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物理学家的最新研究表明 数字信息有消耗地球质量的危险

时间:2021-12-07 06:53:59

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物理学家的最新研究表明 数字信息有消耗地球质量的危险

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一项新的研究表明,随着数字比特的生产速度继续加速,而且没有停止的迹象,世界可能会走向一场“信息灾难”。

英国朴茨茅斯大学的研究员梅尔文·沃普森在一项新的研究中预测,我们不断增长的数字信息虚拟储备可能会对地球上的物质产生戏剧性的、无法预见的后果。我们确实在一点一点地改变着地球,这是一场看不见的危机。这项研究被牢牢地定位在理论物理学的更抽象的领域。

为了理解沃普森的最新观点,有必要考虑一下他去年提出的一个理论结构,即质量-能量信息等效原理。在这项研究中,沃普森从20世纪60年代德裔美国物理学家罗尔夫·兰道尔的研究中得到灵感,他认为由于热力学的限制,信息具有物理性质。

基于这些想法,沃森假设数字信息不仅仅是物理信息,更是在存储信息时具有有限和可量化的质量的东西。在他的思想和理论计算中,数据存储设备的质量在加载数字信息时,相对于其擦除状态下,质量会增加一小部分。理论上质量的增加是非常微小的,但仍然是显著的和可测量的。

目前质量-能量信息等效原理还没有得到实验验证。但是他毫不气馁,发表了一篇新论文,研究了如果他的理论原理被证明是正确的,那么这些假设的未来后果将会是怎样的,而且这些预测会产生一些令人难以置信的解读。

首先,他考虑了IBM的估计,地球上每天产生大约250亿字节的数字数据,相当于每年约10^21个数字位的信息。如果我们制作的数字内容以每年20%的速度增长,他计算出在大约350年内,产生的数字比特数将超过地球上所有原子的数量。在我们达到这一点之前,维持所有数字信息生产所需的电力消耗也将超过地球目前所能提供的水平。

如果我们考虑到质量-能量信息等效原理,这个庞大的数字信息量将在质量方面产生重大影响,而不仅仅是在能量方面。沃普森在他的论文中解释说:“假设数字内容创造的保守年增长率为1%,我们估计大约需要3150年才能产生地球上第一个累计1千克的数字信息量,而将地球一半的质量转化为数字信息量需要约8800年的时间。”

如果以每年50%的速度增长,在短短225年内,数字内容将占到地球总质量的一半。当然,所有这些理论预测都不能完全相信,因为这里所探讨的抽象概念不一定会像方程所暗示的那样与现实世界完全一致。有大量的不确定性和未知因素,其中最重要的是未经证实的质量-能量信息等效原理本身。

尽管如此,这仍然是一个令人着迷的想法,希望他的想法能刺激进一步的理论和实验研究,让我们更接近这些非常大的问题的答案。“既然狭义相对论和兰道尔原理都被证明是正确的,那么新原理也很可能被证明是正确的。”他非常有信心地说道。

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