Stage1st

标题: 空的硬盘重还是满的硬盘重？ [打印本页]

作者: stillwmxz 时间: 2024-3-28 09:40
标题: 空的硬盘重还是满的硬盘重？
“在信息论看来，存储器能量最高的状态反而是全都是0的初始态，因为这时的混乱程度最小，信息熵最低。而系统总会自发地朝着熵更高——或者说存满数据的混乱状态演进，也就是说存满数据时，系统的能量等级其实是更低的。这意味着，存满数据的手机不仅不会增重，反而会减重。”

https://mp.weixin.qq.com/s/x5QnwlBN6mDemCV9BWJGNQ

有篇文章如是说，但有人指出信息熵不能这么理解。有没有对信息熵概念比较懂的坛友讲一讲？

这里暂不讨论硬盘硬件原理导致的能态变化。

作者: 卡卡 时间: 2024-3-28 09:52
物质减少了可能转化成热能，那把数据删除了呢？能量转化成物质了还是吸收空气了。

作者: liurun 时间: 2024-3-28 09:53
许多人对熵这个东西有误解熵代表的是系统的“微观状态”（而不是宏观）的混乱程度，许多科普读物害人不浅。的举个例子在物体个数可数的情况下比如一堆纸，散落在地上和整齐堆在一起的熵其实是一样的。对于数据，如果数据是一定的，那么它的熵就是零，因为它的状态就只有一种。

—— 来自 S1Fun

作者: midearth 时间: 2024-3-28 09:56
一罐空气，烧热了，它的质量会增加吗？

作者: 瓦格雷 时间: 2024-3-28 09:56
00000000和01010010的信息量完全一样啊

作者: zao 时间: 2024-3-28 09:56
信息学和热力学的熵倒是一回事啦，问题是熵和重量有什么必然关系吗？按照文中这个逻辑，同一堆积木，码放整齐的时候熵低，所以比散乱摆放时重量轻？不对吧

作者: gammatau 时间: 2024-3-28 09:58
提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

作者: libratest 时间: 2024-3-28 09:58
从原理上来说，存储数据增加，HDD重量不变，SSD重量增加
（防杠，SSD也可能是减少，反正会变，具体细节是存电子还是拿电子记不太清了....）

作者: 超氪金月饼 时间: 2024-3-28 09:59
固态硬盘会变重机械硬盘不会

作者: nexus1 时间: 2024-3-28 10:00

磁矩方向和能级有啥关系来着

作者: liurun 时间: 2024-3-28 10:00

zao 发表于 2024-3-28 09:56
信息学和热力学的熵倒是一回事啦，问题是熵和重量有什么必然关系吗？按照文中这个逻辑，同一堆积木，码放整 ...

事实上它们的熵是一样的

—— 来自 S1Fun

作者: Realplayer 时间: 2024-3-28 10:01
熵和重量有个瘠薄关系？

作者: cxn 时间: 2024-3-28 10:01
0和1有质量？那硬币正面朝上重还是背面朝上重？

作者: 哌啶 时间: 2024-3-28 10:03

libratest 发表于 2024-3-28 09:58
从原理上来说，存储数据增加，HDD重量不变，SSD重量增加
（防杠，SSD也可能是减少，反正会变，具体细节是存 ...

存电子之后，SSD整体还是电中性的吧
如果还是电中性的，那不考虑相对论效应重量也没变

作者: zao 时间: 2024-3-28 10:05

liurun 发表于 2024-3-28 10:00
事实上它们的熵是一样的

—— 来自 S1Fun

想了下确实，该举卡诺热机等温加/散热的例子，熵增熵减不影响热机重量

作者: thelinli2 时间: 2024-3-28 10:06
那么新能源车的电池，充满电和用光电的质量会一样么？

作者: 女神アイギス 时间: 2024-3-28 10:07

liurun 发表于 2024-3-28 10:00
事实上它们的熵是一样的

—— 来自 S1Fun

考虑到堆叠整齐的态出现率更低，更不可能自发存在，肯定还是有微小区别吧
当然如果两边温度差个0.0000000几度，这点区别就淹没了

作者: 花達香奈 时间: 2024-3-28 10:09
魔女那么大一坨，怎么看也比魔法少女重吧

作者: 女神アイギス 时间: 2024-3-28 10:10
空的硬盘存储的也是信息（只不过没有任何人需要），和满的硬盘没区别吧

作者: gammatau 时间: 2024-3-28 10:11
提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

作者: 叶子 时间: 2024-3-28 10:11
这种问题特别适合问AI然后看它瞎编。

作者: gammatau 时间: 2024-3-28 10:13
提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

作者: 剑鹰 时间: 2024-3-28 10:13
初始状态的魔方重还是打乱了的魔方重啊

作者: liurun 时间: 2024-3-28 10:14

女神アイギス发表于 2024-3-28 10:07
考虑到堆叠整齐的态出现率更低，更不可能自发存在，肯定还是有微小区别吧
当然如果两边温度差个0.0000000 ...

事实上，影响是10^-23级别的

—— 来自 S1Fun

作者: gammatau 时间: 2024-3-28 10:17
提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

作者: liurun 时间: 2024-3-28 10:21

女神アイギス发表于 2024-3-28 10:07
考虑到堆叠整齐的态出现率更低，更不可能自发存在，肯定还是有微小区别吧
当然如果两边温度差个0.0000000 ...

还有你似乎还是对熵有些误解，熵代表的是一种状态下的微观状态的总个数，跟宏观基本没关系。堆起来的积木内部粒子可能存在的位置和散乱的积木粒子存在的位置的个数基本一样。

—— 来自 S1Fun

作者: stillwmxz 时间: 2024-3-28 10:23

卡卡发表于 2024-3-28 09:52
物质减少了可能转化成热能，那把数据删除了呢？能量转化成物质了还是吸收空气了。 ...

数据应该没有被“擦除”，而从一种排列变成了另一种。能量应该是因为这个重排的动作消耗的，变成电路发热了。

作者: 牛顿学物理 时间: 2024-3-28 10:32
提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

作者: yichengyu 时间: 2024-3-28 11:03

学习了知识的人类大脑重还是放空的人类大脑重

作者: GMJ 时间: 2024-3-28 11:10
如果是全写成1呢

作者: GMJ 时间: 2024-3-28 11:11

牛顿学物理发表于 2024-3-28 10:32
硬币正反面不一样，那重心也可能有变化吧。
重力应该也会受影响？

拿改成一个球东半球涂成红色重，还是西半球涂成红色重

作者: macos 时间: 2024-3-28 11:13
没有重量吧，信息是形态

—— 来自 HUAWEI KKG-AN00, Android 10上的 S1Next-鹅版 v2.5.4

作者: zcslcz 时间: 2024-3-28 11:27

midearth 发表于 2024-3-28 09:56
一罐空气，烧热了，它的质量会增加吗？

微观上粒子运动加快根据相对论质量增加

作者: 终将不惑 时间: 2024-3-28 11:32
很久以前看过一个科幻小说，好像是说，全球互联网产生的所有信息，加起来不超过一公斤

作者: 董卓 时间: 2024-3-28 11:47

卡卡发表于 2024-3-28 09:52
物质减少了可能转化成热能，那把数据删除了呢？能量转化成物质了还是吸收空气了。 ...

这还的看是填0了，还是只是改了文件分区表

作者: acalephs 时间: 2024-3-28 12:05
对于现在的垂直记录硬盘来说全1或者全0能量更高一点点吧，此时相邻位置磁化方向相同
固态的话是浮栅充到最高电平能量最高吧，应该是对应全1？

作者: zhuoqiu 时间: 2024-3-28 12:11
推荐群友看一下less than nothing。对这个问题有较为深入的探讨

作者: 女神アイギス 时间: 2024-3-28 12:12

liurun 发表于 2024-3-28 10:21
还有你似乎还是对熵有些误解，熵代表的是一种状态下的微观状态的总个数，跟宏观基本没关系。堆起来的积木 ...

整体堆叠形式不一样肯定是有差的，只是宏观上的差别对系统熵贡献特别特别小罢了
你找两个系统，温度精确的一样，堆放整齐的那边熵算出来肯定是低一个非常微小数值的

作者: 日日夜夜 时间: 2024-3-28 12:16
什么不懂装懂的文章，硬盘每个储存单位都是可区分的，不管是空还是满它状态都是唯一确定的呀

作者: 哈里-谢顿 时间: 2024-3-28 12:22

gammatau 发表于 2024-3-28 09:58
我怎么觉得几个月前回过完全一样的帖子

好几年前就讨论过了，当时问存满小电影的硬盘会不会变重

作者: aithinkso 时间: 2024-3-28 12:27
十三幺比屁胡重是吧

作者: madawc 时间: 2024-3-28 12:29

哈里-谢顿发表于 2024-3-28 12:22
好几年前就讨论过了，当时问存满小电影的硬盘会不会变重

以前问这个问题的时候还是机械硬盘为主，现在固态硬盘都上T了。。。

作者: littlecloud 时间: 2024-3-28 12:31
能提问这个问题的就tm离谱

论坛助手,iPhone

作者: 哈里-谢顿 时间: 2024-3-28 12:32

madawc 发表于 2024-3-28 12:29
以前问这个问题的时候还是机械硬盘为主，现在固态硬盘都上T了。。。

固态硬盘也是电位差啊，不该问这问题啊

作者: 蒜灵 时间: 2024-3-28 12:32
不懂就问，熵和质量有啥关系？

作者: 只贫不论某浩 时间: 2024-3-28 12:38
谁说00000就不是信息的？没有信息也是一个信息

作者: 卡爹 时间: 2024-3-28 12:38

得看存的是什么吧

作者: adslnet0519 时间: 2024-3-28 12:40
数据只对人类来说有意义，0和1对于硬盘来说都是一样的

—— 来自 Sony XQ-DE72, Android 14上的 S1Next-鹅版 v2.5.4

作者: 马桶3 时间: 2024-3-28 12:40
本帖最后由马桶3 于 2024-3-28 12:43 编辑

这问题是当存数据是往硬盘里灌水呢，典型的不懂瞎问，包括楼里有些回复煞有其事也是不懂装懂
这个问题的本质在于存储介质对0和1的表达是否会改变自身质量，而事实上现在已经不是单纯用“电容”这种概念在做数据存储了，从主流上来说，目前不论表达是1还是0，单个存储单元质量都是相同的

作者: stillwmxz 时间: 2024-3-28 12:50

马桶3 发表于 2024-3-28 12:40
这问题是当存数据是往硬盘里灌水呢，典型的不懂瞎问，包括楼里有些回复煞有其事也是不懂装懂
这个问题的本 ...

你这就是答非所问。不同的硬件实现0/1时能态不同，具体问题具体分析就是，这是直观的。

信息论/热力学的熵是否对应系统能量？进而对应质量？

空白和记载了数据的介质熵是否一样？

如有答案还请提供大概的来源，感谢。

作者: Vega2017 时间: 2024-3-28 12:53
一个机械开关，是开的时候重还是关的时候重

—— 来自 S1Fun

作者: 马桶3 时间: 2024-3-28 12:55

stillwmxz 发表于 2024-3-28 12:50
你这就是答非所问。不同的硬件实现0/1时能态不同，具体问题具体分析就是，这是直观的。

信息论/热力学的 ...

某几楼也说了，0也是数据，事实上你并不能认为全0就是空，存储器实际上永远是“满”的

作者: Ronso 时间: 2024-3-28 13:00
当机械硬盘（HDD）存满数据时，它的重量会略微增加。这是因为硬盘内部的磁性涂层会保存数据，而这些数据会占据一定的空间并对硬盘施加微小的压力。

然而，这种重量增加通常是微不足道的，对于一般的家用硬盘来说几乎是无法察觉的。硬盘的重量主要由其机械组件（如磁头、马达等）和外壳构成，而存储的数据量相对于整个硬盘的重量来说非常小。

因此，从实际应用角度来看，无论硬盘是否存满数据，其重量几乎是相同的，差异可以忽略不计。

对于固态硬盘（SSD），无论是存满数据还是空的状态，它的重量几乎没有任何变化。这是因为SSD使用的是闪存芯片来存储数据，而不像机械硬盘使用旋转磁盘。

固态硬盘的重量主要由其电路板和外壳构成，而这些组件的重量并不受存储数据量的影响。因此，无论SSD存储多少数据，其重量基本上是恒定的。

这也是SSD在存储性能方面的优势之一，因为它们不会因为数据填充而增加重量，而且由于没有旋转部件，SSD还具有更好的耐震性和更快的数据访问速度。

作者: 推倒大叔 时间: 2024-3-28 13:05
简单啊放称上称一下就好了扯那么多犊子干嘛

作者: ammk 时间: 2024-3-28 13:13
无论计算机存储是“0”还是存储“1”，对电路的结构都是一样的，都没有能量消耗。那么为什么存储信息还需要电这一能量呢？原因是信息的改变需要能量。

作者: 忘归然 时间: 2024-3-28 13:15
提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

作者: starash 时间: 2024-3-28 13:17
楼主就想问熵和质量有没有直接关系，热力学上是没有的。

但是，同样根据热力学，一个系统不会自发熵减，在熵减过程中必然要伴随能量输入，能量输入就代表质量增加。

那么一块硬盘，出厂时是否全盘

作者: 神勇无敌饶铁牛 时间: 2024-3-28 13:20
电池是充满重还是放完电后更重？

作者: 芜湖挨宰 时间: 2024-3-28 13:21
这只是理论极限吧。类似于一比特翻转需要的最小能量，实际另说，需要按照具体原理分析。

作者: starash 时间: 2024-3-28 13:25
每个位的情况都已知？显然不是。所以空盘的熵值会高于全写满的状态。

作者: starash 时间: 2024-3-28 13:29

starash 发表于 2024-3-28 13:25
每个位的情况都已知？显然不是。所以空盘的熵值会高于全写满的状态。

那么从熵减的角度来说硬盘应该是增重了的。

顺便回答上面的：充满电的电池是一定比空电重的，不管从热力学还是质能方程的角度来说。

作者: 女神アイギス 时间: 2024-3-28 13:32

Ronso 发表于 2024-3-28 13:00
当机械硬盘（HDD）存满数据时，它的重量会略微增加。这是因为硬盘内部的磁性涂层会保存数据，而这些数据会 ...

典中典AI胡编乱造

作者: 发财就收 时间: 2024-3-28 13:37

花達香奈发表于 2024-3-28 10:09
魔女那么大一坨，怎么看也比魔法少女重吧

是的，拥有单刷魔女实力的魔法少女其实是少数

作者: pright 时间: 2024-3-28 13:48
信息论的熵反映的是信息的不确定程度，是一个基于概率分布的概念

作者: 单流灯塔 时间: 2024-3-28 13:49
信息论和物理都没学好啊这是

作者: 卡卡 时间: 2024-3-28 14:08

stillwmxz 发表于 2024-3-28 10:23
数据应该没有被“擦除”，而从一种排列变成了另一种。能量应该是因为这个重排的动作消耗的，变成电路发热 ...

能量消耗很正常……重量增加就不太正常了

作者: Nana7ue 时间: 2024-3-28 14:22
试着去问了ai

AI: 从物理角度来看，空的硬盘和满的硬盘重量应该是相同的，因为它们的质量是相同的。但是，如果我们考虑硬盘中存储的数据，根据信息论的观点，满的硬盘的信息熵更高，因此它可能会被认为是更“重”的状态。但是，这种“重量”是指信息的量而不是质量的变化。

让我们分步骤分析这个问题：

### 1. 硬盘存储原理简介
首先，需要了解硬盘存储数据的基本原理。传统硬盘通过磁头在磁盘表面的磁性材料上改变磁性方向来存储数据，而固态硬盘（SSD）则通过改变存储单元的电荷状态来存储数据。在这两种情况下，数据的写入并不涉及质量的物理增加或减少。

### 2. 质能方程和数据的质量
依据爱因斯坦的质能方程E=mc²，能量和质量是可以相互转换的。当数据被写入存储介质时，如果能量水平发生了变化，那么理论上质量也会发生微小的变化。但是，这种变化是极其微小的，几乎不可能用常规方法检测到。

### 3. 信息熵的误解
文章中提到的信息熵概念，实际上与物理熵相似，用以描述信息的不确定性或混乱程度。信息熵的增减并不直接导致物理系统质量的改变。因此，说存满数据的硬盘或手机会因为信息熵的变化而“变轻”是不正确的。

### 4. 实际质量变化的计算
库比亚托维奇的计算表明，即使是大量的数据，所引起的质量变化也是微不足道的。一个128GB的手机存满数据后，增加的质量大约在10^-21千克，这与手机日常可能经历的质量变化相比是极其微小的。

### 结论：
- 无论是空的还是满的硬盘，从用户的角度来看，它们的重量差异是可以忽略不计的。
- 存储数据引起的质量变化极小，对于日常使用和感知来说是无关紧要的。
- 信息熵的概念与物理质量无直接关联，不应该用来解释存储设备的重量变化。

因此，即便是存储大量数据的手机或硬盘，其重量变化也是非常微小的，不会因为数据的增加而变得像“砖头”一样重。这样的变化在实际生活中是感觉不到的。

作者: killwayne 时间: 2024-3-28 14:28

cxn 发表于 2024-3-28 10:01
0和1有质量？那硬币正面朝上重还是背面朝上重？

要看硬盘是不是固态硬盘，要看看0和1哪个是储存电子的

作者: GMJ 时间: 2024-3-28 14:34

忘归然发表于 2024-3-28 13:15
写0还是写1，都只是操作了存储数据的状态。就如同算盘，算珠位置会影响算盘重量？

—— 来自 S1Fun ...

你别回复我啊，是LZ先一本正经的说因为空盘都是0，井然有序，比写满0,1的熵低，所以更重，的既然是熵的问题，我问他一下如果写满的都1怎么办，这个熵和写满0是一样的

你应该回复lz去

作者: sirlion 时间: 2024-3-28 14:38
硬盘即便是全空，也是数据啊，只是0而已，变成数据后有意义了，但对自然界来说它和0没有区别，因为那东西只是人类思维理解的意义，是人类赋予的意义

作者: pright 时间: 2024-3-28 15:20
本帖最后由 pright 于 2024-3-28 15:21 编辑

转载内容仅代表作者观点

不代表中科院物理所立场

如需转载请联系原公众号
==========

难怪，原来不是物理所写的

作者: 白石 时间: 2024-3-28 15:53
算盘打到最大和打到最小重量会有区别吗

作者: 苏西踩我了 时间: 2024-3-28 16:02
知乎有人算过，1t硬盘装满资料，减少的重量是0.x微克，属于无法观测到的重量，比对着硬盘吹口气的影响还小

作者: 劲霸男 时间: 2024-3-28 16:52
本帖最后由劲霸男于 2024-3-28 16:58 编辑

瓦格雷发表于 2024-3-28 09:56
00000000和01010010的信息量完全一样啊

0和1对半导体PN节造成的压力和磨损是一样的吗？

作者: cryczp 时间: 2024-3-28 18:53

midearth 发表于 2024-3-28 09:56
一罐空气，烧热了，它的质量会增加吗？

会吧，能量增加了

作者: cleverfox 时间: 2024-3-28 19:04
空的硬盘不一定都是0，可能只是标记了一下这个区块不用了，而不是直接写成0

作者: 寺胖 时间: 2024-3-28 19:11
我看到过个说法是信息量会影响质量？比如说有个人的脑子记住了葛立恒数，在脑袋体积不变大的前提下，脑袋的质量密度就会大到坍缩成黑洞？唬得我一愣一愣的，我也不懂这些，没法验证

作者: themonster 时间: 2024-3-28 21:09
是不是可以用精密度高的称做实验试试？

作者: 女神アイギス 时间: 2024-3-29 21:28

寺胖发表于 2024-3-28 19:11
我看到过个说法是信息量会影响质量？比如说有个人的脑子记住了葛立恒数，在脑袋体积不变大的前提下，脑袋的 ...

说的是最低要有一个固定数值的能量才能记忆1比特信息

因此不是记住了那个数就会坍缩，而是能记住那个数的物体只有人脑大小的话其密度自然会引起坍缩

作者: 宇白顺 时间: 2024-3-29 22:17
死人重还是活人重

作者: 外骨骼 时间: 2024-3-29 22:21
灵魂的重量是不是21克

作者: HugeVic 时间: 2024-3-30 17:36
你去称一称不就知道了，扯这些有的没的，硬盘存数据的原理是什么都不知道，还扯上熵了，熵和重量又有什么关系，量子态还测不准呢，那熵能确定么

作者: stillwmxz 时间: 2024-3-30 18:59

HugeVic 发表于 2024-3-30 17:36
你去称一称不就知道了，扯这些有的没的，硬盘存数据的原理是什么都不知道，还扯上熵了，熵和重量又有什么关 ...

老哥，还是多读书吧…

作者: 不见不散 时间: 2024-3-30 19:21
硬盘的熵是一个伪命题

欢迎光临 Stage1st (https://www.saraba1st.com/2b/)