硬碟越多數據越重？網傳HDD跟SSD各有變重原因　有何根據？

有無想過家中電腦的檔案數據，可能都有重量？不同格式的照片圖像、影片視像、音樂聲軌、編輯檔案、文字文件或表單文件等，這些家庭、學業或工作的重要資料皆由0和1二維碼組成數據內容，都儲存於電腦硬碟這必備元件中。硬碟裝滿文件數據的重量，跟空置時的重量，究竟是否存在差異？

近日網上流傳一篇科普文章，廣見於數份中文網媒報道。該論文指出電腦硬碟裝入資料，可令其變重。雖然數碼檔案的資訊是由0和1二維碼組成、是虛擬格式；但硬碟始終在用物理形式記錄數位資訊，既涉及實體，其重量便有機會改變。市面上的電腦硬碟通常不是HDD就是SSD，原來兩種硬碟基於紀錄資料原理的差別，儲滿檔案後在重量改變方面也有不同表現。

文章指出，傳統硬碟HDD以磁極變化紀錄儲存檔案，內含磁性物質，藉着修改磁性物質的磁極方向來記錄數碼資訊。磁極修改前後，硬碟也沒有物質增減（因為改變的只是磁極），所以即使一隻HDD容量已爆滿，重量亦無增加。然而HDD通電運作時，基於「電子有重量」，所以其重量有變；斷電之後，HDD便恢復原先重量。

SSD的情況則較複雜。固態硬碟SSD紀錄資料原理跟USB手指一樣，都是用快閃記憶體儲存資料。基於電腦數據二進制，快閃記憶體是「用電子記錄0和1的數碼訊息」，而「電子有重量」（雖則實在微不足道，推算只有9.109 x 10^​-31公斤），於是SSD儲存檔案越多，其實體重量隨之增加。文章又以一個256GB SSD為例說明，假如該硬碟儲滿檔案，當中有一半位元是「1」，即是「多了1.1兆粒電子」，SSD重量便會增加10^​-18公斤，人類卻無法憑感官分辨到這個「微乎其微」的重量差別。

「電子數量增加使硬碟變重」一說有爭議？「資料改變硬碟重量」另有理論根據？

不少網民指出該科普文章內容可能有誤。此頁留言欄便有網民指出，HDD不管有沒有通電，都不會改變重量，因為電子本身就存在於所有原子中，通電產生的電荷雖會推動電子產生位移，但就跟水管運作無異：「從入口擠新的（水）進去，把舊的（水）從出口擠出來」。因此硬碟範圍內的總質量不變。SSD同樣不會加重，因為實際上改變的電位是影響邏輯閘的靜態存取方式，而不是真的每1 Bit位元以一粒電子送入／記載。

同頁另一位網民回應說SSD的快閃記憶體是利用「島上的電容效應造成的電場來存資訊」，文章把寫入位元的電荷都算成靜電是「太誇張」。他的看法跟上面提到的該位網民略有不同，認為SSD硬碟質量或會「稍微上升」。此屬「能量守恆定律」使然：質量增加，是因為受到「閥中電容能量造成SSD整體位能稍微上升」所推動。類似的討論和見解也可見於另一網頁中。

雖然「一個數據單元用一粒電子」之類講法太粗糙，卻仍有檢討的餘地。「儲存數據多會使硬碟重量增加」之現象並非完全沒有根據。此學說曾得到科學家理論相佐。

外媒Inverse網站2016年刊登的一篇文章，介紹了美國加州大學柏克萊分校（University of California, Berkeley）電腦科學家John D. Kubiatowi的理論。Kubiatowicz表示快閃記憶體是藉着能否「俘獲」電子（原文為「holding electrons in place or not」）來區分1和0，產生位元，寫入數碼資訊。雖然電子數量不會改變，但它們一旦被俘獲（資料被儲存），其能量等級便升高。而根據「能量守恆定律」，其重量（質量）也隨之增加。「受俘」電子​的能量比未「受俘」​的電子​高，Kubiatowicz​對如此差異的保守估計是每Bit 10^​-15焦耳。他又指，Kindle電子書即使裝了幾千本書，重量也僅增加1阿克（attogram，即10^​​-18g）

儲存多少資料才會令人感覺到硬碟變重？根據韋伯定律（Weber's law, 表明心理量和物理量之間關係的定律），人類可以感知兩個物體間的重量差距是5%以上。以iPhone 6重量129克為例，要有6.45克差距，我們才能感覺到存在分別。但現時手機儲存的數據量，無可能累積到如此大的重量。

Kubiatowicz理論早於2011年獲科普界注意，獲New York Times報導。著名科普 Youtuber「Vsauce」（Michael Stevens）的短片也引用了Kubiatowicz。

Vsauce舉出生活化例子來解釋（或可視為一種推演，不必完全認同）。一封普通電子郵件包含一段文字和一個附件，大小約為50K位元組（Byte)。1K有1024 byte，1位元組有8 Bit，因此此郵件包含409600 Bit。平均約有一半的Bit是「1」，另一半為「0」，所以有204800個「1」的訊息需要電容器來存儲，於是總共需要大約80億粒電子。假設一粒用於數據儲存的電子重量為2 × 10^​−30磅，一封50K電郵重量便約為1.6 × 10^​−20磅，大約相等於21000粒鉛原子的重量。2011年全球網絡數據約為5萬億TB（Terabyte），Vsauce根據Kubiatowicz的理論，推算其資料總重量大概同一粒士多啤梨相若。不過網絡數據量幾年來大幅增長，現時「互聯網」的總重量應該已增加好多倍。

理論終歸理論。由於大量數據也只能令硬碟出現微乎其微的重量改變（畢竟電的重量無法用儀器實測），電子造成質量改變的機制亦存在不少商榷餘地。《網易科技》就有關話題之文章強調，HDD硬碟通電後電子的運動過程會出現離散狀況，也難免造成電子滯留。嚴格而言，硬碟重量可能改變，只是電腦硬碟（此處指HDD）跟電容曉鎖住電子的USB不同，電子雖有重量，卻可能只是有「較大機率」存在於儲存器中，而非被鎖在元件內部。硬碟重量可能會減少，可能會增加，亦有可能維持不變（HDD斷電後重量不變是最有可能的）。

總結而言，不論HDD或SDD，數據造成的硬碟重量增降微乎其微，人類根本難以察覺。