第四十一章：记忆
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休息休息♨️（《Sendtoyou.》）：“大家关注下鼠疫。”“好。”“嗯，蔓姐，这是历史上各大洲曾出现的鼠疫资料……”“哇，你动作快嘛！”“感觉蔓姐会问，哈哈哈，现在有一种答题答对了的快乐感。”……短暂的网络视频会议结束后，司徒景蔓看了几份资料，便起身进了厨房。……“阿幕，这个世界上最能装东西的硬盘是什么？”“emmm？最能装的硬盘，其实是我们的遗传物质。”“啊？”司徒景蔓被苏幕的回答笑着瞪大了眼睛。“又不是《哆啦A梦》里的记忆面包，第一步，把信息存储到面包上；第二步，吃下面包，让信息进入人体。第三步，消化信息。”“还真有哦，简单看步骤的话，现在的科技就能做到前两步了，DNA存储技术已经能大规模写入数据了。美国科技公司Catalog已能将16GB的维基百科英文版全部文本保存到了一条人工合成的DNA中。”“所以？”“所以DNA存储最直接的优点是存储量大。我给你画个东西，你看那块黄黄的液体重3克，但其中DNA重量微乎其微。根据纽约基因组中心的数据，一克DNA可存储215PB数据。把这些数据存到1T容量7毫米规格的硬盘里，硬盘堆在一起，有1505米高。世界最高建筑，迪拜塔也只有828米。DNA存储不仅存储量大，寿命还长。正常硬盘使用寿命在5到10年，遇到断电冲击等情况还会更短。常温下DNA的可读性能保持很久。保存得当，简直一克永流传，甚至万年前的DNA都被还原了。以目前水平，DNA可以存一些政府文件，历史材料。估计以后也没什么历史、文化遗产之争了。随着技术发展，DNA存储可以取代数据中心。”“我亲爱的puter，那电子数据是怎么存进DNA里的呢？”“记得生物课上讲过，DNA脱氧核糖核酸是一种双螺旋结doublehelix的生物大分子，由碱基组成。DNA链条上的长条就是碱基，DNA中通常有四种碱基，大家直接理解成A，T，C，G就可以。碱基的排列顺序决定了长相、智力，不同病症的发病风险等。举个例子，ACA的排列让人眼神不好，按CAC排能让人长高。其实就是遗传信息。”“那就是DNA链条能储存遗传信息也能储存数字信息。”“对，但这么简单的逻辑，当时却根本没人细想，大家都在忙着破解基因密码。只要找出碱基排列的规律和意义，就像拥有了人类修改器，改长相改素质改寿命，变白变美变高变长寿。于是人类基因组计划开始了一项工程。这项工程花费30亿美元和十几年时间，测出完整的人类基因序列。如果把破解碱基排列比作翻译一本书，此时相当于终于把书拿到手里。”“那进展呢？”“虽说没有立竿见影的成果，但这工程推动了DNA测序技术的发展。巨大需求量的刺激，让DNA测序进入自动化时代。破解不了碱基序列，人们就变实际了。毕竟都要吃饭的嘛，看不懂没关系，排成咱看得懂的样子，好歹当个U盘，于是DNA存储技术就这样出现。”“咋说？”“如果把碱基看成A，T，C，G四个字母，碱基序列实际上就是一串英文。而数据实际上就是一串数字。把数字和碱基字母对应起来，重新排列，就能表达内容。知道转换规则，就能从排列中读取信息。DNA存储就是通过把碱基看成固定数字，将数字化的数据转换成碱基序列的方式。把A，G视为0，C，T视为1，排列后合成。这就是最早的DNA存储。为了存储更多数据，人们尝试了把A，T，C，G看成0，1，2，3的四进制。虽然四进制能缩短数据长度，但同一碱基连续出现，会让序列不稳定，影响数据的准确。更高的进制，四种碱基又不够用，为了解决这个问题，人们用了一种三进制的方案。这种方案里从第二位开始编码，以前一位碱基来决定后一位。前一位碱基是A，下一位就把A排除，用C，G，T来代表0，1，2。”“大帅，我的脑子绕晕了”，司徒景蔓一屁股坐在木板上，苏幕看得莞尔一笑，也随地而坐。“好啊，要不今儿讲到这？”“不，我要听，继续！”“好，那我们可以试一试。刚才的数字用三进制表达是211101。假设碱基序列第一位是A，转换结果就是ATCTCGA。第一个字母是A时，按照表格，代表2的字母是T，T后面代表1的字母是C，C后面代表1的是T，依此类推。解决了编码问题，大家玩嗨了，动图、音频、电影先后被存入DNA。2017年，纽约基因组中心将电影火车进站存入DNA。存入数据大小的记录也快速刷新着，2012年哈佛650KB的记录很快被MB级碾压。2016年记录到了百兆级，微软存了200M电子书，大概等同789本高中语文必修一。今年微软做了个DNA自动存储系统，但是hello这5个字母的存储和读取花了21个小时。emmmm，这就是DNA存储的缺点了。但有关DNA存储的科技在不停进步。2001年至今，DNA测序从上亿美元降到了不到一千美元。今年Catalog的写入速度已经到了4M每秒。成本降到十万分之一，写入速度快了千万倍。这种进步幅度，足以对DNA存储技术保持期待。在不久的将来，也许电脑里的硬盘就换成瓶装DNA了”，苏幕笑着举起手中的画。“噗嗤，太逗啦！”“所以的所以，记忆面包不需要，多想想我，就对啦！”“yes！”……四季有梦，天涯相随；春夏秋冬，海角相伴。你说，我是你体内的力量；我说，你是我脑中的硬盘。我们约好，一起白头。^～^（2019.11.17点滴随笔）
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