目前地球上哪種信息存儲方式可以保存的最久?

軒耶


這個問題可以再細分為保存的信息需要人妥善的照料,或者是在無人照料的自然情況下儘可能的保存信息等情況來看。

有人照料的情況就是在目前的圖書館、博物館、檔案館或者數據中心等專業的機構裡面保存承載信息的媒介。這種情況能提供最適宜的溫度、溼度、壓力、光線等條件來保存信息介質。

而無人照料的情況,就是在自然界正常條件下比如風吹日曬、溫差變化、紫外線甚至地質活動的不利條件下看信息介質能否倖存。

人類保存信息的介質種類繁多,比如自古就有的紙張、獸皮骨牙、金卷石刻、竹木陶鑄,到近代科技發展下出現的磁帶光盤、硬盤晶體等,琳琅滿目。下面就說說幾種常見的介質:

紙張

這是目前最常見的信息介質了,有的中國古代的傳統紙,比如宣紙,因為呈弱鹼性,可以保存幾百上千年。但是其中含有木質素,紙張容易變黃,變脆。所以一般古墓裡出土的典籍一碰就灰飛煙滅了。

近現代的紙沒有木質素但是普遍帶酸性(化學工藝),這樣的紙張能夠保持五六十年就很不錯了。好一點的紙張,表面會有化學塗層,隔絕空氣並保護紙張本身(比如銅版紙),這樣可能壽命會長一點,但不過上百年左右

馬王堆漢墓古籍,距今2千多年了

紙張介質存儲信息還有個問題,就是寫字的油墨,俗話說“千紙半墨”,意思就是說墨水要佔一半的比重。因為寫字的墨水和印刷的油墨都含有有機化學成分,時間長了也會揮發甚至會跟紙張起反應。有很多年份長的孤本,紙張還保存完整,可是上面的字跡已經模糊了,這對信息的存儲也是不利的。

U盤

U盤(包括SD卡)這種存儲介質是採用閃存芯片來存儲數據,因為一般在USB口上即插即用,所以又被俗稱為U盤。這幾年隨著存儲科技的發展,U盤的價格越來越低廉,容量越來越大,使用場景也變得越來越普及。

U盤的存儲環境、溫度、溼度等都會對U盤壽命和上面承載的信息造成一定的壽命影響。因為U盤的存儲方式是閃存芯片,並不能永久的保存信息,所以U盤的使用期限是擦寫30000-100000次。

無論論如何,U盤都不適合用來做長期數據存儲的工具,即使你的U盤不讀寫,理論上保存數據的時間也就是10年左右。如果想長期保存數據,最好還是採用非SSD的硬盤或者光盤。

機械硬盤

一般機械硬盤的使用壽命大概3萬小時,按每週5天每天8小時的使用模式,壽命大概15年左右。機械硬盤的壽命影響因素有很多,比如使用時長,日常讀寫數據量,硬盤工作環境等等。

但是硬盤並不是一個單純的存儲介質,還包含了複雜的機械結構和讀寫電路。在大部分情況下,硬盤的失效並不是由磁盤盤面引起,而是由電機、磁頭和電路的故障導致。這就使得硬盤的失效模式變得極為複雜。

一塊硬盤拷貝數據後,放在安全恆溫的地方,並不能保證十幾年後,再次通電這塊硬盤就一定能工作。所以其實硬盤只適合有人照料的情況下長期運行,而不適合無人照料的情況下長期儲存數據

光盤

這裡包括CD,DVD,藍光BD等刻錄盤以及壓制盤等。普通的CD-R和DVD±R刻錄盤使用染料作為數據層,其老化的速度是非常快的,大概率5年內就會失效。壓制盤因為不需要用特殊的染料,一次壓制成型,因此壽命要比刻錄盤長。藍光BD盤一般也比CD、DVD盤的壽命長,但一般估計,最好的檔案級的藍光盤的壽命大於100年但不會超過太多

光盤信息系統在有人照料的情況下很適合長期存儲數據,因為每年都可以按保養計劃測試保存的數據,如果錯誤率增大就可以轉錄到新的光盤。但是在無人照料的情況下或者暴露於惡劣環境中,比如高溫、暴曬等,恐怕光盤的壽命不會很長。

這樣看來,紙張,U盤,機械硬盤和光盤這些人類社會常見的介質其實並不適合長期保存數據,特別是在無人照料的情況下。其他一些介質,比如石刻(摩崖石刻距今4千多年),古代建築等可以保存上千年,但是卻無法存儲大量的信息,不得不說是一個遺憾。

目前的選擇和未來

美國宇航局於1977年8月20日和9月5日分別發射的“旅行者2號”和“旅行者1號”兩艘宇宙飛船,其上各帶有一張名片為“地球之音”的銅質鍍金激光唱片,上面刻有地球男性和女性的形象,太陽系,氫原子的譜線,音樂以及地球上自然界的聲音和55種語言的問候聲。這兩張唱片預計可以保存10億年

黃金唱片正面

黃金唱片反面

另外幾年前英國南安普頓的科學家開發出來的納米玻璃光盤技術可以用飛秒激光把數據存儲在3D納米玻璃結構中,所以又叫做“記憶晶體”。據介紹,這種晶體每片容量高達360T B,可最高承受1000度的高溫,在190度的環境下可以保存138億年,而室溫下可以永久保存。看起來,這就是我們需要的信息存儲技術了!

未來人類還將開發多維光學存儲晶體

,如果成功,目前所有的人類知識都可以裝入一片小小的晶體中並永久保存下去。

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九洲奇妙記



目前,當我們的數據沒有被委託給雲服務器時,它會留在磁盤、軟盤、卡和一系列設計壽命不會超過十年的設備上。如果我的兒子給他的孫子看照片,他會有我父母的黑白照片,而且會穩定幾百年。但在那之後會有一個洞,因為我的照片將無法保存。 這種擔憂不僅屬於數據專家,也屬於整個人類。我們如何選擇要儲存的東西將非常強烈地影響我們未來對我們的看法。



儲存脫氧核糖核酸信息的想法可以追溯到20世紀60年代的一個蘇聯實驗室,但是直到2012年生物學家喬治·丘奇和他的同事在《華爾街日報》上宣佈,第一次成功的實施才得以實現,科學家用脫氧核糖核酸編碼了基督教教會的一本書。最近,美國紐約市藝術家喬·戴維斯宣佈計劃將維基百科的一部分編碼成一種特別古老的蘋果品種,這樣他就可以創造“一棵活生生的、字面意義上的知識樹”。 脫氧核糖核酸可以在少量的有機物質中儲存大量的信息。你可以把世界上所有的信息儲存在幾克的脫氧核糖核酸中,用人類所有的其他技術都無法想象。

在合適的條件下,脫氧核糖核酸也可以持續很長時間。2013年,一個完整的基因組從一匹發現於加拿大的70萬年老馬的化石中發現。受到這樣化石的啟發,科學家將脫氧核糖核酸嵌入一種緻密的無機材料——直徑約為150納米的微小二氧化硅球體,以保護它免受潮溼、氧氣和其他環境侵害。 在這些球體裡,它和化石一樣穩定,化石有很長的壽命,科學家還為硅球開發了一種防曬技術,以阻擋光線的影響。 然而,數據面臨的最大危險是熱量。你為儲存信息而建立的任何化學鍵或結構都會隨著時間的推移根據溫度而衰減。加速測試表明,在10攝氏度左右的溫度下,玻璃脫氧核糖核酸中的數據可以保存2000年,但是在-18攝氏度下的儲存將它的壽命延長到200萬年。


根據一項研究,只有50%的硬盤能保存6年。保存完好可能會持續十年。 像任何數據存儲方法一樣,脫氧核糖核酸也不是無錯的。 因為它仍處於研究階段,並且沒有商業工具將數據編碼成脫氧核糖核酸或讀取存儲的數據,脫氧核糖核酸存儲是昂貴的,在測試中使用的83千字節文檔編碼大約需要1500美元。 就目前而言,要求信息存儲一百萬年甚至一千年的應用程序數量可能是有限的,但實際上每個人都有自己希望10年後能夠訪問的數據。目前的存儲方法,如光盤或硬盤,根本不能提供這種保證。當磁帶儲存在合適的條件下時,其壽命可達幾十年。

為了使它持續更長時間,所有這些數據必須通過定期從一種介質傳輸到另一種介質來積極維護。像脫氧核糖核酸這樣的方法不僅能延長壽命,還能提供確定性。 是一個挑戰。另一個是確保數據對於未來任何文明發現的東西都是清晰可辨的。 所有長期數據存儲方法都面臨著18世紀學者對象形文字的同樣問題。 這種翻譯問題並不新鮮。1799年,一群拿破崙的士兵正在埃及的拉希德鎮附近建一座堡壘。其中一個人注意到士兵們被命令拆除的一堵牆中嵌入了一些不尋常的東西:一塊覆蓋著奇怪標記的灰色石板。這塊石板後來被稱為羅塞塔石碑,用三種語言重複相同的文字:希臘語、埃及象形文字和埃及通俗語言(古埃及的日常語言)。作為一種字典,這塊石頭讓學者們最終破譯象形文字,這種語言已經失去了2000年的意義。 所有長期數據存儲方法都面臨著18世紀學者對象形文字的同樣問題:如何破譯過去的數據。未來的讀者不僅需要能夠讀取物理存儲介質的設備,還需要對數據編碼的理解。換句話說,我們的後代將需要他們自己的羅塞塔石碑。



格拉斯的團隊使用了一個足夠簡單的代碼:“0”代表脫氧核糖核酸鹼基“A”和“C”,而“1”代表脫氧核糖核酸鹼基“G”和“T”。“對脫氧核糖核酸來說,理論是如果我們將來有一個高度發達的文化,它會對研究它的個人基因組感興趣,並且會有工具來做這件事,”他說。"你可以把你的(解碼)指令寫在一張紙上,或者刻在石頭或黃金上。" 要理解一本詞典,你需要大約1000個單詞的詞彙量。因此,使用圖像必須有1000個關鍵詞的指南。 如果保存一百萬年,這意味著非常長,比我們的歷史長得多,這樣一個項目要求人類選擇要保存的信息,併為它找到一個合適的位置,科學家更喜歡月球。 在地球上,人們必須應對非常活躍的地質狀況,更不用說核災難或環境災難的可能性,或者簡單的破壞行為。 那麼我們會選擇向未來傳遞什麼呢?“科學技術、藝術、音樂、哲學、文學、宗教。



在英國,已經開發了一種在熔融石英晶體中蝕刻數據的技術,在高達200攝氏度的溫度下,這種技術可以在“我們宇宙的一生”中保存數據。 將數據存儲138億年與將數據存儲在普通光盤上略有相似之處。光盤上塗有一薄層有機染料。為了刻錄光盤,半導體激光器會在染料中產生間隙。相反,卡贊斯基的團隊使用超快激光在石英晶體的納米尺度上書寫。 在普通的光盤/數字視盤中,你可以做一些修改,比如一個洞,然後你可以把信息編碼成0和1。這不是在製造一個簡單的洞,激光聚焦創造了另一種結構,像光柵,在玻璃內部自我組裝。 因為激光產生的納米結構比簡單的間隙更復雜,它可以包含比0或1更多的信息。



事實上,可以存儲多達256位。可以在“光柵”的方向及其週期性上捕獲附加信息。這種“五維”方法提供了非常高的信息密度。一張光盤可以存儲360萬億字節的數據。 與脫氧核糖核酸儲存一樣,使其成為實用儲存介質的主要障礙是成本。研究小組使用的超快激光器價格約為150000美元,目前使用顯微鏡讀取數據。寫2 MB的數據需要三個小時——大約3.5英寸軟盤的大小,但是團隊認為寫時間可以很容易地減少到大約半個小時。 一些未來的生物,如果他們能找到我們的磁盤,希望他們足夠聰明,能夠閱讀並且能夠理解現代人類傳遞給他們的信息。


軍機處留級大學士


如果使用U盤來存儲人類文明的信息,如果這些U盤的質量足夠好的話,那麼可以把信息儲存五千年左右。

當然,還可以使用光盤進行存儲信息。如果用特殊的金屬材料製造而成的光盤,那麼這些信息可以存儲十萬年之久。

但是上述的這些存儲方式都不如印刷品,質量好的印刷品,用特殊的紙張和油墨來書寫的話,那麼二十萬年後仍然可以閱讀。但是二十萬年就到頭了,也就是說,我們通常用來存儲信息的手段,最多也只能把信息可靠地保存二十萬年。

那地球上有沒有把信息保存超過億年的方法呢?當然有,比如人們常說的恐龍化石,這些化石將恐龍的大部分信息保存了幾億年。所以我們要是想把信息保存到“億年”級,就不得不向它們學習。

如果人們要想把信息保存一億年的話那就只能向我們的祖先學習——那就是把信息刻在石頭上。當然不是刻在普通的岩石上,而是刻在用特殊材料製成的金屬上。雖然人們已經高度文明化並且遠離茹毛飲血了幾千年,但是在保存信息能力這一點上,其實我們和古人並沒有太大的不同。


白菜魚跟肉醬


在玻璃盤片內部(不是表面)激光打點應該是最久的保留方式了,這種技術已有,我們經常擺在案頭的方形或球形玻璃激光內雕飾品就是了


天地雄鷹337


就地球環境而言,保存的信息可解說,或部分解讀,時間最久的,應該是化石。

上億年沒問題。

再久遠的,如岩石、隕石,幾十億年,只是可解讀的信息太少。


合肥1010


刻石,從史前遺蹟可知。人類後來創造的存儲機制都是在提高可用性而不是恆久性


平靜1568


看了你的提問感覺儲存信息應該還是最古老的石刻碑深埋保存信息最久,起碼萬年一上沒問題。


過兩天1963


這讓我想到了三體中,刻在石頭上[酷拽][酷拽][酷拽]


頲頲


據我所知現在新發明了一種玻璃存儲器。據說存儲年限可以到1000年左右不易損壞。是不是真的還有待觀察。


數碼大磚家


把信息寫入DNA中,比什麼磁盤 書籍 石刻等保存得更久,畢竟你現在身體上的DNA帶著的信息能追溯到很久很久很久以前


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