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数据写成!把数据写成永恒

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文/王嘉兴

伴随着温馨的婚礼进行曲,一对新人在神父和宾客的祝福中交换钻戒.

在美国研究者悉达多·多姆卡眼中,钻石不只是坚贞爱情的象征,更是数据存储领域的未来——保守估计,一块u盘大小的钻石,能装下的数据是U盘的几千万倍.

你别问“有这个必要吗”.你一定抱怨过自己的电脑硬盘不够大,只能不断购买移动硬盘存放珍藏的照片和电影.你肯定经历过手机空间不足,不得不疯狂删除照片和软件,才能收到下一条微信消息.

头疼的不只是你,全人类都泡在信息爆炸的大潮里.智能手机人手一部,随手“咔嚓”一张照片,4MB的空间没了.看一部网络剧,少说要用掉几十个GB.

相比之下,人类最初费尽力气也只能在墙壁上留下歪歪扭扭的简单图形.清代《四库全书》8亿字,耗费4000人抄写近10年,搁今天,存在电脑里不到10GB,拷贝一份只用10分钟.现在的人一天接收的信息量,抵得上20世纪初人类一年接收的信息量.

有人统计,目前每天全球互联网流量总计达到10亿GB,足够刻满2亿张光盘,尽管这其中的绝大多数不会有人再看第二遍.最近两年产生的数据量占到了人类历史上产生数据总和的90%.到底该把这数据的洪流塞在何处呢?

研究者一直在努力扩充存储设备的容量,奈何永远追不上人们的需求.20年前,手掌大小的3.5英寸软盘只能存储1.44MB的数据,可以放几十个上万字的文档.而现在,64GB的优盘还存不下最新版的《侠盗猎车手》游戏.

除了传统的光碟和磁盘,研究者尝试过把信息体现为光的相位和强度,储存在全息图中,甚至连人类的遗传物质DNA都用上了,把它记录的遗传信息变成了需要存储的信息.

最近,来自纽约市立大学的一群物理学家将爱因斯坦和薛定谔的黑白照片编码后存进了钻石里,并成功进行了读取.两位物理学史上的大师慈祥地看着后人为人类福祉而努力.

原理其实和光碟差不多.钻石虽然是世界上最硬的物质,但如果放大100万倍,你会发现它整齐的晶体结构其实是有空缺的,这些缺失了碳原子的空穴就成了完美的信息储存空间.光碟的表面金光闪闪,其实崎岖不平,有“坑”和没“坑”区分“1”和“O”.同样,研究人员可以控制钻石晶体空穴是否带有电子,进而存储数据.

由于空穴的大小只有几个纳米,不到光盘“坑”的百分之一,远小于现存所有设备的最小存储单位,钻石也就有了远高于其他介质的存储效率.不同于平面的光碟,钻石是3D结构,引入第3个维度,能大幅提升存储空间.不到一张纸厚度的钻石,相当于几万张DVD摞起来工作.

若干年后,也许最浪漫的事,就是把自己的全部家底存到戒指里和生命中的另一半交换,然后把两个人余生的故事,共同写进钻石里.当你垂垂老矣,还能找出戒指,重温美好一生.

这时,你应该庆幸自己选择了钻石而不是光碟或硬盘.传统的储存材料会因为反复读写发生氧化和降解,即使精心呵护,数据储存的时间也只有30年左右.如果没有及时备份,也许你只能看着“数据无法读取”的提示,和回忆说再见.

从古至今,数据的记录和保存一直是人们无法回避的问题.简易的记录方式和长久的保存期限就像鱼与熊掌般不可兼得.

远古时期,人们用石碑、壁画记录历史,今天仍然能读,但记录的效率却很低.随着年代的推移,还面临着语言文字失传、无法识别的风险.后来人们改用竹简和纸张,单位面积上书写的文字更多,操作更省力,却不得不细心呵护,定时重写,以免散佚.

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钻石在保质期上做到了极致.构成钻石的碳单质有着稳定的性质,常温下几乎不发生反应,记录数据的空穴也就不会发生变化.只要保存得当,不受强光照射,存储的数据能像钻石一样“恒久远”.

用作存储设备的钻石不必是价值连城的珠宝,普通工业合成的钻石就足够了.实验中用到的钻石单颗只需大约150美元.多姆卡甚至期待着有更多“瑕疵”的钻石,因为更多空穴意味着更大的存储空间.数据存储行业的资深人士预测,这项技术10年内将实现商用.

爱情可能消退,誓言也会作废,但你至少可以相信储存在钻石里的数据,它是最长久、最稳定的存在.

选自《中国青年报》

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