裝了一堆iPhone的應用會變重嗎？ [複製鏈接]

PHUN

Teenager I

Rank: 7 Rank: 7 Rank: 7

好友: 0
帖子: 4931
積分: 9751
最後登錄: 2018-7-28
在線時間: 0 小時

電梯直達

樓主

發表於 2015-4-14 22:16:20 |只看該作者 |倒序瀏覽

你有沒有想過，iPhone買來以後裝入數十甚至上百個應用，手機是否在重量上發生了變化。廣泛接受馬克思主義教育的人類表示：別鬧了，數據和信息屬於意識，怎麼能有重量（嚴格來說叫質量），更何況這個所謂的“信息爆炸”時代每天產生的信息量已經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雜得多。作為數據載體的存儲元件在記錄數據的時候不是在發生著各種變化嗎？重量是否也在因此變化？

數據是有重量的嗎？
如果我們假定數據和信息是有重量的，那麼問題就變得相當有趣了。我們的大腦每天都在記錄各種信息，那麼是否記的事情越多，體重就越重（怪不得很多學霸體重都那麼重...），甚至電腦或iPhone在開機狀態下也理應比關機的時候更重才對（因為內存和緩存都多加載了一份數據）。
要討論數據本身是否有重量，無非就是要考察記錄數據的載體，在記錄數據以後是否變重。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，塗了那麼多，根本就是重了很多好嗎？

傳說中的打孔機記錄信息時就會讓存儲介質變輕
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論，比如古典計算器算盤——這種工具無論是清零狀態還是用於表示某個極大的數字，重量都是不變的；還有一些記錄方式甚至可能讓載體質量變輕，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各種信息。
穿孔卡甚至可以算是早期計算機的信息輸入設備。用腦子想一想就知道，這種記錄方式不可能讓數據記錄載體變重。可見數據是否有重量完全取決於記錄數據的方式。
計算機存數據會變重嗎？
不難理解，當這個問題引入到記錄數據的方式時，iPhone安裝應用是否會變重的問題也就可以擴展為所有的計算設備存儲數據是否都會讓設備本身變重。這個問題實際上又可以進一步理解為，計算設備的存儲元件在記錄數據以後是否會變重。
電腦用於存儲數據的載體無非就是硬盤，要討論硬盤在存入軟件、音樂、電影以後會不會變重，無非就是考察硬盤記錄數據的方式。如今電腦所用硬盤主流的就兩類，其一傳統HDD機械硬盤，另一類SSD固態硬盤。

傳統機械硬盤理論上記錄信息後大致不會發生質量變化
硬盤記錄數據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，並不是磁頭在硬盤上把這幅圖畫出來，而是記錄下無數“0”和無數“1”，這些0和1組成了各類數據。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）。
對機械硬盤而言，這個問題可能會簡單一些：內部磁性物質磁極方向的不同可用於表示0和1，所以從理論上來說，僅是這種方式的0、1表達沒有引起物質損失和加入，無論是存100GB的AV，還是格式化清空，機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字一樣。
不過如果來到SSD固態硬盤世界，這個問題好像就變得有點復雜了。iPhone所用的存儲元件就是NAND閃存。

紅框內就是iPhone 6 Plus的閃存，你覺得它在裝入更多應用後會變重嗎？
這真的是個很復雜的問題
NAND閃存存儲數據的原理和機械硬盤存在著根本不同，這種固態存儲介質中的存儲單元當然也是用來存儲0和1這兩個數值中的一個，不過方式是在晶體管的柵（也就是存儲單元）內註入不同數量的電子，通過改變柵的導電性能與晶體管的導通效果，實現對0和1的記錄與識別。
說句人話，當iPhone中存入數據的時候，存儲介質的存儲單元內註入了電子，隻不過，這部分電子並不是電源供應的，電子從與浮空柵存在電勢差的另一極轉移到浮空柵裡面，這種電子的轉移聽起來好像並不會產生質量的增加。

但實際情況比上面說得復雜多了，比如考慮一下相對論。
NAND存儲的0和1兩個狀態含有不同的能量級，不同狀態下能量有所不同，這裡面自然就存在質量差——《電氣與電子工程師協會會報（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，比如介質寫入數據後升溫，產生一些流體效應變輕了，並且根據不同的硬件設計，這種質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量變化是不一定的，光是考慮存儲介質的不同就已經是個麻煩的問題，而且也沒有實驗可以做出證明。

要問iPhone裝入應用後是否變重，就好像是在問算盤表示某個數字時是否變重一樣，這都是極其高深的問題
2011年11月份，美國加州大學一位計算機科學家John Kubiatowicz根據單個電子的質量計算出，整個互聯網的質量大約相當於一顆草莓。他甚至認為給Kindle添加新文檔的時候，閱讀器的總重會增加，雖然質量微乎其微。
實際上，早在2007年就相繼有文獻探討過數據的質量的文章，隻是上文所提的《Does information have mass》認為，以電子質量作估計並不嚴謹。
於是乎，要探討iPhone安裝應用以後重量是否會增加的問題顯得過於高深，而且如果要非常極客地探討下去，大家都考慮能量變化，那麼即便是撥動算盤，算珠之間的引力勢能都會發生變化，機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內部進了一粒灰塵來得影響巨量。
文章糾錯
微信公眾號搜索"驅動之家"加關註，每日最新的手機、電腦、汽車、智能硬件信息可以讓你一手全掌握。推薦關註！【微信掃描下圖可直接關註】