硬碟越多数据越重？网传HDD跟SSD各有变重原因　有何根据？

有无想过家中电脑的档案数据，可能都有重量？不同格式的照片图像、影片视像、音乐声轨、编辑档案、文字文件或表单文件等，这些家庭、学业或工作的重要资料皆由0和1二维码组成数据内容，都储存于电脑硬碟这必备元件中。硬碟装满文件数据的重量，跟空置时的重量，究竟是否存在差异？

近日网上流传一篇科普文章，广见于数份中文网媒报道。该论文指出电脑硬碟装入资料，可令其变重。虽然数码档案的资讯是由0和1二维码组成、是虚拟格式；但硬碟始终在用物理形式记录数位资讯，既涉及实体，其重量便有机会改变。市面上的电脑硬碟通常不是HDD就是SSD，原来两种硬碟基于纪录资料原理的差别，储满档案后在重量改变方面也有不同表现。

文章指出，传统硬碟HDD以磁极变化纪录储存档案，内含磁性物质，借着修改磁性物质的磁极方向来记录数码资讯。磁极修改前后，硬碟也没有物质增减（因为改变的只是磁极），所以即使一只HDD容量已爆满，重量亦无增加。然而HDD通电运作时，基于“电子有重量”，所以其重量有变；断电之后，HDD便恢复原先重量。

SSD的情况则较复杂。固态硬碟SSD纪录资料原理跟USB手指一样，都是用快闪记忆体储存资料。基于电脑数据二进制，快闪记忆体是“用电子记录0和1的数码讯息”，而“电子有重量”（虽则实在微不足道，推算只有9.109 x 10^​-31公斤），于是SSD储存档案越多，其实体重量随之增加。文章又以一个256GB SSD为例说明，假如该硬碟储满档案，当中有一半位元是“1”，即是“多了1.1兆粒电子”，SSD重量便会增加10^​-18公斤，人类却无法凭感官分辨到这个“微乎其微”的重量差别。

“电子数量增加使硬碟变重”一说有争议？“资料改变硬碟重量”另有理论根据？

不少网民指出该科普文章内容可能有误。此页留言栏便有网民指出，HDD不管有没有通电，都不会改变重量，因为电子本身就存在于所有原子中，通电产生的电荷虽会推动电子产生位移，但就跟水管运作无异：“从入口挤新的（水）进去，把旧的（水）从出口挤出来”。因此硬碟范围内的总质量不变。SSD同样不会加重，因为实际上改变的电位是影响逻辑闸的静态存取方式，而不是真的每1 Bit位元以一粒电子送入／记载。

同页另一位网民回应说SSD的快闪记忆体是利用“岛上的电容效应造成的电场来存资讯”，文章把写入位元的电荷都算成静电是“太夸张”。他的看法跟上面提到的该位网民略有不同，认为SSD硬碟质量或会“稍微上升”。此属“能量守恒定律”使然：质量增加，是因为受到“阀中电容能量造成SSD整体位能稍微上升”所推动。类似的讨论和见解也可见于另一网页中。

虽然“一个数据单元用一粒电子”之类讲法太粗糙，却仍有检讨的余地。“储存数据多会使硬碟重量增加”之现象并非完全没有根据。此学说曾得到科学家理论相佐。

外媒Inverse网站2016年刊登的一篇文章，介绍了美国加州大学柏克莱分校（University of California, Berkeley）电脑科学家John D. Kubiatowi的理论。Kubiatowicz表示快闪记忆体是借着能否“俘获”电子（原文为“holding electrons in place or not”）来区分1和0，产生位元，写入数码资讯。虽然电子数量不会改变，但它们一旦被俘获（资料被储存），其能量等级便升高。而根据“能量守恒定律”，其重量（质量）也随之增加。“受俘”电子​的能量比未“受俘”​的电子​高，Kubiatowicz​对如此差异的保守估计是每Bit 10^​-15焦耳。他又指，Kindle电子书即使装了几千本书，重量也仅增加1阿克（attogram，即10^​​-18g）

储存多少资料才会令人感觉到硬碟变重？根据韦伯定律（Weber's law, 表明心理量和物理量之间关系的定律），人类可以感知两个物体间的重量差距是5%以上。以iPhone 6重量129克为例，要有6.45克差距，我们才能感觉到存在分别。但现时手机储存的数据量，无可能累积到如此大的重量。

Kubiatowicz理论早于2011年获科普界注意，获New York Times报导。著名科普 Youtuber“Vsauce”（Michael Stevens）的短片也引用了Kubiatowicz。

Vsauce举出生活化例子来解释（或可视为一种推演，不必完全认同）。一封普通电子邮件包含一段文字和一个附件，大小约为50K位元组（Byte)。1K有1024 byte，1位元组有8 Bit，因此此邮件包含409600 Bit。平均约有一半的Bit是“1”，另一半为“0”，所以有204800个“1”的讯息需要电容器来存储，于是总共需要大约80亿粒电子。假设一粒用于数据储存的电子重量为2 × 10^​−30磅，一封50K电邮重量便约为1.6 × 10^​−20磅，大约相等于21000粒铅原子的重量。2011年全球网络数据约为5万亿TB（Terabyte），Vsauce根据Kubiatowicz的理论，推算其资料总重量大概同一粒士多啤梨相若。不过网络数据量几年来大幅增长，现时“互联网”的总重量应该已增加好多倍。

理论终归理论。由于大量数据也只能令硬碟出现微乎其微的重量改变（毕竟电的重量无法用仪器实测），电子造成质量改变的机制亦存在不少商榷余地。《网易科技》就有关话题之文章强调，HDD硬碟通电后电子的运动过程会出现离散状况，也难免造成电子滞留。严格而言，硬碟重量可能改变，只是电脑硬碟（此处指HDD）跟电容晓锁住电子的USB不同，电子虽有重量，却可能只是有“较大机率”存在于储存器中，而非被锁在元件内部。硬碟重量可能会减少，可能会增加，亦有可能维持不变（HDD断电后重量不变是最有可能的）。

总结而言，不论HDD或SDD，数据造成的硬碟重量增降微乎其微，人类根本难以察觉。