【五维介质】不怕煮不怕烤不消磁！科学家造出500TB超大5维光盘，寿命138亿年

作者：@天涯爱情科学

我相信和我一样，很多读者朋友都有数据丢失的悲惨经历。

在过去，数据的储存形式无非是软盘、磁带、光盘和硬盘，不管哪一种形式，由于材料的原因，随着材料的磨损、老化或损坏，数据最终将会变得无法使用。

磁带和软盘，只要不划伤盘片，盘片不变形、不受高温、不受潮、不靠近磁性物质等情况下，数据可以保存5~8年，但实际使用中有两三年都不错了。

光盘是由聚合塑料(聚碳酸酯)层、铝膜层和保护涂层三部分组成。环境温度过高或过低会加速塑料老化，铝膜与空气接触也会被慢慢氧化。理论上光盘寿命有20年，但实际使用中，超过5年的寥寥无几。

至于硬盘，由于数据要不断擦写，机械硬盘一般3~5年之后，性能就会慢慢下降，最终变得无法使用，固态硬盘好一点，但能用上10年的估计也没有多少。

由于储存介质不断磨损老化，很多企业和部门，为了确保数据的安全，必须每隔几年就进行一次数据迁移，在数据爆炸的时代，这无疑是一个极其昂贵和耗时漫长的过程。

有没有更好的方法来解决这个问题呢？2021年10月，英国南安普敦大学光电子研究中心主任Peter Kazansky教授向公众展示了他的革命性新技术：一种在 CD 大小的光盘上存储大量数据的新方法。这种光盘是用特殊的纳米级石英玻璃制成，利用飞秒激光通过五维技术——两个光学维度和三个空间维度——把数据雕刻在上面，目前一张光盘的数据容量可达500TB（1TB=1000G）。

但更令人激动的是，这种存储介质有着前所未有的特性，包括500TB/盘数据容量、高达1000°C的热稳定性和几乎无限的室温寿命(190℃下的138亿年，与宇宙同寿)，开启了一个永恒数据存档的新时代。

Peter Kazansky表示，他是在参观一些古老的岩画时得到启发，那些刻录在山洞的岩壁上的图案已存在了数千年甚至上万年，这是地球有史以来记录文明最稳定最持久的办法之一。因此，如果用这样的思路来储存数据，能不能一劳永逸地解决这个难题呢？Peter Kazansky本身长期承担美国国会图书馆数据储存工作，每隔几年的数据迁移工作一直都让他疲惫不堪——作为世界上最大的图书馆，美国国会图书馆数据容量高达3000TB，如果用上他的新技术，1张500TB的玻璃光盘就能储存国会图书馆六分之一的数据，而且，更重要的是，这张光盘几乎还是永恒的——无论煮沸、烘烤、淹没或消磁，其上的数据都不会退化。

美国国会图书馆

这些新型的储存技术中，另一个关键的技术是如何把数据刻到坚硬的玻璃上去。

古人用石头和锤子把画雕刻成岩画，用工具物理性地改变材料的属性。Kazansky如何在坚硬的玻璃上雕刻呢？他的“凿子”和“锤子”是什么呢？

“锤子”是电，“凿子”是激光。 Kazan sky使用的是一种特殊的激光，这种激光能产生非常强烈的脉冲，产生一个强电场，在玻璃上产生闪电般的击穿。由于这些脉冲非常短，这种闪电可以非常精确地产生微小爆炸，这样就能在玻璃中持续地精确地创建所需要的小腔，数据就以腔体的形式被雕刻在上面。

哪些人最需要这种新型的光盘呢？作为一种非常稳定和安全的便携式存储器形式，这项技术对于拥有大型档案的组织，如国家档案馆、博物馆、图书馆和电影业等等是必不可少的。比如电影业就有超过 100 年的老电影档案，所有这些档案必须每隔三到五年就要迁移，否则数据就有可能丢失的危险。但是在 2019 年， Kazan sky 与微软和华纳兄弟合作，制作了一个微小的玻璃片来存储 1978 年的超人电影。

这对电影行业来说是一个福音，他们一直在寻找新的方法来保存他们的档案资产，这是档案工作者的胜利，多年来他们一直在担心公众数字黑暗时代的危险。

毫无疑问，一些大型的社交媒体公司和数据中心等也是这种技术的强烈需求者，例如Facebook、微信等等。至于个人，只需把数据上传到云端即可，毕竟这东西可不便宜。

但是目前，这项技术想取得大规模运用的话，还有一个难题必须要克服，那就是它的写入速度实在是太慢了，简直可以说和用“凿子”在岩壁上画画一样慢。尽管在过去的几年里，科学家们已经大幅提高了写入速度，但是目前的速度大约只有每小时1 G字节，这是什么概念呢？这意味着编写 500TB的数据可能需要57年的时间，目前美国国会图书馆的数据是3000TB，按现时这个速度，要花342年才能把这个数据整理完毕。这，除非有“功成不必在我”的心态，否则估计实在没几个人有耐心等下去。

Peter Kazansky

无论如何，曙光已经出现。Peter Kazansky说：“想到我们发明了保存文件和信息的技术，并将其存储在空间供子孙后代使用，这是非常令人激动的成就。”想想看，每小时读取 1G 的数据，几个小时就可以把一个人的 DNA全部写入可以保存138亿年的光盘，假如人类遭遇不测，过无论过了多久，只要有新的文明发现这个光盘，就可以重新复活人类，多美美好的前景啊。

所以，这是一项可以永久记录、呈现我们文明的技术：我们所学到的一切都不会被遗忘。