電子重9.109 x 10 ^ -31公斤),於是當SSD儲存的檔案越來越多,重量亦會隨之而增加。以一個256GB的SSD為例,假如將硬碟儲滿檔案,當中的位有一半是”1″,即是多了1.1兆顆電子,SSD的重量就會增加10^-18公斤,不過這是人們無法憑感覺分辨得到的重量。
曾經有英國科學家計算過2011年全球網路資料,重量大概跟一顆草莓相若。估計現在2021年,全球網路資料的重量也沒有超過1公斤。
回覆列表
1、找一根一米長的棒子
2、把人類資訊全部輸入電腦,你會得到一串長的不得了的二進位制數
3、把二進位制轉成十進位制,你會得到一串長的不得了的十進位制數
4、在十進位制數前面加上0.(零點)得到一串長的不得了的小數
5、棍子長度為1,按照這個小數,在對應的位置刻一個橫線
好了,你的棒子儲存了人類所有資訊