你有沒有想過，iPhone買來以后裝入數(shù)十甚至上百個應(yīng)用，手機(jī)是否在重量上發(fā)生了變化。廣泛接受馬克思主義教育的人類表示：別鬧了，數(shù)據(jù)和信息屬于意識，怎么能有重量(或者應(yīng)該叫質(zhì)量)。更何況這個所謂的“信息爆炸”時代每天產(chǎn)生的信息量已經(jīng)比古時候幾年的都要多，按照這樣推算，地球承重豈不是成倍增長了？

這在民間好像是個流傳了很久的笑話，人們看過也就算了。但其實際情況似乎比一笑而過本身顯得復(fù)雜得多，作為數(shù)據(jù)載體的存儲元件在記錄數(shù)據(jù)的時候不是在發(fā)生著各種變化嗎？重量是否也在因此變化？

數(shù)據(jù)是有重量的嗎？

如果我們假定數(shù)據(jù)和信息是有重量的，那么問題就變得相當(dāng)有趣了，我們的大腦每天都在記錄各種信息，那么是否記的事情越多，體重就越重(怪不得很多學(xué)霸體重都那么重...)；甚至電腦或iPhone在開機(jī)狀態(tài)下也理應(yīng)比關(guān)機(jī)的時候更重才對(因為內(nèi)存和緩存都多加載了一份數(shù)據(jù))。

要討論數(shù)據(jù)本身是否有重量，無非就是要考察記錄數(shù)據(jù)的載體，在記錄數(shù)據(jù)以后是否變重。比如說在一張白紙上用鉛筆記錄信息，從常識來判斷，寫過字的這張紙理論上會比沒有寫過字時要更重。尤其是答題卡，涂了那么多，根本就是重了很多好嗎？

(傳說中的打孔機(jī)記錄信息時就會讓存儲介質(zhì)變輕...)

但不能因此得出記錄信息就一定會讓記錄的載體變重的結(jié)論，比如古典計算器：算盤——這種工具無論是清零狀態(tài)還是用于表示某個極大的數(shù)字，重量都是不變的；還有一些記錄方式甚至可能讓載體質(zhì)量變輕，比如傳說中的穿孔卡片——它通過在卡片上打孔記錄信息，孔洞處在不同的位置可以表達(dá)各種信息。穿孔卡甚至可以算是早期計算機(jī)的信息輸入設(shè)備。用腦子想一想就知道，這種記錄方式不可能讓數(shù)據(jù)記錄載體變重。可見數(shù)據(jù)是否有重量完全取決于記錄數(shù)據(jù)的方式。

計算機(jī)存數(shù)據(jù)會變重嗎？

不難理解，當(dāng)這個問題引入到記錄數(shù)據(jù)的方式時，iPhone安裝應(yīng)用是否會變重的問題也就可以擴(kuò)展為所有的計算設(shè)備存儲數(shù)據(jù)是否都會讓設(shè)備本身變重。而這個問題實際上又可以進(jìn)一步理解為，計算設(shè)備的存儲元件在記錄數(shù)據(jù)以后是否會變重。

電腦用于存儲數(shù)據(jù)的載體無非就是硬盤，要討論硬盤在存入軟件、音樂、電影以后會不會變重，無非就是考察硬盤記錄數(shù)據(jù)的方式。如今電腦所用硬盤主流的就兩類，其一傳統(tǒng)HDD機(jī)械硬盤，另一類SSD固態(tài)硬盤。

(傳統(tǒng)機(jī)械硬盤理論上記錄信息后大致不會發(fā)生質(zhì)量變化)

硬盤記錄數(shù)據(jù)和人腦記憶或者在紙上寫字、畫畫不一樣，比如在硬盤中存儲一張圖片的時候，并不是磁頭在硬盤上把這幅圖畫出來，而是記錄下無數(shù)“0”和無數(shù)“1”，這些0和1組成了各類數(shù)據(jù)。硬盤需要思考的最基本問題就是通過怎樣的方式來寫入1和0(或者讀取1和0)。

對機(jī)械硬盤而言，這個問題可能會簡單一些：內(nèi)部磁性物質(zhì)磁極方向的不同可用于表示0和1。所以從理論上來說，僅是這種方式的0、1表達(dá)沒有引起物質(zhì)損失和加入。所以無論是存100GB的AV，還是格式化清空，機(jī)械硬盤基本是沒有必要考量重量變化的，要理解這個問題就像理解用算盤來表示數(shù)字一樣。

不過如果來到SSD固態(tài)硬盤世界，這個問題好像就變得有點復(fù)雜了。iPhone所用的存儲元件就是NAND閃存。

(紅框內(nèi)就是iPhone 6 Plus的閃存，你覺得它在裝入更多應(yīng)用后會變重嗎？)

這真的是個很復(fù)雜的問題

NAND閃存存儲數(shù)據(jù)的原理和機(jī)械硬盤存在著根本不同，這種固態(tài)存儲介質(zhì)中的存儲單元當(dāng)然也是用來存儲0和1這兩個數(shù)值中的一個，不過方式是在晶體管的柵(也就是存儲單元)內(nèi)注入不同數(shù)量的電子，通過改變柵的導(dǎo)電性能與晶體管的導(dǎo)通效果，實現(xiàn)對0和1的記錄與識別。

說句人話，當(dāng)iPhone中存入數(shù)據(jù)的時候，存儲介質(zhì)的存儲單元內(nèi)注入了電子。只不過，這部分電子并不是電源供應(yīng)的，電子從與浮空柵存在電勢差的另一極轉(zhuǎn)移到浮空柵里面，這種電子的轉(zhuǎn)移聽起來好像并不會產(chǎn)生質(zhì)量的增加。

但實際情況比上面說得復(fù)雜多了，比如考慮一下相對論。NAND存儲的0和1兩個狀態(tài)含有不同的能量級，不同狀態(tài)下能量有所不同，這里面自然就存在質(zhì)量差——《電氣與電子工程師協(xié)會會報(Proceedings of the IEEE)》2013年9月份的文章《Does information have mass》解釋了這個問題，甚至還特別針對不同儲存介質(zhì)的重量改變情況做了檢測，但客觀條件不大允許這個測試的開展，比如介質(zhì)寫入數(shù)據(jù)后升溫，產(chǎn)生一些流體效應(yīng)變輕了；并且根據(jù)不同的硬件設(shè)計，這種質(zhì)量差似乎是不確定的。

所以人類迄今為止對這個問題都沒有一個明確的證明方式和答案，從理論上來說這種質(zhì)量變化是不一定的，光是考慮存儲介質(zhì)的不同就已經(jīng)是個麻煩的問題，而且也沒有實驗可以做出證明。

(要問iPhone裝入應(yīng)用后是否變重，就好像是在問算盤表示某個數(shù)字時是否變重一樣，這都是極其高深的問題)

2011年11月份，美國加州大學(xué)一位計算機(jī)科學(xué)家John Kubiatowicz根據(jù)單個電子的質(zhì)量計算出整個互聯(lián)網(wǎng)的質(zhì)量大約相當(dāng)于一顆草莓。他甚至認(rèn)為給Kindle添加新文檔的時候，閱讀器的總重會增加，雖然質(zhì)量微乎其微。實際上早在2007年就相繼有文獻(xiàn)探討過數(shù)據(jù)的質(zhì)量的文章，只是上文所提的《Does information have mass》認(rèn)為，以電子質(zhì)量作估計并不嚴(yán)謹(jǐn)。

于是乎，要探討iPhone安裝應(yīng)用以后重量是否會增加的問題顯得過于高深；而且如果要非常極客地探討下去，大家都考慮能量變化，那么即便是撥動算盤，算珠之間的引力勢能都會發(fā)生變化；機(jī)械硬盤被磁化的過程還會放出熱量，信息存儲自然都有能量變化。這些過程產(chǎn)生的重量變化難以測量，卻真實存在。這種幾乎能夠忽略不計的事實還不如iPhone內(nèi)部進(jìn)了一粒灰塵來得影響巨量。

總結(jié)

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