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水晶存儲時代來臨 5D技術突破數據保存極限實現萬年存儲

大視野

水晶存儲時代來臨 5D技術突破數據保存極限實現萬年存儲
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水晶存儲時代來臨 5D技術突破數據保存極限實現萬年存儲

2026年02月28日 18:20 最後更新:22:46

美國《科學》雜誌報導的一項研究指出,通過5D光學數據存儲技術,可將資訊存入水晶,讓數據在幾乎不受外部環境影響的情況下實現近乎永久的保存。

當前數據存儲在耐久性上面臨嚴峻挑戰

據外媒報道,當前的數據存儲在耐久性上面臨著嚴峻挑戰。因為電荷不穩或物理損耗的影響,磁性存儲介質(如磁片)以及光電性存儲介質(閃存和固態硬碟)使用壽命有限,通常少於20年。

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可將資訊存入水晶

然而,美國《科學》雜誌報導的一項重要研究,提出一種解決途徑:通過5D光學數據存儲技術,將資訊存入水晶(又稱石英)。該技術以水晶中的納米結構為資訊載體,讓數據在幾乎不受外部環境影響的情況下實現近乎永久的保存。

示意圖。設計圖片

示意圖。設計圖片

傳統存儲通常在二維表面記錄數據。而5D光存儲技術則利用石英的三維空間和特殊光學特性,把資訊刻寫在納米級立體結構中。科學家通過飛秒鐳射,改變石英晶體的局部分子結構,使這些納米點能永久保存資訊,不依賴電力,數據就能長期讀取。

石英作為存儲介質非常穩定

之所以選擇石英作為存儲介質,是因為它非常穩定。石英可以承受高達1000°C的高溫而內部結構仍保持完整,同時幾乎不受電離輻射影響,也不會像傳統電子元件中的金屬那樣因氧化而失效,在常溫下預計可以保存約1萬年。在嚴格控制的環境下,這一保存時間還能大幅延長。

示意圖。設計圖片

示意圖。設計圖片

從技術上講,它屬於被動存儲介質:數據一旦刻寫完成,便不再需要能源維持,也無需主動製冷來防止數據損壞。5D記憶晶體將成為唯一一種壽命超過已知文明存在時間的存儲方式。

示意圖。設計圖片

示意圖。設計圖片

仍面臨實際應用挑戰

不過,這項技術仍面臨實際應用的挑戰。飛秒鐳射刻寫速度遠低於現有磁性存儲方式,所以目前較適合存放不需要頻繁修改的大型數據檔案,在政府機構、博物館和基因資料庫中,這項技術前景廣闊。

不少人習慣起床後第一件事就是冲杯咖啡提神,甚至空腹飲用。網上長期流傳「空腹飲咖啡傷胃」、「導致胃潰瘍」甚至造成「腎上腺疲勞」等說法,究竟孰真孰假?

不少人習慣起床後第一件事就是冲杯咖啡提神。資料圖片

不少人習慣起床後第一件事就是冲杯咖啡提神。資料圖片

空腹飲咖啡刺激胃酸分泌

拉弗里在澳洲媒體《Taste》發表的文章中指出,空腹飲咖啡最主要影響是刺激胃酸分泌,而非直接傷害胃部。無論是一般咖啡或低咖啡因咖啡,都可能促使胃酸增加,並令食道與胃之間的括約肌放鬆,從而提高胃酸倒流風險。

空腹飲咖啡最主要影響是刺激胃酸分泌,而非直接傷害胃部。資料圖片

空腹飲咖啡最主要影響是刺激胃酸分泌,而非直接傷害胃部。資料圖片

至於網傳「咖啡會燒穿胃壁」或「導致胃潰瘍」,拉弗里直言並不正確。她解釋,胃潰瘍通常與幽門螺旋桿菌感染或長期過量使用消炎止痛藥有關,並非由咖啡直接造成。不過她提醒,若本身已有胃潰瘍,咖啡刺激胃酸分泌後可能令症狀惡化,患者仍應避免飲用。

網傳「咖啡會燒穿胃壁」或「導致胃潰瘍」,專家言並不正確。資料圖片

網傳「咖啡會燒穿胃壁」或「導致胃潰瘍」,專家言並不正確。資料圖片

咖啡對焦慮症患者未必友善

除了胃部問題,拉弗里指出咖啡對焦慮症患者未必適合。咖啡因會阻斷腺苷發揮作用,而腺苷是一種促進放鬆與睡意的神經傳導物質,因此部分人飲用後可能出現焦躁、緊張或心悸等不適反應。

起床後等一至兩小時為最佳時機

拉弗里同時挑戰一項常見迷思——許多人以為自己被咖啡喚醒,但其實人體早晨本來就有天然提神機制。皮質醇雖然常被標籤為「壓力荷爾蒙」,但它其實是調節晝夜節律的重要角色。人體皮質醇濃度通常在起床後自然上升,並於30至45分鐘內達到高峰,幫助身體進入清醒狀態。因此若一醒來就立刻喝咖啡,未必能獲得額外提神效果,因為身體本身已處於高度警覺狀態。

若一醒來就立刻喝咖啡,未必能獲得額外提神效果。資料圖片

若一醒來就立刻喝咖啡,未必能獲得額外提神效果。資料圖片

基於此生理機制,拉弗里建議咖啡愛好者不妨在起床後等待1至2小時,才享用第一杯咖啡,或許能獲得更好效果。

最後一杯咖啡為下午2時前

至於一天中最後一杯咖啡何時飲用,英國節目駐診醫師阿里夫建議以下午2時作為界線。她引用一項針對2000人的研究指出,受試者在下午較晚時候未攝取咖啡因的日子,普遍擁有較佳睡眠品質,原因在於咖啡因會抑制腺苷作用,干擾人體自然產生睡意的過程。不過她強調,此建議主要適用於一般日班工作者,夜班或輪班族仍應依個人作息調整。

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