趣味科普:硬碟裝滿檔案後,重量會變重嗎?

如果有人問你:「同樣一塊硬碟,裝滿檔案時與整個空硬碟沒裝檔案時的重量是否相同?」你一看到這個問題,第一個反應一定是罵:「你白痴啊!」硬碟本來多重就多重,跟裡面存了什麼東西有什麼關係嗎?這是很簡單的物理學啊!

但事實上,非要深究的話,同樣一塊硬碟,在裝滿檔案與空著的時候重量的確未必是相同的,如果大家覺得這是個很弱智的問題,就大錯特錯了,這個問題理解起來並不是如面上的那樣簡單,甚至可能還存在一些爭議。

趣味科普:硬碟裝滿檔案後,重量會變重嗎?如果你涉獵廣泛,並有著很強的求知欲,應該知道,訊息也是有重量的,之前來自YouTube的Vsauce頻道的這則影片,就曾詳細的說明了Internet的重量。

其中舉了一些很容易讓人理解的例子,提到了一封普通的電子郵件,包含一段文字和一個附件,大小約為50K位元組(Byte)。因為1K有1024 byte,1位元組有8 Bit,所以這封郵件包含了409600 Bit。其中,平均大約有一半的Bit是「1」,另一半是「0」,所以有204800個「1」的訊息需要電容器來存儲,於是總共需要大約80億個電子。一個電子的重量為2 × 1030磅,所以一封50K電郵的重量大約為1.6 × 10−20磅,大約相當於21000個鉛原子的重量。

當然了,舉出上述的這個例子只是為了證明很多事情並不像我們想像的那樣簡單,訊息的重量在這個問題中並不適用。

 

硬碟重量是否改變,依有沒有通電而有所不同

大家應該都知道,硬碟的讀寫,就是透過電磁改變儲存材料的狀態,硬碟儲存資料是儲存0和1,他記錄時只是磁性物質磁極方向發生的改變,沒有新的物質進去,也沒有舊的物質出來,即便訊息有重量,也早已涵蓋到硬碟的總重量中了,所以理論上來說,訊息的重量無法影響到通電硬碟的重量。

  • 電子重量:~9.109 × 10−31公斤
  • 電子電量:~1.602 × 10−19庫侖

那麼為什麼還說重量可能會有不同呢?這就要先確定硬碟是否通電,通電運行狀態下的硬碟與非通電運行狀態下的硬碟也會有所不同的。

不通電狀態下的同一塊硬碟,無論內部儲存了什麼,重量自然是相同的,但通電後,問題就不簡單了,因為電本身,是有重量的,只是我們見到的各種物理公式都是忽略電子本身重量的,不過不能說電的重量根本無法用儀器實測,對實驗結果也不會有太大的影響,就否定了它的存在。

將電的重量因素考慮進去,在通電運行的狀態下,電子的運動過程是會存在離散的,電子的離散造成滯留也是不可避免的。所以,嚴格來說,硬碟的重量是可能改變的,不過硬碟不同於電容會鎖住電子的靜態儲存USB,電子雖然有重量,但可能只是有較大機率在儲存器中,而並非被鎖在元件內部,所以實際上硬碟的重量可能會減輕,可能會加重,也可能保持不變。

 

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