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因特网有多重?


        信息有多重?我们大部分人都知道计算机把各种类型的信息——电子邮件、文档、视频碎片、网页以及一切——都作为1和0 的二进制数字的信息流来表现。这些数字是数学实体,但是它们也是有形的实体:它们在电路中作为电压被具体化和控制。因而,数据的每一个字节都必然有一些质量,尽管很小。这就促使我们《发现》杂志提出一个问题:在某一个平均日,通过因特网被发送的所有数据有多重?

        电子或辐射波只能走几百英尺

        在寻求答案的过程中,我们浏览技术数据库,大量翻阅参考书,用谷歌疯狂搜索,向专家求证。很明显的是,如果我们想要一个答案,我们就不得不自己去把它研究出来,因为之前看来没有别人曾经探讨过这个问题。所以我们就开动脑筋,仔细思考起来。
        计算出因特网重量的关键有赖于理解控制穿过因特网的所有信息的实质性程序,无论是发送的一封电子邮件,还是接收到的来自世界另一端的一段视频。为了在因特网上四处漫游,信息就被分裂为数据包——小的数据片段,大小从几十个到上千个字节不等。在信息被传输时,数据包也包含了寻址的细节内容,路由器用这些内容来确定数据应该到哪儿。
        无论一个数据包被发送到哪里,无论它碰巧经过了什么样的设备,一个基本的循环会一而再、再而三地重复,直到它到达它的目的地:信息被存储在计算机的存储器中,被分析以发现它下一步应该到哪儿,在某种程度上,为了被传输到链条中的下一个计算机,还要被编码、解码,然后被存储在那台计算机的存储器中。无论那是穿过以太网的电子,或是从一张卡中辐射出来的光子,这在必要时都需要进行重复。
        重要的并不是从你的计算机上传输的单个电子或辐射波,而是它们所描述的比特的模式。从你的计算机中直接发出的电子或辐射波通常走不了多远——最多也就是几百英尺——就会被另一台计算机消化。甚至当你以光脉冲的方式在几千英里的光缆上发送信息包时,海底的中继器每隔20英里左右都会埋葬光子,吸收新到的光子,把新的光子传输到下一台计算机。

        传输信息等于传输汽车

        因特网上,有百分之九的流量是来自e-mail。百分之七十五是来自文档共享。换言之,通过因特网移动的物理实体从来就不会走得很远。是什么真正走了距离?是什么真正承载了信息?是代表信息包的比特模式,它在一个接一个的系统的电子存储器中持续不断地重构,作为信息穿越网络。理解网络信息的一个办法,是想象我有一辆轿车,我想让你拥有它。而你却住在一个岛屿上,完全不能通过水路或空运到达,因此我就不能直接把我的车运给你。但是幸运的是,你的岛上恰好有一个技艺精湛的加工厂并有大量的汽车零部件供应。所以,为了把轿车送给你,我写下一套计划,我把这个技术传真给你。这样,你就可以根据这个计划组装你的汽车。这样,你就有了一辆新车,可以在岛上开着四处兜风。这样的一辆车当然是真的,可以称量它的重量。当一则信息被装在一台计算机的存储器中时,如果我们能够计算出与这则信息相关的比特的重量的话,那我们就离称出因特网的重量不远了。
 
        40000个电子等于1

        我们发现,在一个典型的计算机的存储器之中,负责记忆一个给定的比特应该是1还是0的装置是一台电容器。具体地说,这是芯片上的一个部件,它能够带有少量的电荷。给一个单元的电容器存上电,它就代表1。不存电,它就表示0。存储器的电容器是如此之小,以致于它们每一个只需要大约40000个电子就可以存电。这的确是一个很小的量:每秒种大约有5.7 x 1018个电子流过一个100瓦的灯泡。
  
        一封e-mail的重量

        现在,我们来看一封典型的e-mail,比如有一些纯文本内容和一个Word文档附件,就像我们把这篇文章的初稿发送回家以便在晚上好好考虑。这样的一封e-mail包含大约50个千字节。因为在一个字节中有8个比特,而在一个千字节中有1024个字节,因此那封e-mail就包含409 600个比特。  
不会是所有这些比特都将是1,如果那样的话这将会是一封非常烦人的e-mail信件!平均来说,大约其中会有一半比特是1,一半是0,因此,就有204800个1需要被存储,总共需要大约80亿个电子。一个电子重2 x 10-30磅,所以一封50千字节的e-mail的重量大约是10-15盎司的万分之二,大约是21000个铅原子的重量。这听起来好象很大,其实它是一个微小的量,一盎司铅包含大约8.2 x 1026个原子。

        因特网比一粒沙子轻

        但这仅仅是一封e-mail。如果算上所有的网页、即时通信、视频流,以及你所能想象到的所有别的信息,那穿过整个因特网的信息有多少呢?这不是一个容易算出来的数字。但是最后我们从Clifford Holliday教授那里得到了答案,他是《2006年因特网的增长》一书的作者,该书被信息守护者(Information Gatekeepers)咨询公司出版。
        他通过考察终端用户连接的活动来估计因特网上信息的整个流量,这些终端用户连接包括拨号上网的modem线、DSL以及光纤连接。连接到家庭和企业的宽带,像DSL和电缆调制解调器,要对生成大部分下载负责,这仍然要走很长的距离才能到达Holliday的发现。
        Holliday发现因特网上所有信息量的75%是来自文件共享,而这些文件共享之中有59%是属于人们观看视频。音乐大约占到文件共享流量的33%,E-mail 占整个流量的9%。而这整个流量是一个令人惊讶的数字,40 × 1016字节,即一个4后面跟16个零。
        按照Holliday的数字,把它代入同一个公式,我们就算出我们的50千字节的e-mail的总重量是1.3 x 10-8磅。最后,我们得出了答案:因特网的重量只有大约一盎司的百万分之0.2。
        情书、业务合同、假日快照、垃圾邮件、律师文件、色情文件、结婚公告、电视节目、新闻文章、工作计划、家庭电影、新闻发布、名人网页、音乐、新闻邮件、忏悔、祝贺——人类生活的每一个角落和每一个方面,都被编码为1和0全部加起来,它们的重量大约只相当于一粒最小的沙粒,大小只有千分之二英寸。
        二百多年前,William Blake在一首著名的诗《天真的预言》(Auguries of Innocence ,1803)中一开始就说:“在一粒沙子里面看到一个世界……”。看来,他比他自己所知道的要更有远见。