很多朋友大概都用过数码相机。 今天， 你只要花上不到一千元钱就可以买到一台一千万以上像素的小巧玲珑的数码相机。
当你拍摄时， 相片会被自动存储在一张比脚趾甲大不了多少的闪存卡里。 你可以连续拍上一千张相片而不必担心没地方存储。
但你可知道， 仅仅把时间拨回五十年， 如果你想用计算机硬盘来存储这些相片的话，
将会需要一整列火车来替你拉那些硬盘 —— 它们每个重达一吨以上， 却只能存储一张相片。
这个反差的背后， 折射出信息存储技术从昨天到今天的发展。
在西方神学史上流传过一个荒诞的问题， 叫做 “针尖上能有多少个天使跳舞？”，
这个据说来自中世纪 (但并无确凿证据) 的问题现在被用来形容一个课题的陈腐。 但是，
假如我们站在信息存储的角度上， 把它看成一个影像存储的问题， 就一点也不陈腐了。
事实上， 半个世纪以前， 美国物理学家费曼 (R. Feynman) 在一次题为 “There's Plenty of Room at the Bottom”
的有关信息存储的演讲中曾经问过一个类似的问题： 能否把整套大英百科全书写在一个针尖上？ 这个问题的背后，
预示着信息存储技术的明天。
一. 今天的信息存储技术 —— 硬盘
众所周知， 文明的发展离不开信息的积累， 而任何东西的积累离不开存储。 因此， 信息存储是文明发展的重要环节，
从某种意义上讲， 甚至可以说是人类迈入文明社会的标志之一。 在历史上， 人类曾经创造过很多信息存储的方法。 而在今天，
随着计算机技术的日益普及， 能被计算机读取的信息存储方法， 即所谓数字化的信息存储， 已变得越来越重要，
甚至连历史最悠久的信息存储方式之一的图书， 也有数字化的趋势。
二. 今天的信息存储技术 —— 闪存
要想克服硬盘的缺陷， 很关键的一招就是设法去掉那个 “餐桌上的转盘”， 想吃哪个菜就直接去吃， 别转来转去。
这种直接 “吃菜” 的做法在计算机领域中有一个名称， 叫做随机存取 (random access)。 随机存取并不是什么新概念，
事实上， 计算机的内存就是随机存取的。 但我们在前面说过， 内存所存储的信息是临时的， 而我们想要的是 “天长地久”，
因此需要一类不同的技术。 这类技术中目前用得最普遍的是所谓的固态硬盘 (solid
state drive)。 这种技术自二十世纪七八十年代开始开发， 目前已经有了广泛的应用，
其中最重要的一类是采用所谓的闪存 (flash memory)
作为存储介质[注四]。
闪存作为一种信息存储技术出现于二十世纪八十年代初， 由于具有体积小、 能耗低的特点，
如今它已成为从手机到全球卫星定位仪， 从 mp3 播放器到数码相机，
从电子书阅读器到掌上电脑的几乎所有便携式电子产品的标准存储器件。 以闪存为存储介质制作的 U 盘和微型 U
盘不仅可以挂在钥匙扣上， 甚至可以制成特色戒指戴在手指上。 由于不再依赖高速转动，
闪存能有效避免硬盘所具有的传统缺陷。
在一些测试中， 它甚至能经受住诸如用洗衣机洗， 用吉普车压， 用酸液腐蚀，
用干冰冷冻 (请注意是干冰而不是冰) 等极端条件的考验而不丢失数据， 简直比渣滓洞里的党员还顽强。
不仅如此， 闪存所具有的随机存取能力使它能比硬盘更迅速地启动操作系统或应用程序。
闪存具有的优势如此众多， 有人也许会问： 它能否全面取代硬盘呢？ 答案在目前还是否定的。 自二十世纪九十年代以来，
闪存在军事、 航天等经常涉及极端环境的领域中已开始起到了取代硬盘的作用。 最近几年来，
一些面向大众的计算机 (尤其是笔记本电脑) 也开始加入了用闪存取代硬盘的行列。
但目前闪存的最大容量与硬盘仍有将近一个数量级的差距， 大容量闪存的价格则比同等容量的硬盘贵得多，
因此闪存距离全面取代硬盘还有一段路要走。 不过这些年闪存技术的发展非常迅速，
甚至比 “摩尔定律” (Moore's Law) 所预言的每 18 个月翻一番还要快， 它在不久的将来带给人们更大的惊喜也并非不可能。
闪存在目前无法全面取代硬盘， 除了容量和性价比方面的原因外， 还有其它一些原因。 比如它在重复写了几千次之后就有可能报废
(高端的闪存可以写到几万或几十万次)。 初看起来几千次似乎也不少， 但别忘了象操作系统这样的软件是随时都在写数据的，
对它来说几千、 几万不算是太大的次数。 此外， 闪存的随机存取能力也是有水分的[注五]，
尤其是它的 “写” 与真正的随机存取还有很大差距。 早期的闪存在每次写入数据时必须将全部数据抹掉重写，
(那种抹掉全部数据的做法让人想起照相机的闪光灯 —— 闪光过后整张底片一次成像， “闪存” 之名便是由此而来)。
现代闪存虽大有改进， 但在写入数据时仍要 “连坐” —— 一次往往要抹掉几万或几十万字节。 这使得闪存的写入要比读取慢得多 (有 U
盘的读者可以用 U 盘作一个测试来证实这一点)， 甚至使得多数闪存产品的速度平均而言并不比硬盘更快
(不过闪存产品的广告通常会用相对较快的读取速度来吸引眼球)。
三. 明天的信息存储技术
“存储梦工厂” 里的新技术可以说是五花八门， 在被它们搞花了眼睛之前， 让我们以最快的速度介绍它们的一个共性。
我们知道， 数字化信息存储的要点是用二进制数码来纪录信息， 因此无论外存还是内存， 它所用的材料必须有两种不同的状态，
以便表示 0 和 1 这两个二进制数码。 比如硬盘所用的铁磁介质有两种不同的磁化状态，
闪存所用的浮闸晶体管 (floating-gate transistor) 有两种不同的导通状态 (即导通和绝缘)。
各种新技术也不例外， 这是它们最大的共性， 而它们的差异则在于实现这种共性的具体方式彼此不同。
“存储梦工厂” 里的新技术很多， 为了让参观有一个合理的线路， 我们可以先想一想：
人们在信息存储技术中到底要追求什么？ 显然， 一个很重要的追求指标就是速度， 因此就让我们先参观一种在速度方面有一定长处的技术：
铁电随机存储器 (Ferroelectric RAM —— 简称 FeRAM)，
它是二十世纪八十年代后期开始研发的。 这种存储器是用铁电介质的两种不同极化状态来表示 0 和 1。
由于铁电介质的极化可以用很小的外界电压， 以很迅速的方式加以控制， 因此铁电随机存储器的能耗很小，
读写速度则很快， 从理论上讲甚至可以接近内存的速度， 这两项都明显胜过今天的硬盘和闪存。
而它所允许的重复写入次数则远远高于闪存。
这一切看起来很美， 但遗憾的是， 铁电随机存储器和磁阻随机存储器有一个共同的问题， 那就是存储密度远低于硬盘和闪存，
从而难以做大。 目前两者所能达到的最大容量都比闪存小了四个数量级左右[注八]。
在如今这个信息爆炸的时代里， 存储密度也是必须追求的性能， 重要性不亚于速度。 那么， 有没有速度很快， 同时存储密度又很高的新技术呢？
有， 比如相变存储器 (Phase Change Memory —— 简称 PCM 或 PCRAM)。
相变存储器也是用两种不同的电阻状态来表示 0 和 1， 所不同的是这两种电阻状态是来自于特定介质 ——
比如硫系玻璃 (chalcogenide glass) —— 的两个不同的相： 晶体相和无定形 (非晶体) 相[注九]。
相变存储器具有比硬盘和闪存高得多的读写速度， 也具有很高的重复写入次数， 并且 —— 谢天谢地 —— 在理论上可以有极高的存储密度
(虽然目前实际制成的最大容量仍比闪存小两个数量级左右)。 不过， 相变存储器也有一些问题，
其中最大的问题是对温度太敏感， 这是可以预期的， 因为相变是一种对温度很敏感的物理过程。 此外，
相变存储器的能耗较高， 而且它在无定形相下的电阻会随时间缓慢增加， 从而有可能破坏数据的长期稳定。
四. 结语
时间关系， 我们就不在 “存储梦工厂” 里多停留了。 虽然我们参观的主要是外存，
但内外存之间的界限不是绝对的， 也许有一天， 某些具有显著速度优势的新技术会同时取代内存和外存，
成为兼具内外存功能的 “通用存储器” (universal memory)。 若真有那样一天， 计算机的整个设计都有可能被改变。
当费曼讨论 “能否把整套大英百科全书写在一个针尖上” 时， 人们刚刚发明了我们在本文开头提到过的重达一吨的硬盘，
它的截面象圆桌， 体积赛冰箱， 依靠缆线、 滑轮、 步进马达和液压装置来驱动，
容量却只够存储一张相片。 因此费曼在演讲中表示， 他所讨论的是一个原则上有很多事情可做，
实际上却几乎什么都还没做的领域。 半个世纪后的今天， 我们显然已做了很多， 在线度上已经往费曼所说的 “bottom”
方向推进了五个数量级， 但距离 “把整套大英百科全书写在一个针尖上” 的 “费曼目标” 仍有一个数量级之遥。
虽然 “存储梦工厂” 里的那些明天的技术各有各的困难， 但信息存储作为一个年产值数百亿美元的巨大产业，
正在吸引越来越多的研发者， 我们有理由相信， “费曼目标” 已不再遥远。
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网友： henring |
发表时间： 2010-02-03, 05:05:09 |
卢大哥好， 我放假刚回家。
开电脑一到这里发现色调好像变了，呵呵。
如果我没有记错，这是您第一篇介绍信息技术方面的文章吧？
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网友： henring |
发表时间： 2010-02-03, 05:11:31 |
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不知道以某一个方向电子的两个自旋方向来表示0 和 1 能否成为储存材料的基础？
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网友： 星空浩淼 |
发表时间： 2010-02-03, 05:30:10 |
好文章，虽然我是工科出身的，仍然感觉很长见识，许多内容都是从此文中第一次获知。
自旋电子学在未来信息技术中也许会占据一席之地，纳米技术和生物技术的应用，也使得前景可以无限展望（记得有文章说利用纳米技术，可以使得未来的电脑做到火柴盒那么大）。
更疯狂的想法是：如果有一天能发明与人脑记忆接口的信息存储技术就好了（当然把信息存储进去之后，还有待学习消化、理解掌握，但可以让我们先记住它们。岁数大了，学习的主要障碍来自记忆下降）。未来的人类需要学的东西越来越多，总得有个办法突破才行。
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网友： 卢昌海 |
发表时间： 2010-02-03, 05:48:22 |
谢谢两位。
To henring 网友: 据我所知，目前还没有直接利用电子自旋的存储材料（如星空兄所说，未来也许能利用）。不过很多磁性材料的磁性与电子自旋方向有着密切关系，可以算是在间接利用电子自旋。
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网友： 来自 114.163 的游客 |
发表时间： 2010-02-03, 07:08:50 |
很不错的科普文章。
请问卢博士，这里的文章可以带链接转贴么？
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网友： 卢昌海 |
发表时间： 2010-02-03, 07:15:04 |
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欢迎转载，注明作者与网址即可。
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网友： 往事如昨 |
发表时间： 2010-02-03, 10:29:48 |
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CD/DVD等一类的存储介质有两个重要的特性--价格极低，可极大量的生产;比较容易携带(这个特性现在已让位于U盘了)。尤其是可以极大批量的生产这一点，是其它存储手段目前难以做到的
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网友： 卢昌海 |
发表时间： 2010-02-03, 11:42:12 |
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有道理。光盘便携性虽然逊于U盘，但单位GB的价格便宜；硬盘单位GB的价格虽然也便宜，但不如光盘便于携带（除非要携带非常大量的数据）。
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网友： 来自 218.82 的游客 |
发表时间： 2010-02-03, 19:53:59 |
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这个文章好
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网友： 星空浩淼 |
发表时间： 2010-02-03, 22:31:18 |
可以把家庭的录像或者照片刻入光盘永久保存
但是人们似乎还不敢用U盘来完成这个任务
U盘容易坏，国内的一些U盘，有的买回来没用几回就坏了，让你抓狂。
当然，假冒伪劣、缺斤少两、坑蒙拐骗，是这块土地上的特色和潜规则（例如，如今大家都默认这样一个潜规则：社会上的称都是“八两称”，火车站附近的称都是“六两称”，一斤变六两）。我想产生的根源是：首先是上面习惯玩弄虚作假、坑蒙拐骗，并且长期强迫下面适应和配合他们，时间久了，整个民族就步调一致地形成特色了，民族的新风俗新习惯就这样进化产生了。
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网友： 卢昌海 |
发表时间： 2010-02-04, 05:25:14 |
其实光盘（尤其是可写光盘）的寿命很有限（5-10年后就堪忧），且容易被外力所损坏，并不适用于保存家庭录像，建议星空兄用移动硬盘来存储。U盘如果不经常写数据的话，寿命恐怕还是可以的。不过国内有大量假U盘，比如下面这幅图片所显示的（来自海外网站，不知国内是否能看到）：
目前世界上并没有500G、640G和880G的U盘，但国内的奸商（不得不承认他们很有创意）通过以下办法“制造”出了这种超级U盘：
“所谓500G大U盘，其基本结构的确是基于USB 2.0格式的移动存储设备，它的确也有内存的，只不过选用的内存成本相当低－－并不是说成本低得以至于读写不可靠，而是这个U盘的内存压根儿只有128M 左右（经我测试）！制造商在设备MBR（记录分区信息、U盘容量等关键信息的地方）写入500G甚至880G的超高容量数值，并采用先进的exFAT格式进行分区，这样用户提出的“一个区不可能这么大”的疑问就可以完美解释。制造商通过改写其中的参数后，可以实现用户在写入U盘数据时，系统不会校验出问题来（整个写入操作也许永远是在覆盖某一个特定的位置而已）。正由于写入的动作并没有省略（只不过写的地方不对），因此写盘所花费的时间也相当真实－－写入速度在7M/秒左右。
由于U盘的确拥有100多M 的容量，因此商家在出售时，完全可以“大大方方”地为你演示：复制一些MP3歌曲，当场让你听效果。如果你提出复制更多文件，他会说“那太花时间，你回去再试”。如果你提出“我要格式化”，他完全可以先装“最好不要这样”，可实际就算格式化也没关系－－因为这个U盘的确支持格式化，容量不会改变，不像很多SONY 组棒那样一格式化就现原形。”
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网友： 卢昌海 |
发表时间： 2010-02-04, 05:28:48 |
如果往上面这种超级U盘中存照片的话，一旦超过该盘的实际容量(128MB)，新存入的照片就会覆盖旧照片，造成惨重的损失。。。
BTW，如果国内网友看不到图片，请告诉我，我可以把图片发到繁星相册后再链接。
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网友： 书虫 |
发表时间： 2010-02-04, 06:51:47 |
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卢先生的文章很好 的确 我买过2个G的硬盘 用几次就不能用了 现在U盘假货太多
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网友： 一醉 |
发表时间： 2010-02-04, 06:53:25 |
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不会覆盖原来文件,我同事买过这种盘.超过了容量以后就写错误了,不能写入.可以当做一个小U盘用...
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网友： 卢昌海 |
发表时间： 2010-02-04, 07:04:09 |
一醉网友提到的会出错的也是一种假盘，但最牛的是那种不出错的（危害也更大，因为会让人不知不觉覆盖自己的数据，正所谓“咬人的狗不叫”）。上面介绍的假盘来自下面这个链接中的“回复[1]”：
http://www.dongyangjing.com/disp1.cgi?zno=10038&&kno=010&&no=0047
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网友： boomerang |
发表时间： 2010-02-04, 07:20:56 |
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我记的是NAND型写入和擦除都是基于隧道效应，而NOR型的写入是热电子注入，NAND的寿命比NOR型大
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网友： 卢昌海 |
发表时间： 2010-02-04, 08:26:04 |
:: NAND的寿命比NOR型大
那个注释所说的＂寿命＂是指Write Endurance，即反复写入的寿命，参照的是wikipedia上的信息：
* SLC NAND Flash is typically rated at about 100K cycles (Samsung OneNAND KFW4G16Q2M)
* MLC NAND Flash is typically rated at about 5K-10K cycles (Samsung K9G8G08U0M)
* SLC Floating Gate NOR Flash has typical Endurance rating of 100K to 1,000K cycles (Numonyx M58BW 100K; Spansion S29CD016J 1000K)
* MLC Floating Gate NOR Flash has typical Endurance rating of 100K cycles (Numonyx J3 Flash)
不过看了你的留言我查了一下其它资料，发现也有说NAND比NOR强的，看来没有很一致的信息，我把注释中这段靠不住的信息删了。谢谢提醒。
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网友： 星空浩淼 |
发表时间： 2010-02-04, 09:08:16 |
谢谢昌海兄的建议
看来我最后狠狠地买它几个移动硬盘
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网友： 卢昌海 |
发表时间： 2010-02-04, 09:13:32 |
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不过要小心，说不定移动硬盘也有假的。:-)
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网友： 来自 218.82 的游客 |
发表时间： 2010-02-04, 19:48:21 |
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咬人的狗到处都在，狠狠买，狠狠被咬
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网友： 来自 116.7 的游客 |
发表时间： 2010-02-04, 21:35:32 |
文章内容很赞，读起来很舒服，把硬盘访问数据用转桌“吃菜”来类比，太形象了，看了就忘不了 :)
星空大哥，除了移动硬盘外，还有一个选择：有一种镀金的可刻录 CD/DVD，号称可以将数据保存 100 到 300 年。
以前曾想设过这样一种简单的方法来长期保存数据：在圆形不锈钢盘片上按轨道打孔，有孔是 1，无孔是 0，这样用简单的光电方法就可以把数据读出来，这个方法的缺点显而易见的：笨重，存储密度低下。这其实和穿孔纸带（或卡片）是一个道理，只不过把介质换成了金属。
其实要想让数据永存，最好的方法可能是让它永远不停止流动。有价值的数据必将永存。
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Atommann
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网友： 来自 218.82 的游客 |
发表时间： 2010-02-04, 22:32:19 |
这里所谓的 “永久” 不是宇宙学意义上的永久， 而是接近于恋人口中的 “天长地久” 那样的 “永久”。
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作者是爱情愤青
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网友： 来自 116.7 的游客 |
发表时间： 2010-02-04, 23:47:53 |
> 这里所谓的 “永久” 不是宇宙学意义上的永久， 而是接近于恋人口中的 “天长地久” 那样的 “永久”。
> --------------
> 作者是爱情愤青
我理解成调侃和幽默，最重要的是让人可以很好的理解“永久”存储是相对的。
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网友： 卢昌海 |
发表时间： 2010-02-05, 05:16:09 |
AtommannDD好久不见，欢迎重返此地。
:: 作者是爱情愤青
呵呵，作者不是爱情愤青，这个比喻其实是精心安排的。文章介绍的那些信息存储技术在正常情况下也就能保存数据几十或上百年，跟真挚爱情的时间（即两人的生命长度）差不多，如果运气坏或有偶然因素作祟的话，保存时间会大大缩短，跟不真挚的爱情差不多。唯一被我忽略的是真挚爱情在两人死后对别人的精神鼓励作用，但这应该算不上愤青行为吧。:-)
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网友： 来自 116.227 的游客 |
发表时间： 2010-02-05, 05:42:00 |
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我没有弄清闪存的模式，运行时它不需要把菜转到筷子前面吗？还是它的菜全部叠混在一起。
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网友： 来自 116.227 的游客 |
发表时间： 2010-02-05, 05:43:52 |
> 作者是爱情愤青
我理解成调侃和幽默，最重要的是让人可以很好的理解“永久”存储是相对的。
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兄弟，我也是调侃和幽默嘛
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网友： 卢昌海 |
发表时间： 2010-02-05, 06:14:58 |
:: 运行时它不需要把菜转到筷子前面吗？还是它的菜全部叠混在一起。
不用转，“菜”没有混合，但它的“筷子”无处不在。
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网友： henring |
发表时间： 2010-02-06, 05:09:12 |
如果不经常读盘，CD/DVD盘会不会保存得更长的时间？超过十年。
这么几年的确是有些资料是需要永久保存的，如果CD/DVD不能担负一个人寿命意义上的“永久”，那~~那~~我就得筹钱买移动硬盘~~~
或者买个台式电脑的硬盘，作为专门放资料的工具，毕竟台式比移动硬盘要经用和便宜，对吧？
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网友： 卢昌海 |
发表时间： 2010-02-06, 06:04:12 |
光盘的保存比较讲究温度、湿度的控制，另外紫外线会造成光盘材料蜕化。理论上很多生产商宣称的寿命都在几十年以上（假货不算），但实际上各种专家的意见很不一致，最悲观的认为只能保证3-5年。如果是很重要的东西最好是保留不止一个备份，且隔几年就检查一下。台式硬盘除了不便于携带外，其它方面也是不错的。如果数据量大的话，硬盘其实也不贵，而且在一个硬盘上查找数据比在一大批光盘上查数据方便得多。
可写光盘有一个好处倒是普通U盘及硬盘无法提供的，那就是read-only。这使得你即使在有病毒的机器上读数据，也不必担心数据本身的安全。因此重要的数据我一般也定期做一个光盘备份。
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网友： 混混日子 |
发表时间： 2010-02-06, 07:22:03 |
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我的一个幻想是人类有那么一天发明一种装置，直接能够把人大脑的所思所想能够记录下来，类似某种传感器，这样就可以不用手写这个步骤了。本人手懒，有的时候有了一个好的想法，但是就是怕写或者懒得写，就没有记录下来。后来看看别人的一些思想，自己也曾经有过，只不过没有记录下来。
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网友： 星空浩淼 |
发表时间： 2010-02-07, 02:59:37 |
昌海兄：
我觉得所谓“牛顿引力与狭义相对论不相容”，真正的问题不在于“牛顿引力公式是超距作用形式”（这个问题对于静电相互作用的库伦定律也存在，但很好解决）。这是因为：
当我们分析在正电荷的球对称静态库伦电场中自由下落的负电子时，一旦结合库伦公式与牛顿第二定律公式的“完备形式”f=d(mu)/dt时，则有：“负电子所受的静电吸引力=d(mu)/dt”，这个公式跟狭义相对论是相符的，因为它可以被改写成Lorentz协变形式：“负电子所受的四维力=粒子的四维动量对固有时的导数”。
但是，当我们分析在球对称静态引力场中自由下落的粒子时，一旦结合牛顿引力公式与牛顿第二定律公式的“完备形式”f=d(mu)/dt时，则有：“粒子所受的万有引力=d(mu)/dt”，如果认为引力质量跟惯性质量一样随粒子运动速度而变，则立即会发现前面这个公式，直接跟狭义相对论相矛盾，因为它无法改写成“粒子所受的四维力=粒子的四维动量对固有时的导数”这种Lorentz协变形式。
为何对带电粒子在库伦场中的运动描述可以Lorentz协变化，而对带静质量粒子在牛顿引力场中的运动描述却不能Lorentz协变化？因为电荷与运动速度无关，而引力荷却与运动速度有关，对后者进行Lorentz协变化时，粒子所受的万有引力在乘以时间膨胀因子之后，并不对应四维力的三维分量（没有乘以时间膨胀因子时，反倒是四维力的三维分量）。
我猜想，这才是当年困扰爱因斯坦的原因所在，这才是我们说“牛顿引力与狭义相对论不相容”的真正原因所在。爱因斯坦创立的广义相对论告诉我们，引力的奥秘在于：直接把牛顿引力公式与牛顿第二定律结合起来得到的公式，即“粒子所受的万有引力=d(mu)/dt”，是错误的（而对于电磁相互作用，“负电子所受的静电吸引力=d(mu)/dt”却是对的）。造成这一结果的原因，被广义相对论假设为：引力使得时空弯曲，引力使得时间膨胀，等等。因此，广义相对论绝对不是“牛顿引力+狭义相对论”的等价描述，而是从最基本的方程开始二者就分道扬镳。
不知你对此看法如何？
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网友： 星空浩淼 |
发表时间： 2010-02-07, 05:05:32 |
昌海兄：
我之所以再次谈到这个问题，因为先前有一点实在想不通：从广义相对论的角度来看，自由下落粒子所受到的万有引力f，居然并不等于该粒子的动量对时间的导数d(mu)/dt；而如果用牛顿第二定律来分析自由下落粒子，则必然有f=d(mu)/dt。即使为了Lorentz协变性牺牲牛顿第二定律，让f=d(mu)/dτ，这结果也还是跟广义相对论不同。所以我最后猜想广义相对论的描述方式，在物理上引入了非平凡的东西。
以上这一点很容易发现：把史瓦西球对称静态外部度规解，代入测地线方程，经过化简和插入粒子的运动质量m，就会发现，测地线方程变成方程
f(dτ/dt)^2=d(mu)/dt
这既不是
f=d(mu)/dt
也不是
f=d(mu)/dτ
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网友： 卢昌海 |
发表时间： 2010-02-07, 05:56:23 |
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牛顿引力不能象库仑定律那样推广的确不是因为超距作用，而与质量的动力学行为有关。我旧主页上曾收录过一篇将近二十年前的旧作，星空兄如果感兴趣的话可以在旧主页 http://www.changhai.org/v3.html 的"科学园地"中找到，标题为“引力理论可以与电磁理论平行地发展吗？”。
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网友： 星空浩淼 |
发表时间： 2010-02-07, 06:20:22 |
谢谢昌海兄
有那么几次，你的回复很简单，让我一时不明所以，但等我彻底弄清楚问题之后，发现你从一开始就抓住了问题的本质，击中问题的要害，只是当时我没能领会到:-)
我记忆中，你学生时代的学习日记里面，似乎没有谈到你当年学习广义相对论时的思想感受。也许那时你精力在量子场论上。如果你那时在学习，也许我现在有的疑虑和感受你那时也会有，也许也会在“牛顿引力+狭义相对论”里面走一圈再回来:-)
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网友： 卢昌海 |
发表时间： 2010-02-07, 06:27:33 |
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我主页上只收录了92-94年的日记，那篇文章则是91年的，因此在日记中没有提到。
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网友： 星空浩淼 |
发表时间： 2010-02-07, 11:05:58 |
昌海兄91年就能达到如此深度，真是令人佩服！
我钻研得越深入，就越是佩服爱因斯坦。我觉得他是凭一人之力，把广义相对论提前几十年给弄出来（即如果没有他，这个理论恐怕至少得几十年之后才出的来）。
我试图从另一个角度给出广义相对论来，即让Lorentz变换公式中的速度成为时空坐标的函数，利用“局域Lorentz变换不变性”给出广义相对论，但是看样子是失败了。——据昌海兄所知，这背后是否有一个已知的定理或者已知的认识，注定这么做会失败？
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网友： 卢昌海 |
发表时间： 2010-02-07, 15:40:19 |
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从某种意义上讲，广义相对论本身就是局域Lorentz不变的理论，只不过不同时空点上的局域惯性系是不同的。
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网友： 星空浩淼 |
发表时间： 2010-02-07, 21:52:17 |
最近天涯这篇文章写得很好
//www.tianya.cn/publicforum/content/free/1/1806037.shtml
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网友： 星空浩淼 |
发表时间： 2010-02-07, 22:38:50 |
我从另一个角度出发给出广义相对论的原始想法是：
1）局域Lorentz变化能够概括广义相对论中的一切广义坐标变换——因为在惯性系S看来，一切加速系，无非就是与惯性系S的相对速度为时间的连续可导函数的参照系。
2）假设加速系在每一个瞬间（此刻它必在某一个空间位置上），可以被看作是与原惯性系有一定相对速度的惯性系。于是在S系看来，同一个加速系对应无穷多个惯性系组成的系列，或者对应惯性系集合。
假设2）看似有风险，其实这跟微分几何中“局域惯性系”思想是一致的。按假设中的方式，一个加速系对应的惯性系集合，相当于图册（atlas）。
流形中，每一点的无穷小领域，可以用该点的切空间等价。因此引力场中某一点处的局域惯性系，相当于在该点瞬时静止的自由下落系。
因此，一个加速系，在惯性系看来，它的时空坐标系在连续地发生旋转，在旋转中的每一个位置上，可以看作是该位置上对应的惯性系；变加速度的加速系，其时空坐标旋转速度是随时间变换的。
由于只是时空坐标系在连续地发生旋转，因此四维时空线元保持不变——这样，广义协变性就产生了。而且用一个惯性系S的时空坐标，来描述加速系的四维时空线元时，会发现相应的时空度规是弯曲时空形式的。
我的第一个尝试是：不用解引力场方程，由惯性系与引力场中自由下落粒子参照系之间的局域Lorentz变换，直接推导出史瓦西外部解来。
3）质量随速度而变，而电荷、色荷等不随速度而变，带来的差距是巨大的：这使得其他相互作用的规范场论遵从纤维丛几何描述，而引力作用的规范场论遵从黎曼几何描述。其他其他相互作用的规范场论中，只需把普通微分换成协变微分；引力场的规范场论，除了需要把普通微分换成协变微分之外，还需要考虑引力场使得时间膨胀、空间收缩等等，需要引入固有时来描述。
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网友： 星空浩淼 |
发表时间： 2010-02-07, 22:43:49 |
上述第3)点应该改为：
3）引力荷等于惯性质量，且质量随速度而变，而电荷、色荷等不随速度而变，带来的差距是巨大的：（1）这使得其他相互作用的规范场论遵从纤维丛几何描述，而引力作用的规范场论遵从黎曼几何描述；（2）其他其他相互作用的规范场论中，只需把普通微分换成协变微分；引力场的规范场论，除了需要把普通微分换成协变微分之外，还需要考虑引力场使得时间膨胀、空间收缩等等，需要引入固有时等来描述。
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网友： 卢昌海 |
发表时间： 2010-02-08, 05:17:13 |
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奇怪，天涯是国内网站吗？怎么那篇文章的左侧会有“神.韵_晚会”的广告？那可是轮子的东东啊。
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网友： 星空浩淼 |
发表时间： 2010-02-08, 07:43:01 |
国内看不到这些广告
可能是轮子专门给国外的华人安的
轮子除了造谣，就不会别的。
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网友： 往事如昨 |
发表时间： 2010-02-08, 13:18:38 |
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CD/DVD的可大批量生产不仅仅是指价格低，还有一点就是可大批量生产出已经有相同内容的可携带媒介。这一点在目前是其它存贮介质无法做到的：不信你复制个一百个U盘(512M的,与CD相当)或硬盘试试。要是象CD/DVD可以一天之内生产上百万张的话不知哪位大虾有什么妙招？
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网友： 卢昌海 |
发表时间： 2010-02-08, 13:25:47 |
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CD/DVD之所以成为产品发布的工具，这是很重要的原因。
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网友： 往事如昨 |
发表时间： 2010-02-08, 21:29:05 |
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在有CD之前，产品发布的主要媒介是磁带。另外，在本文中还忽略了一种以前风靡一时的媒介：ROM和PROM（EPROM）。尤其是ROM，因为是游戏的载体(游戏卡的主要部件就是ROM或PROM，主要是ROM)，销量曾经非常高。我自己就曾经拥有过好几十张卡--当年一张卡的价格几乎是我5
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网友： 往事如昨 |
发表时间： 2010-02-08, 21:29:42 |
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在有CD之前，产品发布的主要媒介是磁带。另外，在本文中还忽略了一种以前风靡一时的媒介：ROM和PROM（EPROM）。尤其是ROM，因为是游戏的载体(游戏卡的主要部件就是ROM或PROM，主要是ROM)，销量曾经非常高。我自己就曾经拥有过好几十张卡--当年一张卡的价格几乎是我5
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网友： 星空浩淼 |
发表时间： 2010-02-09, 04:29:30 |
我把前面那个“局域Lorentz变换”补充一句：
Lorentz变换对应的守恒量不是引力场的源——四动量，而是四维角动量张量，这一点让历史上那些试图把广义相对论纳入规范场论体系的人感到郁闷（虽然产生规范场论的原始思想，来自广义相对论弯曲时空思想的启发）。
其实，一旦把整体整体时空平移变换推广到局域时空平移变换，就不难发现，整体Lorentz变换也好，局域Lorentz变换也好，其无穷小变换，可以统一到“局域时空平移变换”的无穷小变换中来，即前者是后者的特例。无穷小平移量作为时空坐标的函数时，涵盖了无穷小Lorentz变换（整体的和局域的）。另一方面，整体变换下的守恒荷对应场的源，因此场的源仍然是四动量（此时无穷小整体Lorentz变换已经被看作是一种无穷小的局域时空平移变换）。
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网友： 卢昌海 |
发表时间： 2010-02-09, 04:41:06 |
:: 在本文中还忽略了一种以前风靡一时的媒介：ROM和PROM（EPROM）
本文主要讨论“今天和明天”，对“昨天”只能睁一眼闭一眼。:-)
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网友： 往事如昨 |
发表时间： 2010-02-11, 03:29:48 |
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ROM/PROM并不只是昨天的技术,就是现在也有大量的设备使用ROM,最常见并且也是必不可少的就是键盘(里面的MCU程序是ROM固化的).从目前来看,ROM技术也不太可能消失,尤其在工业控制方面,因为ROM的抗干扰性能和信息寿命方面是其它存贮手段无法做到的.
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网友： 卢昌海 |
发表时间： 2010-02-11, 05:47:04 |
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但它现在已经不是信息存储的主要工具了。这篇文章现在这样的篇幅已经大大超过字数了，只能有所取舍。
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网友： dfj |
发表时间： 2010-02-14, 11:01:43 |
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关于光学存储的问题：尽管普通刻录光盘不可重写，但原则上有没有可能操作刻录机对光盘进行破坏？比如，假设光盘里有个文件(对应着盘子的一片区域)，有没有可能让刻录机对着这片区域“烧灼”，以此来破坏这个文件？如果可以的话，那原则上恶意程序也可以破坏光盘数据。
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网友： 卢昌海 |
发表时间： 2010-02-14, 12:06:35 |
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理论上似乎是可以的，不过我没听说过任何恶意程序能执行这种操作，这种程序首先必须要能让光驱或操作系统误以为光盘可写（否则操作会被拒绝）。另外我不知道刻录光盘的激光能否对非可写光盘的介质造成损坏，要查查资料。
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网友： 往事如昨 |
发表时间： 2010-02-15, 07:54:36 |
理论上似乎是可以的，不过我没听说过任何恶意程序能执行这种操作，这种程序首先必须要能让光驱或操作系统误以为光盘可写（否则操作会被拒绝）。另外我不知道刻录光盘的激光能否对非可写光盘的介质造成损坏，要查查资料。
:目前的光驱实际上是不可能的,因为功率相差实在太远,几乎是三个数量级;从目前来看,因成本和技术问题,也不可能制造大功率激光器的光驱
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网友： 卢昌海 |
发表时间： 2010-02-15, 08:14:16 |
我估计dfj网友是因为我前面提到CD/CD-R的优点之一是read-only(从而不怕病毒)，而问是否有恶意程序能操纵机器本身的光盘刻录机达到破坏CD/CD-R上数据的目的。
另外，我听说有些U盘也带有read-only开关，不过尚未看见过实物。
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网友： 往事如昨 |
发表时间： 2010-02-16, 02:46:44 |
另外，我听说有些U盘也带有read-only开关，不过尚未看见过实物。
:几年前友人曾送我一个64M的U盘,上面就有一个read-only小开关;可惜因容量太小,早就被我捐给垃圾桶了.
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网友： dfj |
发表时间： 2010-02-18, 03:56:53 |
to 往事：
真的？哈哈，我也曾把自己的一个64 M的旧U盘送给别人，碰巧这个U盘上也有个read-only开关。好像牌子叫做“储灵通”。
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网友： 往事如昨 |
发表时间： 2010-02-18, 20:43:21 |
TO dfj:
说不定就是你送我的呢!什么时候来无锡的话请你喝茶
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网友： 卢昌海 |
发表时间： 2010-02-18, 21:02:00 |
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小世界现象？！
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网友： 来自 117.83 的游客 |
发表时间： 2010-02-25, 01:26:41 |
pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl803219f
盧老師或許可以補充一下了。
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网友： 卢昌海 |
发表时间： 2010-02-25, 05:12:24 |
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那个链接是一篇题为“Biomimetic Nanowire Coatings for Next Generation Adhesive Drug Delivery Systems”的文章，跟存储技术没什么关系啊？
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