Thông tin kỹ thuật số đe dọa ‘ăn’ hết khối lượng hành tinh chúng ta, theo một nhà vật lý

Bình luận Văn Thiện • 01:15, 30/08/21

Giúp NTDVN sửa lỗi

Nghiên cứu mới cho thấy thế giới có thể đang đứng trước một “thảm họa thông tin” khi tốc độ sản xuất các bit kỹ thuật số tiếp tục tăng nhanh mà không có dấu hiệu dừng lại.

Trong một nghiên cứu mới đăng trên AIP Advances, nhà nghiên cứu Melvin Vopson từ Đại học Portsmouth ở Anh dự đoán rằng kho dự trữ thông tin kỹ thuật số ảo ngày càng tăng của con người có thể gây ra những hậu quả nghiêm trọng, không lường trước được đối với lượng vật chất trên hành tinh của chúng ta.

Vopson nói: “Chúng ta đang thay đổi hành tinh theo nghĩa đen, và đó là một cuộc khủng hoảng vô hình”.

Để hiểu được những ý tưởng mới nhất của Vopson, chúng ta có thể xem xét một cấu trúc lý thuyết mà ông đã đề xuất vào năm ngoái, được gọi là nguyên lý tương đương khối lượng-năng lượng-thông tin.

Trong công trình đó, Vopson đã lấy cảm hứng từ nghiên cứu của nhà vật lý người Mỹ gốc Đức Rolf Landauer vào những năm 1960, cho rằng thông tin có bản chất vật lý, do những ràng buộc về nhiệt động lực học.

Dựa trên những ý tưởng đó, Vopson đưa ra giả thuyết rằng một bit thông tin kỹ thuật số không chỉ là vật lý, như Landauer đề xuất, mà là một thứ có khối lượng hữu hạn và có thể định lượng được khi nó lưu trữ thông tin.

Theo suy nghĩ và tính toán lý thuyết của Vopson, khối lượng của một thiết bị lưu trữ dữ liệu sẽ tăng lên một lượng nhỏ khi được tải đầy thông tin kỹ thuật số, so với khối lượng của nó ở trạng thái không có dữ liệu. Vopson nói, sự gia tăng khối lượng theo lý thuyết này sẽ cực kỳ nhỏ, nhưng vẫn đáng kể và có thể đo lường được.

Mặc dù vậy, ý tưởng của Vopson - nguyên lý tương đương khối lượng-năng lượng-thông tin - vẫn chưa được kiểm chứng bằng thực nghiệm tại thời điểm này.

Không nản lòng, Vopson đã xuất bản một bài báo mới, xem xét một số hậu quả giả định trong tương lai nếu nguyên tắc lý thuyết của ông trở thành sự thật.

Đầu tiên, Vopson xem xét ước tính của IBM rằng khoảng 2,5 quintillion (10^30) byte dữ liệu kỹ thuật số được tạo ra mỗi ngày trên Trái đất, tương đương với khoảng ~ 10^21 bit thông tin kỹ thuật số hàng năm.

Nếu lượng nội dung kỹ thuật số chúng ta tạo ra tăng 20% hàng năm, Vopson tính toán rằng trong vòng khoảng 350 năm hoặc lâu hơn, số lượng bit kỹ thuật số được tạo ra sẽ vượt quá số lượng của tất cả các nguyên tử trên Trái đất.

Tuy nhiên, ngay cả trước khi chúng ta đi đến thời điểm đó, mức tiêu thụ điện năng cần thiết để duy trì tất cả sản xuất thông tin kỹ thuật số đó sẽ nhiều hơn mức mà hành tinh hiện đang cung cấp, Vopson nói. Nhưng đó không phải là tất cả.

Nếu chúng ta dựa vào nguyên tắc tương đương khối lượng-năng lượng-thông tin, lượng thông tin kỹ thuật số khổng lồ này sẽ có ý nghĩa đáng kể về khối lượng, không chỉ về mặt năng lượng.

Vopson giải thích trong bài báo của mình: "Giả sử mức tăng trưởng sáng tạo nội dung kỹ thuật số hàng năm một cách thận trọng là 1%... chúng tôi ước tính rằng sẽ mất khoảng 3.150 năm để tạo ra khối lượng thông tin kỹ thuật số tích lũy 1 kg đầu tiên trên hành tinh và sẽ mất khoảng 8.800 năm để chuyển đổi một nửa khối lượng của hành tinh thành khối lượng thông tin kỹ thuật số”.

Ông nói thêm: "Khi chúng tôi nhập các tỷ lệ tăng trưởng lớn hơn lần lượt là 5%, 20% và 50%, những con số này dần trở nên cực đoan”.

Với mức tăng trưởng 50% hàng năm, nội dung kỹ thuật số sẽ chiếm một nửa khối lượng của toàn hành tinh chỉ trong vòng 225 năm.

Tất nhiên, tất cả những dự đoán lý thuyết này phải được xem xét kỹ càng, bởi vì các khái niệm trừu tượng đang được khám phá ở đây sẽ không nhất thiết phải tương ứng chính xác với thế giới thực theo cách mà các phương trình đề xuất.

Có rất nhiều sự không chắc chắn và ẩn số, không ít trong số đó là bản thân nguyên lý tương đương khối lượng-năng lượng-thông tin chưa được chứng minh.

Tuy nhiên, đó là một số tư duy hấp dẫn và Vopson hy vọng ý tưởng của mình sẽ kích thích các nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm hơn nữa, có thể giúp chúng ta tiến gần hơn đến việc trả lời một số câu hỏi rất lớn này.

Vopson nói với Inverse: "Vì cả thuyết tương đối hẹp và nguyên lý Landauer đều đã được chứng minh là đúng, nên rất có thể nguyên lý mới cũng sẽ được chứng minh là đúng".

Văn Thiện

Khoa học Công nghệ


BÀI CHỌN LỌC

Thông tin kỹ thuật số đe dọa ‘ăn’ hết khối lượng hành tinh chúng ta, theo một nhà vật lý