信息大爆炸或將威脅人類？屆時改變一半地球？看看這理論合不合理
2020-10-03 一千科學作者：吳一千
目錄：
- 信息的生成，需要很多電嗎
- 生成的信息，需要多少硬碟存儲
- 信息將成為物質的第五種形態，人類將如何應對
大規模集成電路以及電晶體的誕生，大大降低了信息傳播的成本，讓人類從工業社會步入了信息社會。上世紀90年代，網際網路技術蓬勃發展，到了21世紀，電腦和手機的普及，讓信息的生產和傳播變得極為廉價，人類生產的信息量，正在經歷指數級飛躍。
而這些信息的存儲位置，分布在手機或電腦的硬碟中，雲端伺服器的硬碟中，甚至你的U盤裡。存儲和讀取這些信息，需要耗費一定電力，隨著信息的增加，還需要生產新的硬碟去存儲。當存儲的信息以指數級增長時，耗費的電力和硬碟材料的數量會是怎樣的情形呢？
伺服器
信息是看不見摸不著的，但存儲信息，需要費電，以及存儲信息的介質。根據愛因斯坦的質能方程E=mc^2可以知道，質量和能量可以互相轉換，因此可以通過統計信息量，對生成這些信息需要多少能量和質量進行估算。
信息的生成，需要很多電嗎？
在瑞典華為技術公司公布的一份報告中稱，到2030年，全球一半的電力將用於信息方面，包括消費設備、數據中心和通信網絡的用電量。
發表在《美國物理聯合會進展》的一篇名為《信息災難》的論文，估計了存儲一比特信息，所需要的能源量，然後計算出了隨著信息的增長，信息對能源的消耗將是巨大的。
《信息災難》中插圖
目前，全球對能源總需求量約18.5拍瓦（拍表示10後面15個0），假設信息每年比上一年增長50%（即圖中的0.5），那麼經過130年後，光是創造信息，耗費的電量就約18.5拍瓦，相當於今日全球總電量。
但實際情況會是這樣嗎？由於生成信息耗費的能源巨大，因此假如保證每年都比前一年增長50%，維持這一增長率是很難的，所以在未來，信息的生成與傳播將會受到地球能源的制約。所以很難達到預測中恐怖的用電量。
生成的信息，需要多少硬碟存儲？
根據能量和質量可以互相轉換這一原理，我們可以估計出每年生成的信息，重量是多少。目前每年能生成233公斤的信息，這沒多重。
但信息量是以指數級爆炸增長的，假設信息每年比前年多50%，再過225年，生成的信息質量將是地球質量的一半！
《信息災難》中插圖
隨著信息的增長，製造的存儲設備，比如硬碟，也會越生產越多。假設每年增長比前一年多50%，到了2245年，把地球切開一半用來做類似硬碟的設備，才能把信息存的下來！
尤其是2020年的新冠病毒導致的疫情，使得今年創造的信息格外的多，這無疑加速了「信息災難」的來臨。
信息將成為物質的第五種形態，人類將如何應對？
隨著信息越來越多，人類逐步地把地球上的物質改造為了第五種形態——信息。與之並列的還有液體、固體、氣體和等離子體。
最終，信息的最小單位——比特的數量，將超過地球上所有原子數目的總和，地球將變成主要由計算機模擬和控制的世界。
《信息災難》作者Melvin Vopson說到：
我們在一點一點地改變這個星球，這是一場看不見的危機。
如同摩爾定律一樣，信息終會成為災難雖然看起來遙不可及，但發生的可能性極高。這一天要多久來臨？會是225年後嗎？
作者以信息增速每年50%為依據進行預測，但根據IDC（國際數據）公司的估計，目前的信息數據增長率為61%，信息災難的來臨將比論文中估計的還早！
但幾百年的時間跨度對人類而言還是長了些，「信息災難」來臨之前，我們還要面臨五大危機：能源危機、糧食危機、水資源危機、社會可持續發展危機。
眼下如此多的危機，尚未解決，而我認為人類的科技在不斷進步中，這些困難也終將一一克服，包括「信息災難」。
再過兩百年，人類的科技會是什麼樣呢？或許「信息災難」早就不存在了，不知道您怎麼看待呢？
喜歡就關注我，我是吳一千，我愛科學！
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