?

　　我們所生活的世界充滿(mǎn)了各種垃圾，不僅有橘子皮、快遞盒、舊家具和舊電視等生活垃圾，還有短信、電子郵件、視頻和電影等信息垃圾。對于很多數字信息，我們可能只會(huì )看上幾眼，就把它們丟到云里。對于生活垃圾，人類(lèi)似乎還在尋找解決危機的方法，但對于信息垃圾，我們則極少關(guān)注。這在某種程度上有些不可思議。有朝一日，我們或許會(huì )迎來(lái)數字存儲空間的枯竭。這種假設合理嗎？數字空間真的會(huì )被用完嗎？

?

　　弗朗西斯卡·穆西亞尼（法國國家科學(xué)研究中心助理研究教授，互聯(lián)網(wǎng)與社會(huì )中心副主任，主要研究互聯(lián)網(wǎng)治理，特別是作為治理工具的基礎設施）

?

　　要想找到答案，可能需要明確這里的“我們”是誰(shuí)，或者是什么。

?

　　如果“我們”指的是地球上的人口，那“我們”很可能不會(huì )耗盡數字存儲空間。到目前為止的歷史表明，隨著(zhù)存儲數據量的增加（特別是過(guò)去十年中的數據量增長(cháng)非常驚人），存儲系統的容量和效率也得到了提高和優(yōu)化。在工程師和技術(shù)操作人員中似乎有一個(gè)總體共識，即對于實(shí)際應用而言，由于許多技術(shù)和經(jīng)濟因素，在可預見(jiàn)的未來(lái)并不會(huì )耗盡存儲空間（我們現在就已經(jīng)在討論原子和量子計算了）。

?

　　如果這個(gè)“我們”指的是某個(gè)特定的IT公司及其用戶(hù)群，那答案就有點(diǎn)微妙了。尋找和分配存儲空間是一個(gè)非常具體和現實(shí)的基礎設施問(wèn)題，大型科技公司比其他公司更有可能通過(guò)“蠻力”來(lái)增加其存儲空間的數量和質(zhì)量。這最終——事實(shí)上可能已經(jīng)如此——將加劇數字生態(tài)系統中的不平等。然而，摩爾定律真的成立嗎？如果是的話(huà)，要等到什么時(shí)候？甚至網(wǎng)絡(luò )巨頭有時(shí)也需要做出一些選擇。

?

　　去中心化的存儲解決方案怎么樣？在一個(gè)存儲能力看似極大豐富的時(shí)代中，去中心化是否可以引導我們走上節制和可持續性的道路？與集中式存儲相比，區塊鏈有很多優(yōu)點(diǎn)，但從節制的角度來(lái)看，這似乎并不是一條可取之路，因為其本身就具有內置的冗余特性，即“區塊鏈膨脹”。不過(guò)，一些更“老式”的點(diǎn)對點(diǎn)（利用空閑存儲空間和CPU容量）解決方案已經(jīng)出現，例如Wuala（不幸的是存在時(shí)間很短暫），其中一些有趣的實(shí)驗試圖避免“蠻力”擴展，并將建立全新的大規模數據中心作為規劃未來(lái)存儲的唯一方式。

?

　　最后，一個(gè)比“找到存儲數據的地方”更有實(shí)際意義的問(wèn)題可能是“如何找到你想要的數據”。隨著(zhù)數據量的增加和存儲能力的增加——這是個(gè)必然的趨勢——我們用來(lái)處理和檢索有用信息的工具能否保持同步，以便在我們需要的時(shí)候派上用場(chǎng)？

?

　　約翰·D·維拉森諾（美國加州大學(xué)洛杉磯分校電子與計算機工程教授）

?

　　簡(jiǎn)短的回答是不會(huì )。當然，我并不是說(shuō)磁盤(pán)、終端設備或云存儲帳戶(hù)永遠不會(huì )被填滿(mǎn)。我的意思是，對于大多數應用程序而言，存儲成本已經(jīng)不再是一個(gè)障礙。如今，很少有人會(huì )說(shuō)“這些數據很重要，但我們不能保留它們，因為那需要花很多錢(qián)在存儲上”。

?

　　十年前，我通過(guò)布魯金斯學(xué)會(huì )發(fā)表了一篇論文，研究了數十年來(lái)存儲成本呈指數級下降的趨勢所帶來(lái)的影響。論文中的許多觀(guān)點(diǎn)在今天仍然適用——考慮到持續的成本降低，可能還更適用。存儲變得如此廉價(jià)的事實(shí)帶來(lái)了很多積極的結果，比如存儲大量照片的能力。但它在隱私和威權政府的影響力方面也會(huì )帶來(lái)負面效應，威權政府可以利用監控數據創(chuàng )建龐大的數據庫。

?

　　如今，數據面臨的最大挑戰不是如何存儲數據，而是數據本身的質(zhì)量問(wèn)題。有大量的數據不夠完整，帶有偏見(jiàn)，也有的很嘈雜，或侵犯隱私，或是有其他問(wèn)題。解決這些缺陷需要作為今后幾年的研究重點(diǎn)。

?

　　倫納德·克蘭羅克（加州大學(xué)洛杉磯分校計算機科學(xué)杰出教授，他提出了數據包網(wǎng)絡(luò )的數學(xué)理論，數據包網(wǎng)絡(luò )是互聯(lián)網(wǎng)的基礎技術(shù)）

?

　　我們是否會(huì )耗盡數字存儲空間？最有可能的答案是不會(huì )！

?

　　未來(lái)對數據存儲的需求是壓倒性的。我們生成數據的速度遠快于使用現有存儲技術(shù)來(lái)存儲數據的速度（據估計，到2025年，我們每年生成的字節數將超過(guò)可觀(guān)測宇宙中恒星的數量）。顯然，我們需要極大地改變存儲數據的方式。

?

　　然而，就在十年前甚至幾十年前，我們就遇見(jiàn)過(guò)這樣的挑戰，也沒(méi)有任何理由懷疑我們能夠繼續保持這樣的能力。過(guò)去幾十年來(lái)，基礎技術(shù)的發(fā)展不斷帶給我們驚喜，從處理速度到通信帶寬，以及我們這里提到的數字存儲，皆是如此?？茖W(xué)家和工程師們通過(guò)發(fā)揮聰明才智和創(chuàng )造力，實(shí)現了這一場(chǎng)持續的魔術(shù)表演。因此，盡管數據存儲的需求增長(cháng)巨大，但不要低估新的解決方案出現的潛力。

?

　　我們已經(jīng)看到，許多技術(shù)為解決未來(lái)的數據存儲需求帶來(lái)了希望，但每一項技術(shù)也都面臨著(zhù)有待解決的挑戰。除此之外，我們還可以期待即將出現的技術(shù)和解決方案，先進(jìn)的數據壓縮技術(shù)也可能帶來(lái)意想不到的收獲。

?

　　一項有趣的技術(shù)是使用單分子磁鐵。當這些由新材料（一種過(guò)渡金屬）制成的磁鐵被磁場(chǎng)磁化后，如果把磁場(chǎng)移除，它們仍能保持磁化狀態(tài)。過(guò)渡金屬具有可切換的磁性，如自旋交叉（將一個(gè)或多個(gè)電子的自旋從上變?yōu)橄?，或反過(guò)來(lái)），并能在一段時(shí)間內保持這種變化。這意味著(zhù)每個(gè)分子可以包含1比特的信息，從而提供巨大的存儲密度。當然，想要將這種巨大的存儲能力（如每平方英寸幾百兆兆字節）變?yōu)楝F實(shí)，研究人員還需要克服很多障礙，包括：制造分子所需的過(guò)冷條件；存儲時(shí)間過(guò)短，目前還只能以秒計；此外，還有相鄰磁體互斥的問(wèn)題。

?

　　另一種技術(shù)是使用飛秒激光寫(xiě)入，將數百兆兆字節的數據蝕刻到納米結構的石英玻璃盤(pán)上。這些盤(pán)可以保存數千年，甚至可能存在數十億年。盡管目前該技術(shù)的讀寫(xiě)速度很慢，但不需要過(guò)冷條件，而且石英玻璃盤(pán)在非常高的溫度下依然可以安然無(wú)虞。

?

　　大自然在很久以前就提供了一種可能滿(mǎn)足我們未來(lái)數據存儲需求的方案——DNA存儲。自然母親知道如何以DNA的形式安全地存儲大量信息，而DNA正是生命的基石?，F在，一些研究人員（生物學(xué)家、化學(xué)家和信息技術(shù)專(zhuān)家）正在嘗試將數據（如文字、圖像、音樂(lè )）通過(guò)DNA堿基對——由腺嘌呤（A）、胞嘧啶（C）、鳥(niǎo)嘌呤（G）和胸腺嘧啶（T）4種堿基組成——編碼成合成聚合物。DNA的可用存儲密度遠遠大于任何電子設備；事實(shí)上，1克DNA的數據密度可達1澤字節（zettabyte，即10^21字節）。要理解如此巨大的數據密度，我們可以想象將人類(lèi)記錄的所有數據存儲到一個(gè)裝滿(mǎn)DNA的容器中，其體積只需要幾個(gè)鞋盒大小，而驅動(dòng)這個(gè)DNA數據中心所需的能量將非常小。此外，DNA存儲可以保存數千年，同時(shí)可以有效地防御黑客攻擊。因此，合成聚合物DNA的優(yōu)點(diǎn)是：容量大；體積非常??；持久耐用；低能量需求；無(wú)需過(guò)冷條件；以及強大的安全性。伴隨這些優(yōu)勢的是一些很難克服的障礙，我們發(fā)現，用化學(xué)方法寫(xiě)或讀DNA的成本非常昂貴，而且這些操作的速度都太慢了。

?

　　綜上所述，我們確實(shí)有了一些令人興奮的候選方案，可以解決未來(lái)的數據存儲需求問(wèn)題。而且，隨著(zhù)我們一步步解決未來(lái)的挑戰，目前尚未發(fā)現的解決方案可能就會(huì )浮出水面。

?

　　肖恩·格林斯坦（美國哈佛商學(xué)院工商管理教授、哈佛商學(xué)院數字計劃聯(lián)席主席）

?

　　世界怎么會(huì )耗盡存儲空間呢？這似乎是不可能的。一個(gè)超大規模的數據中心包含幾十萬(wàn)臺服務(wù)器，其存儲空間足以容納整個(gè)維基百科——人類(lèi)有史以來(lái)第三大的文字收藏（僅次于美國國會(huì )圖書(shū)館和大英圖書(shū)館）。這表明存儲空間是取之不盡的，任何耗盡存儲空間的可能性都遙不可及，遠遠超出了社會(huì )永遠無(wú)法觸及的地平線(xiàn)。

?

　　但也不完全如此。對數據的新用途不斷出現，而這些需求會(huì )促使人們更多地利用現有的存儲資源。也許最有趣的問(wèn)題是需求是否會(huì )停止增長(cháng)。我認為至少在未來(lái)幾十年不會(huì )，有兩個(gè)基本原因。首先，這是互聯(lián)網(wǎng)的邊際要求的；其次，人類(lèi)的創(chuàng )造力也遠未耗盡，會(huì )不斷推出富有想象力的新應用。

?

　　先來(lái)說(shuō)說(shuō)互聯(lián)網(wǎng)的邊際。任何瓶頸的存在都會(huì )將無(wú)限的資源變成有限的資源，而每個(gè)系統至少都包含一個(gè)瓶頸?；ヂ?lián)網(wǎng)上有很多這樣的瓶頸。一個(gè)網(wǎng)絡(luò )沖浪者搭上了曼哈頓第五大道下高速行駛的地鐵，同時(shí)想要毫不延遲地發(fā)表一篇文章。要做到這一點(diǎn)，就需要所有的組成部分——高速線(xiàn)路、多個(gè)天線(xiàn)、緩存內容和系統邊際的更多存儲空間——都以最好的狀態(tài)工作。隨著(zhù)視頻做得越來(lái)越好、越來(lái)越大，其內容的數據強度也在增加，因此到達的速度會(huì )變慢，性能也會(huì )下降。維基百科需要你的捐助，才能使其運營(yíng)不至于成為瓶頸。不太明顯的一點(diǎn)是，數據的運營(yíng)商想要你的業(yè)務(wù)，而這份收入中有一部分將用于系統升級。當然，還有邊際的前沿存儲，存在于你的智能手機、服務(wù)器和內容傳遞網(wǎng)絡(luò )中。換句話(huà)說(shuō)，現代互聯(lián)網(wǎng)包含了誘導使用更多存儲空間的市場(chǎng)機制。

?

　　隨著(zhù)存儲成本的降低，人類(lèi)找到了越來(lái)越聰明的方法來(lái)對數據資源加以利用。去年的前沿到了明年，可能就會(huì )變成日常。曾經(jīng)有一段時(shí)間，人們對發(fā)送嬰兒和貓的視頻，或分享更多的時(shí)尚和八卦感到很新奇。未來(lái)幾年后，自動(dòng)駕駛汽車(chē)的系統或許就能處理這一切。沒(méi)有人會(huì )相信這種獨創(chuàng )性會(huì )止步不前。去年，一組科學(xué)家發(fā)布了一個(gè)黑洞周?chē)槠目梢暬瘓D像。研究人員收集的數據如此之多，以至于無(wú)法通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)傳輸。他們不得不把數據分成許多包裹，并通過(guò)郵寄的方式將磁盤(pán)郵寄出去?？茖W(xué)家們對黑洞的觀(guān)察還遠沒(méi)有到達盡頭，但更重要的是，這個(gè)先例將激勵某些聰明的發(fā)明家，在地球上尋找能夠超越視覺(jué)表現界限的東西；當他或她獲得這樣的圖像時(shí)，我們都會(huì )投以敬畏的目光。

?

　　克里斯蒂安·?？怂筟英國威斯敏斯特大學(xué)媒體與傳播研究教授，《社交媒體：一個(gè)批判性的介紹》（Social Media： A Critical Introduction）一書(shū)作者]

?

　　我們并不是生活在一個(gè)“數據和數字社會(huì )”，而是生活在大數據資本主義和數字資本主義之下。在這種社會(huì )形態(tài)中，企業(yè)和政治權力的目標是盡可能多地存儲關(guān)于每個(gè)人的數據，以便從人們的生活中獲得利益，并將我們的公民身份證券化。如果數據和數字資本主義以一種無(wú)限的方式持續下去，并耗盡計算所需的不可再生資源，那么在某個(gè)時(shí)候，構建計算和存儲設備所需的物理資源就可能耗盡。但摩爾定律也降低了數據存儲的成本，降低了對量子計算等新計算形式的探索，這緩解了這些限制，并可能導致克服了存儲限制的新數據形式和數字資本主義。

?

　　然而，關(guān)鍵并不在于技術(shù)問(wèn)題，而是道德和政治問(wèn)題：我們真的想要將生活的幾乎所有方面存儲起來(lái)嗎？如果一個(gè)社會(huì )將我們對人類(lèi)生活的思想和活動(dòng)越來(lái)越多地貨幣化和證券化，那將會(huì )有什么樣的后果和影響？最大的危險是，數字資本主義將變成數字獨裁和數字法西斯主義。因此，解決方案是我們將存儲的數據最小化到運行計算機和社會(huì )所必需的最小值。為了避免數字法西斯主義的興起，我們需要數字民主而不是數字資本主義。

?

　　埃里克·奧斯特威爾（喬治梅森大學(xué)計算機科學(xué)助理教授）

?

　　我認為，以一種不可能被捕獲、存儲和/或保存所有數據的速率產(chǎn)生數據當然是有可能的，例如歐洲核子研究中心的大型強子對撞機在進(jìn)行實(shí)驗時(shí)所丟失的所有數據。我認為我們應該關(guān)心的是，存儲那些可以用來(lái)幫助我們了解相關(guān)意義（對于我們的生活，對于研究，對于商業(yè)利益，等等）的數據。

?

　　我之所以這樣區分，是因為我認為我們實(shí)際上是在存儲讓我們獲得意義的數據，并且經(jīng)常存儲處理過(guò)的數據（對數據進(jìn)行匯總或陳述，或者壓縮數據，以及使數據具有更多語(yǔ)義，等等）。這往往意味著(zhù)我們要猜測我們需要和/或想要的哪一部分的數據。

?

　　當我們努力增加存儲容量，并記錄（可能）更加精細的數據時(shí)，我們需要認識到，我們的數字足跡可能會(huì )成為一個(gè)不利因素。作為一名從事數據分析的網(wǎng)絡(luò )安全研究者，我越來(lái)越清楚地發(fā)現，我們在網(wǎng)上留下的足跡是不可磨滅的，是不會(huì )被時(shí)間沖走的。更重要的是，我們的社區數據分析技術(shù)（大數據、ML/AI等）正變得更加有洞察力，其數據集也變得更加互聯(lián)。我想把這個(gè)問(wèn)題反過(guò)來(lái)問(wèn)：我們是否會(huì )達到這樣一個(gè)地步，即人們希望數字存儲空間耗盡，這樣他們的數字足跡就會(huì )隨著(zhù)年齡的增長(cháng)而消失？問(wèn)題在于，我們已經(jīng)在網(wǎng)上分享了幾十年的信息，潘多拉的盒子很可能早已打開(kāi)。

?

　　凱文·柯倫（英國阿爾斯特大學(xué)網(wǎng)絡(luò )安全教授兼法律創(chuàng )新中心聯(lián)席執行主任）

?

　　所有的數字數據都存儲在硬盤(pán)上。和其他技術(shù)一樣，硬盤(pán)容量已經(jīng)取得了令人難以置信的進(jìn)步。主要的變化是從旋轉硬盤(pán)驅動(dòng)器發(fā)展為沒(méi)有移動(dòng)部件的固態(tài)硬盤(pán)，磁盤(pán)容量也大幅增加。有趣的是，我們第一次看到因芯片短缺而導致的產(chǎn)品延遲生產(chǎn)，部分是由于新冠疫情。芯片也是硬盤(pán)驅動(dòng)器的組成部分，如果未來(lái)出現這種硬盤(pán)驅動(dòng)器核心組件的短缺，那數字存儲空間就可能會(huì )耗盡。不過(guò)，一個(gè)方法是回收現有的硬盤(pán)驅動(dòng)器，并基本上覆蓋舊的文件。這可能會(huì )緩解一些問(wèn)題，但當然，互聯(lián)網(wǎng)巨頭可能很難收回足夠的存儲空間。屆時(shí)，由于數字存儲價(jià)格的大幅上漲，將只有富人才能存儲他們的數據；經(jīng)濟規律也可能在這方面發(fā)揮很大作用。


關(guān)注【深圳科普】微信公眾號，在對話(huà)框：
回復【最新活動(dòng)】，了解近期科普活動(dòng)
回復【科普行】，了解最新深圳科普行活動(dòng)
回復【研學(xué)營(yíng)】，了解最新科普研學(xué)營(yíng)
回復【科普課堂】，了解最新科普課堂
回復【科普書(shū)籍】，了解最新科普書(shū)籍
回復【團體定制】，了解最新團體定制活動(dòng)
回復【科普基地】，了解深圳科普基地詳情
回復【觀(guān)鳥(niǎo)知識】，學(xué)習觀(guān)鳥(niǎo)相關(guān)科普知識
回復【博物學(xué)院】，了解更多博物學(xué)院活動(dòng)詳情