Można by je przekopiować na nośnik cyfrowy – płytę CD, DVD lub klucz USB. Jeśli założymy, że ciąg znaków znajdujących się na jednym papirusowym zwoju odpowiada liczbie liter na stronie edytora tekstu, całość wiedzy antycznej to zaledwie kilka gigabajtów danych. Oznacza to, że gdyby na widok okrętów Cezara aleksandryjski bibliotekarz zrobił kilkanaście kopii cyfrowych wersji papirusów, przekazał płyty DVD swym zaufanym współpracownikom i kazał je poukrywać po domach, dorobek intelektualny starożytnych zostałby zachowany dla przyszłych pokoleń.

Mało kto z nas zdaje sobie jednak sprawę, że odpowiednio konserwowane papirusowe zwoje mają żywot znacznie dłuższy niż nasze technologiczne cudeńka. W ciągu dwóch tysiącleci poczyniliśmy bowiem gigantyczny skok, jeśli chodzi o kompresję danych, czyli pakowanie ogromnych ilości informacji na coraz mniejsze nośniki. Ale średnia długość istnienia tych nośników jest znacznie krótsza niż papirusów, które mogą przetrwać i tysiąc lat.

Jak zatem zachować dla kolejnych pokoleń dorobek nie tylko kulturalny, ale i intelektualny naszej cywilizacji? W jaki sposób, gdzie i na czym bezpiecznie przechować zapisy naukowych eksperymentów, unikatowe dane pogodowe, wyniki testów klinicznych albo terabajty danych dostarczanych przez sondy kosmiczne?

Pościg za bozonem

Dziś nikt nie ma wątpliwości, że informacje najlepiej przechowywać w postaci cyfrowej. Zamieniając słowa, zdjęcia lub obrazy na ciąg zer i jedynek, możemy dokonać prawdziwych cudów, jeśli chodzi o ilość danych „zamkniętych” na małej powierzchni. Dysk najpojemniejszej wersji iPoda Classic (160 GB) pozwala nosić przy sobie 200 godz. filmów lub 40 tys. piosenek. Tymczasem jeszcze kilkanaście lat temu miłośnik muzyki musiał mieć oddzielny pokój na przechowanie zbiorów tej wielkości.

Jak wszyscy wiemy, pojemność płyt DVD oraz twardych dysków rośnie z roku na rok. Niestety niewielu ludzi zdaje sobie sprawę, że ilość danych, które trzeba przechować, zwiększa się o wiele szybciej. Prawdziwości tego stwierdzenia dowodzi historia rozpoczynającego się w przyszłym roku wyjątkowego eksperymentu naukowego – pościgu za bozonem Higgsa. Ten eksperyment ma trwać 15 lat, a jego efektem będzie aż... 450 mln GB danych. To wystarczy, by zapełnić 640 mln płyt CD lub 100 mln płyt DVD. Tyle właśnie zajmą wyniki, przypomnijmy, zaledwie JEDNEGO eksperymentu.

Jak pomieścić bezmiar informacji

Dane uzyskane podczas pogoni za bozonem Higgsa mają być utrwalone na płytach oraz na dyskach, a także zostać udostępnione badaczom na całym świecie przez sieć 100 tys. komputerów. Mimo jednak ogromnej skali tego przedsięwzięcia, CERN nie jest pewien, czy po zakończeniu eksperymentu będzie miał pieniądze i zasoby techniczne na ich przechowywanie. A to jeszcze nie wszystko. "Dane muszą zostać zachowane z dodatkowymi informacjami, które będą tłumaczyć ich znaczenie, i to w takiej formie, by dało się z nich zawsze korzystać" – tłumaczy Jos Enegelen, zastępca dyrektora generalnego CERN. "Tymczasem nie mamy jeszcze długoterminowej strategii dotyczącej sposobu przechowania wyników tego rodzaju kluczowych eksperymentów".

Nie oznacza to jednak, że zapis polowania na bozony przepadnie. W ostatnim czasie pojawiły się bowiem trzy niezwykle ciekawe inicjatywy, których celem jest znalezienie jak najlepszego sposobu na magazynowanie wiedzy. Pierwsza z nich narodziła się w Europie. 15 listopada tego roku w Brukseli dyskutowano nad technologiami i metodami zachowania danych generowanych przez europejskich uczonych. Jednocześnie zebrała się grupa specjalistów, których celem jest przekonanie władz Unii Europejskiej, że 2 proc. każdego naukowego grantu powinno być przeznaczone na długoterminowe magazynowanie wyników badań.

Drugi projekt, tym razem gigantycznego banku danych, stworzono w dalekiej Australii. Ma tam powstać Australian National Data Service, który będzie zarządzał siecią magazynów wiedzy. Trzecia inicjatywa narodziła się w Stanach Zjednoczonych. Amerykańska Narodowa Fundacja Nauki zamierza w najbliższej przyszłości przeznaczyć 100 mln dol. na utworzenie pięciu banków, w których zgromadzone zostaną dane z eksperymentów naukowych finansowanych przez państwo. Oprócz tego NSF uruchomił projekt, którego celem jest poszukiwanie nowych metod przechowywania informacji. "Nie sądzimy, by jakakolwiek organizacja na świecie oferowała tak wielką możliwość magazynowania wiedzy, jak jest nam potrzebna" – tłumaczy konieczność dodatkowych badań Lucy Nowell, dyrektor oddziału NSF w Arlington w Virginii.

Uciekające dane

O jakich nowych sposobach przechowywania informacji myślą naukowcy? Och, niektóre z nich są naprawdę szalone. Na przykład skłonienie (za pomocą inżynierii genetycznej) morskiej bakterii Halobacterium salinarum do produkcji światłoczułego białka. Następnie uczeni z Harvard Medical School pokryli tymi ulepszonymi proteinami płytę DVD. Okazało się, że tak przygotowany nośnik może przechować nawet 50 terabajtów danych (płyty DVD znajdujące się obecnie w sprzedaży mają pojemność od 4,7 do 18 GB).

Większość specjalistów uważa jednak, że prawdziwego rozwiązania problemu magazynowania danych dostarczy nam nanotechnologia. Rok temu badacze z Drexter University informowali, że wiedzą, jak za pomocą wody zamienić nanokable z tytanianu baru w wyjątkowo pojemny nośnik danych. Dzięki temu będzie można zbudować dyski, w których na jednym centymetrze sześciennym zmieści się 10 tys. terabitów danych. Obecnie w przypadku pamięci flash jest to tylko 5 gigabitów.

Dzięki nanotechnologii spektakularny sukces odnieśli też ostatnio naukowcy z Technion-Israel Institute of Technology. Tuż przed świętami udało im się zapisać cały Stary Testament na powierzchni mniejszej niż łepek od szpilki. A dokładnie na jednej tysięcznej cala, czyli jednej dwuipółtysięcznej centymetra. Wykorzystali do tego strumień jonów, który wyżłobił nanoznaki w warstewce złota pokrywającej warstwę silikonu.

Jednak najbardziej optymistycznie brzmią doniesienia z amerykańskiego University of Pennsylvania. We wrześniu tamtejsi uczeni ogłosili, że stworzyli unikatowe nanoprzewody. Według naukowców pozwolą one przechować informacje nawet 100 tys. lat i odczytywać je 1000 razy szybciej niż przy użyciu obecnych nośników.

Więcej kłopotów

Problem z magazynowaniem danych rozwiązany? Nie do końca. Uczeni muszą się bowiem zmierzyć nie tylko z kwestią trwałości czy pojemności nośników, ale i sprawą systemu organizacji zapisu.

O co chodzi? Wyobraźmy sobie, że mamy zachować kwestionariusze chorobowe osób, które leczono eksperymentalnymi metodami. Niby nie ma problemu, ale jeśli za kilkadziesiąt lat uczeni zechcą wykorzystać te dane, co z ochroną prywatności pacjentów? Rozwiązanie tego problemu wymaga nie tylko odpowiednich zmian prawnych, ale również określenia, kto i do jakich celów może w przyszłości wykorzystywać te informacje.

Co dalej? Oprócz samych informacji magazyn danych musi zawierać software, czyli programy komputerowe, które posłużyły do ich wygenerowania. To niezwykle istotny punkt całego przedsięwzięcia – wiele opisów zarówno amerykańskich, jak i europejskich projektów kosmicznych z lat 70. zostało bezpowrotnie straconych, ponieważ nie da się ich obecnie odczytać. Po prostu, software napisany 30 lat temu przepadł gdzieś na zawsze.

Oprócz oprogramowania musimy zachować również próbki sprzętu, na którym powstały oryginalne dane, oraz instrukcje jego obsługi. Jakby tego było mało, krótki „termin przydatności” używanych obecnie nośników wymusza kopiowanie zapisanych na nich informacji co kilkanaście lub kilkadziesiąt lat. A to rodzi kolejne kłopoty, bo jeśli w czasie powielania do zapisu wkradną się błędy, cała praca może pójść na marne. Czyli trzeba jeszcze wymyślić procedury sprawdzania poprawności tworzonych kopii oraz procedury postępowania na wypadek wykrycia błędów. To wymaga zachowywania dodatkowego software’u i hardware’u... Liczba trudności, o jakich wiemy, oraz tych, których jeszcze nie znamy, wydaje się nie mieć końca...

W końcu jednak wszystkie te problemy muszą zostać przezwyciężone. Nie wolno bowiem dopuścić, by najnowsze osiągnięcia naukowe, na przykład szybkie metody sekwencjonowania genomu czy przepisy na superwytrzymałe materiały, podzieliły los informacji zgromadzonych w Bibliotece Aleksandryjskiej. Stworzenie magazynów danych jest koniecznością, jeśli chcemy, by nasze dzieci mogły odkrywać dla siebie nowe obszary nauki. Jeśli chcemy, by świat szedł do przodu, nawet, gdy nas już zabraknie.

[wyimek:]