觸不到、看不見　數碼技術的「隱形污染」｜TECH

自兩百餘年前西方進入工業時代，人們便在享受其帶來的生產力提升、物產豐富和便利之同時，也承受其附帶的污染。隨着一眾發展中國家推動其工業化進程，污染更是成為眾所周知的挑戰。
不過，有一種工業污染直到今日依舊鮮為人知。它是既看不見，亦觸不到的「隱形污染」，且正在世界環境問題中佔據越來越大的比重。而它也與數字科技這再次革新人類生活習慣的產業密切相關。

數字產業創造了新形垃圾。其中有些是眾所周知的，比如每年因處理舊電子設備而產生的數千萬噸電子垃圾或「e-waste」。但另一些則不太為人所知，譬如，數據中心的巨大電力消耗和廢熱產生。

數碼技術看不見的成本

數字時代，特別是互聯網的興起，極大地提高了我們社會生成、交流和分析信息的能力。然而，雖然這個變化提高了很多企業的能源效率。譬如，在許多方面，一本電子書製作和發行的能源成本雖然比一本傳統書的成本要低，但數字革命的規模和變化速度，使它成為世界上碳排放增長最快的來源之一。

總的來說，支撐着我們數字生活的資訊及通訊科技（Information and Communication Technology）佔全球溫室氣體排放量的1.5%至4%，而4%這個規模也相當於世界上所有的航空交通的排放量，且在2030年前可能達到兩位數，超過全球汽車的排放量。

數碼化總是有重量的，總是會讓地球付出代價的。往往是一種隱性的重量和隱性的成本。

這些污染從何而來？每一次網絡搜索，每一封郵件的收發，每一次Facebook上的狀態更新，都需要消耗電力，也就促生溫室氣體的排放。

所需要的電力不僅是為了我們的電腦和手機供電，還是為連接我們的設備的硬件網絡（電纜、光纖、調製解調器、移動天線等）供電，以及為存儲每天產生和共享的數十億字節信息的巨大數據中心供電。這些數據中心需要大量的能源來維持運轉和通風：在美國，數據中心的用電量佔整個國家用電量的2%。

而且，在我們使用這些設備之前，同樣需要大量的能源來生產為這個數字網絡的組件。下圖顯示了2017年生產（藍色）和使用（綠色）數字設備的每個來源的能源消耗明細。

為設備、網絡和數據中心供電所需的能源比大多數人意識到的要大，而根據法國智庫「轉變項目」（The Shift Project）的數據，這種能源的需求每年增長超過9%。

《萬維垃圾》（World Wide Waste）的作者麥戈文（Gerry McGovern）認為：「在環保方面，數字世界創造了一種海市蜃樓。在屏幕上看東西比拿起實體書會覺得對環境更好。數字書感覺比實體書『輕』。一切都不是看上去的那樣。（...）數碼化總是有重量的，總是會讓地球付出代價的。往往是一種隱性的重量和隱性的成本。」

電子書給環境帶來的實際成本，遠遠超出了要下載的「非物質」文件。它是由閱讀設備、提供動力的數據中心、以及存儲和傳送這本電子書（並分析讀者的行為）的網絡共同構成的。

隱形污染的兩大挑戰

在大多數人的想像中，污染是一種可以感知的東西：被化學工廠污染的河流的顏色是可以看見的，煤電廠產生的煙霧是可以聞到的，城市交通的嘈雜是可以聽到的。

然而，今天主要產業的分工已經使許多污染的影響被終端用戶所忽視。網絡伺服器產生的熱量被隱藏在大型數據中心中，觀看Netflix的二氧化碳成本，只有少數加州高管才知道，生產大多數數碼設備所需的稀土材料也有其開採成本，只不過這都被遙遠的剛果或中國東北農村地區所感知。大多數手機用戶完全忽略了手機背後的採礦業對環境造成的巨大破壞。

從能源效率的角度來看，數碼技術可謂雙刃劍。

數碼污染的隱蔽性帶來了兩大挑戰。一，它使政府、公司和個人更容易忽視問題；二，它還鼓勵了對此類技術的浪費性使用。

從能源效率的角度來看，數碼技術可謂雙刃劍。

一方面，這些技術可以以極小的成本勝過同等的物理技術，似乎實現信息的即時傳輸。自2000年以來，數據管理和數碼硬件的不斷創新，使得計算工作的能量消耗持續降低，效率每2.7年翻一番，這種現象被稱為「庫米定律」（Koomey’s law）。這樣的創新使得數據中心在過去幾年中，儘管互聯網流量和對數據中心服務的需求快速增長，但其電力消耗卻保持平穩。

可是，正因為數碼技術使很多事情變得更容易和更快，它增加了過度生產的傾向。在似乎無限廣闊的數字空間中，生產過程或廢物處理的成本要小得多，節約和回收的動力消失了。

因此，我們社會無時無刻不再生產數碼垃圾。數字基礎設施的設計往往很浪費能源。為了滿足高峰期的使用，網絡路由器（Router）一般以60%的容量運行。但由於數碼資源如此 「便宜」，所以沒有規定在非高峰期關閉路由器，儘管它們繼續消耗同樣多的能源。同樣，為了儘快進入市場，大多數手機應用都忽略了能源方面的考慮，導致電子設備的電池消耗地很快，需要頻繁充電。

這種浪費的態度被互聯網企業的廣告模式進一步鼓勵，讓科技公司提供許多免費服務。這種以互聯網為特徵的「免費和即時」心態，實際上促進了浪費。然而，正如麥戈文提醒的那樣，「如果（一個服務）是免費的，那麼你的個人數據便是產品，而結帳的則是地球」。

數碼污染究竟有多嚴重？

關於數碼技術對當今全球能源消耗和溫室氣體排放的佔比有多大，研究人員之間存在分歧。

舉一個例子，視頻佔全球互聯網流量的60%，但有些分析認為在線視頻的環境成本相當低，而另一些分析則計算出每年排放3億噸二氧化碳，大約相當於全球排放量的1%，或西班牙的年排放量。

另一個例子，下圖顯示了2018年全球數據中心消耗量的估算，從2,000到5,000億千瓦不等（200至500TWh）。

然而，儘管存在這些分歧，但大多數科學家都認為，尤其令人擔憂的是數碼技術的發展速度，而還不是其量度。雖然數字產業的污染可能不比運輸或建築部門的污染大，但其增長速度要快得多。

由於這種增長，即使那些對數字污染規模持保守態度的人也承認，「當前技術的效率提升可能無法跟上（...）日益增長的數據需求，這是越來越有可能的」。

由於基本物理定律的限制，能源效率持續提升的增速可能會放緩，至少在過去20年間都是如此。與此同時，數據需求將成倍增長。當今發展最快的行業幾乎都依賴於數碼技術帶來的規模經濟，21世紀最有前途的技術創新——譬如5G、物聯網、人工智能、自動化——都需要越來越多的數據來發展。

這一點在人工智能領域表現得尤為明顯：在過去十年中，製作一個頂級人工智能模型所需的計算資源每3.4個月就會增加一倍。這意味着從2012年到2018年，它增加了30萬倍。

除此之外，新冠肺炎疫情也加速了我們生活的數碼化。隨着在家辦公、視頻會議和封城措施的普遍性，在線數據量呈爆炸式增長。

勞倫斯柏克利國家實驗室（Lawrence Berkeley National Laboratory）一位研究能源效率的科學家薩特（Dale Sartor）表示：「在未來幾十年的某個時候，我們將很大概率看到能源使用的爆炸性增長」

而在數據污染「爆炸」之前，主要問題將是讓人們「看見」這個問題。大多數人都沒有意識到數碼經濟對能源的巨大需求；政府官員很少起草政策來解決這個問題，很少有人擔心他們的舊電郵或存儲於雲端的內容，而這些內容每天都在持續消耗伺服器空間，從而消耗電力。

只有當這種浪費被更多的公眾看清，鼓勵立法者改進現有的立法，鼓勵企業在減少數據足跡方面做更多的工作，人們才會更負責任地使用數碼技術。

目前，「規模經濟」的邏輯繼續主導着野蠻生長的科技初創公司，而「越大越好」的口號繼續指導着人工智能企業。真正的、長期的解決方案需要關注它所造成的「隱形污染」。