書(shū)籍會(huì)被焚毀，電腦會(huì)被黑客攻擊，DVD光盤(pán)會(huì)失效。雖然信息存儲(chǔ)技術(shù)（紙張的墨水、電腦、CD或DVD，甚至是DNA）在不斷完善，但是各種形式的威脅，簡(jiǎn)單的方式例如水，復(fù)雜的方式例如網(wǎng)絡(luò)攻擊，仍然會(huì)破壞我們的存儲(chǔ)記錄。

隨著數(shù)據(jù)呈“爆炸式”地持續(xù)增長(zhǎng)，越來(lái)越多的信息存儲(chǔ)在越來(lái)越少的空間中，甚至連“云”（其名稱意味著不透明的無(wú)盡空間）最終也將耗盡空間，無(wú)法阻止所有的黑客，并急劇地消耗著能量。

創(chuàng)新

現(xiàn)在，哈佛大學(xué)開(kāi)發(fā)的一種存儲(chǔ)信息的新方法，可穩(wěn)定地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)達(dá)數(shù)百萬(wàn)年。它處于會(huì)遭到黑客攻擊的互聯(lián)網(wǎng)之外，而且在寫(xiě)入數(shù)據(jù)之后不會(huì)消耗能量。你需要的僅僅是一名化學(xué)家、便宜的分子以及寶貴的信息。

描述這項(xiàng)新技術(shù)的論文第一作者、喬治·懷特塞茲（George Whitesides）實(shí)驗(yàn)室的博士后訪問(wèn)學(xué)者、哈佛大學(xué)教授布瑞恩·卡弗蒂（Brian Cafferty）表示：“這就像通過(guò)一小匙蛋白質(zhì)來(lái)存儲(chǔ)紐約公共圖書(shū)館的內(nèi)容。”他與米蘭·密克西切（Milan Mrksich）及其在美國(guó)西北大學(xué)的研究小組合作開(kāi)展了這項(xiàng)工作。

卡弗蒂表示：“至少在這個(gè)階段，我們并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這個(gè)方法會(huì)與現(xiàn)有的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)，我們反而發(fā)現(xiàn)這個(gè)方法與現(xiàn)有技術(shù)互補(bǔ)。作為初始目標(biāo)來(lái)說(shuō)，它非常適合長(zhǎng)期的檔案數(shù)據(jù)存儲(chǔ)?！?/p>

技術(shù)

卡弗蒂的化學(xué)工具也許無(wú)法取代“云”。但是，這個(gè)文件系統(tǒng)提供了一種替代生物存儲(chǔ)工具的方案，該方案非常誘人。近期，科學(xué)家們研究出如何操控我們基因信息的忠誠(chéng)守護(hù)者來(lái)編碼更多的信息，而不僅是眼睛顏色的信息。研究人員們現(xiàn)在可以合成DNA鏈來(lái)記錄任何信息，包括貓的視頻、飲食趨勢(shì)、烹飪教程（他們是否應(yīng)該這么做又是另一個(gè)問(wèn)題）。

雖然DNA與計(jì)算機(jī)芯片相比非常小，但是在分子世界中高分子卻非常大。而且，DNA合成需要熟練且經(jīng)常重復(fù)的勞動(dòng)。如果每條信息都要從頭開(kāi)始設(shè)計(jì)，那么高分子存儲(chǔ)將變成漫長(zhǎng)且昂貴的工作。

卡弗蒂表示：“我們打算研究出一個(gè)策略，并不是直接借用生物學(xué)。取而代之的是，我們依賴于有機(jī)化學(xué)與分析化學(xué)中的常見(jiàn)技術(shù)，開(kāi)發(fā)出一個(gè)采用小型、輕量的分子來(lái)編碼信息。”

僅僅通過(guò)一次合成，團(tuán)隊(duì)就可以制造出足夠的小型分子，從而一次編碼多個(gè)貓視頻。因此，這個(gè)方案與基于DNA的方案相比，勞動(dòng)密集程度更低，也更便宜。

團(tuán)隊(duì)選擇了寡肽（兩個(gè)或者更多的肽綁定在一起）作為他們的輕量分子。寡肽很常見(jiàn)，也很穩(wěn)定，而且比DNA、RNA或者蛋白質(zhì)都更小。

根據(jù)它們的氨基酸數(shù)量與種類，各種寡肽的質(zhì)量也不同。即使混合在一起，它們也可以互相區(qū)分開(kāi)來(lái)，就像字母湯里面的字母一樣。

用字母組成單詞有點(diǎn)復(fù)雜：在微孔板（如同迷你版的打地鼠游戲機(jī)，但是有384個(gè)鼠洞）中，每個(gè)洞都含有不同質(zhì)量的寡肽。就像墨水在紙張頁(yè)面上被吸收一樣，寡肽混合物在存儲(chǔ)它們的金屬表面上聚集起來(lái)。如果團(tuán)隊(duì)想要讀回它們所“寫(xiě)”的內(nèi)容，他們需要通過(guò)質(zhì)譜儀觀察某個(gè)洞，質(zhì)譜儀會(huì)根據(jù)質(zhì)量分類這些分子。這樣一來(lái)，他們就可以知道寡肽存在與否：它們的質(zhì)量暴露了它們。

然后，為了將一大堆雜亂的分子轉(zhuǎn)化為字母與單詞，他們借助于二進(jìn)制代碼。例如，“M”采用8個(gè)寡肽中的4個(gè)，每個(gè)都具有不同質(zhì)量。這四個(gè)寡肽在洞中漂浮，接收一個(gè)“1”；另外四個(gè)接收“0”。分子二進(jìn)制代碼代表一個(gè)相應(yīng)的字母，如果信息是一幅圖像，那么就代表相應(yīng)的像素。

通過(guò)這種方法，8個(gè)寡肽的混合物可以存儲(chǔ)一個(gè)字節(jié)信息；32個(gè)可以存儲(chǔ)四個(gè)字節(jié)信息；越多的寡肽存儲(chǔ)的信息就越多。

目前為止，卡弗蒂及其團(tuán)隊(duì)“寫(xiě)入”，存儲(chǔ)，并“讀出”物理學(xué)家理查德··費(fèi)曼（Richard Feynman）的著名演講《在底部還有很大空間》（There is plenty of room at the bottom），以及信息論之父克勞德·香農(nóng)（Claude Shannon）的一張照片，還有葛飾北齋的木版畫(huà)“神奈川巨浪”。因?yàn)槿澜绲臄?shù)字檔案到2020年將達(dá)到44萬(wàn)億吉字節(jié)（2013年的10倍），一幅海嘯圖像似乎很貼切。

價(jià)值

目前，團(tuán)隊(duì)能以99.9%的準(zhǔn)確率檢索他們存儲(chǔ)的杰作。他們“寫(xiě)入”數(shù)據(jù)的平均速率達(dá)到每秒8比特，而“讀出”數(shù)據(jù)的平均速率達(dá)每秒20比特。盡管他們的“寫(xiě)入”速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)合成DNA寫(xiě)入數(shù)據(jù)的速度，但是通過(guò)大分子讀出數(shù)據(jù)可能會(huì)更快而且更便宜。

但是，通過(guò)更快的技術(shù)，團(tuán)隊(duì)的速度一定會(huì)提升。例如，一個(gè)噴墨打印機(jī)，可以生成墨滴的速率為每秒1千滴，并能將更多的信息塞進(jìn)更小的區(qū)域中。然而，經(jīng)過(guò)改進(jìn)的質(zhì)譜儀一次可以接收更多的信息。

團(tuán)隊(duì)也通過(guò)不同類型的分子，改善了分子存儲(chǔ)的穩(wěn)定性、價(jià)格和容量。他們的寡肽是定制的，因此也更加昂貴。然而，未來(lái)的分子庫(kù)建設(shè)者可以采購(gòu)便宜的分子（例如烷基硫醇）。這些分子記錄1億個(gè)比特的信息，只需花費(fèi)1美分。

其他的分子信息存儲(chǔ)系統(tǒng)會(huì)依賴于某個(gè)特定的分子。不同于這些系統(tǒng)，這個(gè)方案可以采用任何具有延展性的分子，只要這些分子可以被操控成可區(qū)分的比特。

寡肽（以及相似的選擇）的適應(yīng)力很強(qiáng)。論文稱：“寡肽在合適的條件下，穩(wěn)定性可達(dá)數(shù)百或數(shù)千年?！边@種適應(yīng)力強(qiáng)的分子能在沒(méi)有光線或者氧氣的條件下適應(yīng)高溫干旱的環(huán)境。而且不同于能被黑客輕而易舉入侵的“云”，分子存儲(chǔ)只能被本人親自訪問(wèn)，不易受到黑客攻擊。即使盜賊找到了存放的數(shù)據(jù)，還需要一些化學(xué)知識(shí)去檢索代碼。

對(duì)于未來(lái)信息存儲(chǔ)來(lái)說(shuō)，卡弗蒂的可擴(kuò)展分子庫(kù)是一個(gè)穩(wěn)定、零能耗且抗腐蝕的選擇。所以，如果圖書(shū)被焚毀、電腦被黑客入侵，DVD光盤(pán)失效，一個(gè)充滿信息的“打地鼠游戲機(jī)”還可以提醒未來(lái)的人類：我們是多么地?zé)釔?ài)美好的貓視頻。