469：记忆简史丨光存储篇
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原来是这样 的 原来是这样。

点的 样子， 原来是这样 的， 欢迎来到， 原来是这样。 各位 好， 我是 旭东。

大家好， 我是 紫菱。

这 期 节目 咱们 书 接上 回， 继续 来 聊 一 聊 那些 记忆 的 载体， 也就是 储存 我们 人类 记忆 的 介质 或 设备 的 前世今生。

记得 上期 正片 的 最后 部分 已经 聊到 了 硬盘 的 问世， 所以 这 一期 我们 准备 从 哪里 说起 呢？

有 硬 自然 就得 有 软， 是 吧？ 咱们 先 来说 一个 对于 95后和 00后可能 已经 比较 陌生 的， 曾经 的 移动 存储设备 王者， 那 就是 软盘。

说真的， 要不 是你给我 的 文案 里面 配 了 图， 我真的 已经 有点 想不起来 了。 软盘 是什么？ 但是 我记得 我们 小学 时候 的 计算机课 应该 是用 过 的。 对它 是一种 方方 的， 大小 也不 大对 吧？ 有 各种各样 的 颜色。

是的， 那么 在 移动存储 界， 这 的确 是 现在看来 非常 古早 的 一类 介质 了， 我 印象 特别 深。 90年代 家里 当时 有 一台 妈妈 公司 淘汰 下来 的 386。 当时 安装程序 或者 是 重装系统， 就 需要 厚厚的 一沓 3.5 英寸 盘， 这个 是 那个 时候 软盘 的 主流 型号。 读写 的 时候 是 嘎吱 嘎吱 的， 特别 有 记忆 点。 而且 我小时候 贪玩， 还会 把 那种 没用 的 软盘 当 多米诺骨牌 来 玩。

这段话 的 重点 我是 听 出来 了， 90年代 家里 就有 电脑 了， 怪不得 你 对 软盘 印象 那么 深。 你看 我 这 印象。

那 不是 因为 那个 时候 家里 条件 不行， 买不起 带 光驱 的 高级 货 吗？ 我们 说正经 的， 我 前面 提到 的 所谓 的 3.5 英寸 盘， 在 当时 俗称 应该 叫 三寸 盘， 那 与 之 对应 的 还有 五寸 盘， 直径 是 5.25英寸。 当时 的 电脑 上 其实 通常 会 标配 这两款 对应 的 软驱。

它 就 类似 于 后来 的 光驱。

是的， 说到 这个， 其实 有一个 没什么 用 的 冷 知识。 紫菱 你知道 为什么 现在 的 P C 电脑 硬盘 的 分区 都 是从 C 盘 开始 的 吗？ 不知道 你 有没有 想 过 A 盘 和 B 盘 到哪里 去了 呢？

这个 问题 我 原先 没有 想 过， 但 我 现在 突然 很 好奇 他的 答案 是什么。

其实 答案 很 简单， 这个 A 盘 和 B 盘 对应 的 就是 三寸 盘 和 5寸盘 的 软驱。

现在 说 原来是这样。

是不是 早 了？ 点对， 太早 了。 但 很想 说 原来是这样 是 吧？ 是 可能 60后70后的 刀 友 还有 印象。

20世纪 80年代， 那个 时候 的 电脑 基本上 还都 是 dos 系统。 为了 方便 数据 的 读写， 于是 就将 3.5寸 软盘驱动器 命名 为 A 盘。 而 将 5.25寸 软盘驱动器 命名 为 D 盘。

虽然 没有 什么 用， 但是 又 很 有趣 的 新 知识 又 增加 了。

是的， 没 记错 的话， 到了 大概 2001年 左右， 那个 时候 主流 的 个人电脑 还是 一个 光驱 搭配 一个 软 区。 我记得 一直 到 我 初中 的 时候， 教 电脑课 作业， 那个 时候 还是 需要 用到 3寸盘 的。

所以 U 盘 是 更 后来 的 事情 了。

是的， 虽然 说 U 盘 在 新世纪 初 就 已经 问世 了， 只不过 那个 时候 作为 新鲜 玩意儿， 当时 还 不太 普及， 而且 价格 也 比较高。 当然 这条 技术路线 我们 之后 有 机会 再说。 我们 先 说 回到 软盘， 这种 设备 其实 在 1967年 就 已经 问世 了， 是 由 IBM 推出 的。 不过 当时 那 张 世界上 最早 的 软盘 直径 可是 达到 了 32英寸， 也就是 大约 81 1.3厘米。

这 也 太大 了， 这 差不多 是 轮胎 的 直径 了， 这 毫无 便携性 可言。

尽管如此， 但是 它 作为 早期 的 移动 存储设备， 软盘 的 出现 依然 是 革命性 的。 毕竟 从此以后， 跨 设备 之间 的 数据 转移 就 不再 是 一件 繁琐 的 体力活 了。 之前 真的 是 体力活。

大家 应该 能 扛来扛去 是 吧？

是的， 那么 到了 四年 之后， I B M 新 推出 的 软盘 的 直径 就 已经 被 缩小 到了 8英寸， 也就是 差不多 20厘米。 这种 表面 涂 有 金属 氧化物 的 塑料 制 磁盘， 可以 被 优雅 地 装入 牛皮纸 文件袋 中， 或者说 是 放入 到 手提包 里。 要 知道 再过四年， 世界上 第一台 微型计算机 LT8800 就要 问世 了。

这 是一个 与 计算机 有关的 各种 设备 都在 迅速 微型化 的 时代。

是的， 你说的 很 对。 那么 到了 1976年， 年 8寸盘 的 发明人 阿 岚 舒 加特 又 宣布 研发 出了 五寸 盘。 三年 之后， 索尼公司 又 推出 了 3.5 英寸 的 双面 软盘， 至此 软盘 主流 的 形态 基本 就 定型 下来 了。 而 随着 个人电脑 的 逐渐 普及， 软盘 也 随之 迎来 了 它的 黄金年代。

是不是 当时 用户 也没有 什么 别的 选择？

你 要说 移动存储 可能 还真 没什么 选择。 这 倒 也是 正如 我 前面 说 的， 那个 时候 软盘 不仅仅是 个人 计算机用户 存储 个人 文件 交换 数据 的 首选 媒介， 其实 也是 软件公司 分发 操作系统 应用程序 的 重要 方式。 特别是 三寸 盘， 由于 它 具有 较高 的 可靠性 和 方便 的 携带 性， 也 成为 了 当时 数据传输 的 标准 格式 之一。

那 这个 时候 的 软盘 容量 大约 是 多少 呢？

我们 就 以 三寸 盘 举例， 第一代 的 时候 容量 是 875KB 那 到了 1983年 的 时候， 就 已经达到 了 后来 非常 主流 的 1.44 兆 了。

这 一首 M P3 格式 的 歌曲 都 存 不下， 现在 想来 真的 不敢 想象。

对， 但 当时 还是 革命性 的。

对了， 这个 软盘 它的 存储 原理 是什么 呢？

本质 上 来说， 它 也是 磁盘 家族 的那 和 上期 我们 最后 说到 的 非 固态 硬盘 的 原理 很 像。 如果说 大家 还有 机会 可以 拆开 软盘 的 塑料 外壳 的话， 那 就可以 看到 里边 有 黑色的 薄薄的 一个 盘片。 这个 就是 磁盘 本 盘 了。 它 同样 是 被 分成 了 若干个 同心圆 的 磁道。 一个 磁道 大约 有 零点 几个 毫米 的 宽度， 数据 就 存储 在 这些 磁道 上。 而 每个 磁道 又 分为 若干个 扇区， 每个 扇区 则 可以 存 处 512个 字节。

这样 说来， 那 和上 一期 说 的 硬盘 的 原理 还 真的 是 很 像 的。 是的， 只不过 容量 要 小的 多了。

没错， 除了 容量 有限， 和 后来 的 存储介质 相比， 软盘 它 还有 个 硬伤， 那 就是 难以 长期 保存 数据。 现在看来 它 真的 是 太 脆弱 了， 怕 划伤、 怕 变形， 不 耐高温， 不能 受潮， 更 不能 接近 磁性 物质， 否则 非常容易 报废。 我记得 那个 时候 这个 软盘 上面 不是 有一个 小的 带 弹性 的 盖子 可以 拨开 来 的。 然后 如果 不小心 手 去 碰到 了， 那 很有可能 这里 边 的 数据 就 没了。 所以 那个 时候 计算机 老师 就 一直 提醒 大家， 千万不要 去 玩 这个 部分， 这就是 浮躁 回忆 了。 而且 就算 你 保存 方法 非常 妥当， 其实 磁盘 或者 叫 软盘， 它的 寿命 也就是 5到8年 左右。

且不说 一张 软盘 根本 就 装不下 一期 原样， 要是 你 用 软盘 来 备份 往 期 节目 的话， 那 我们的 前 100期节目 现在 就 可能 已经 读取 不 出来 了。

很有可能 毕竟 是 八年 以前 的 节目 了。

是 吧？ 这样 看来， C D 的的 存在 它 就 很 有 必要 了。 那 这种 技术 是 什么时候 出现 的 呢？

说起 C D， 或者 我们 扩大 一个 范围， 就是 光盘 技术。 其实 我们 往前 追溯 的话， 可以 追溯到 非常 久 以前， 甚至 可以 回到 1884年。 当时 就 有人 开始 尝试 利用 光束 在 玻璃 盘 上 录制 声音。 不过 现代 意义 上 的 光盘 技术 则 可以 追溯到 1958年。 美国 的 一位 工程师 戴维 格雷格 最早 发明 了 模拟 光盘， 并且 在 1961年 就 获得 了 第一个 技术 专利。 而在 1965年 的 时候， 另 一位 美国 工程师 詹姆斯 拉塞尔 则 发明 了 第一个 在 光学 透明 博 上 记录 数字信号 的 系统。

想不到 那么 早， 它 几乎 和 合适 磁带 是 同一个 时期 的。

是的， 你的 记性 很好。

那么 那个 时候 的 光盘 它 长 什么样？

和 现在 的 很 不一样。 那个 时候 的 光盘 是 透明 的， 而且 有一个 最大 的 区别 就是 当时 写入 信息 用 的 光 也 不是 激光。 比如说 1965年 詹姆斯 拉塞尔 发明 的那 套 系统， 他用 的 是 高功率 的 卤素灯。 那 到了 1969年 的 时候， 荷兰 飞利浦 的 物理学家 皮特 克拉默 发明 了 一种 反射 模式 的 光盘， 具有 一个 聚焦 激光 光束 读取 的 保护层。 而 相关 研究 在 1972年 最终 是 获得 了 成功。

这 就和 现在 的 光盘 很 像。

是的， 关键 他 已经 开始 用到 激光 了。 不过 这个 时候， 这种 光路 设备 它所 存储 的 格式 依然 是 模拟信号。

等一等， 我 很 好奇， 到底 什么 是 模拟信号？

好像 我们 搞 音频 的 也 经常 会 听到 这种 叫法， 对 吧？ 那 简单 的 来说， 模拟信号 就是 类似 于 磁带 或 唱片 记录 信息 的 方式。 这种 信号 它是 一条 平滑 的 曲线， 是 连续 的， 可以在 任意 时刻 取 任意 值， 就 有点 像是 声波 在 空气 中 传播 的 方式。 与 之 对应 的 其实 就是现在 主流 的 数字信号 信息 是 先 要 转成 二进制 数， 也就是 零和 一来 表示， 这样 就可以 更容易 的 在 计算机系统 当中 存储 和 处理 了。

我 大概 有点 明白 了， 就是说 早期 的 光盘 就是 以 一种 类似 于 高科技 唱片 的 形式 被 发明 的。

你说的 挺 对的， 不过 这里 要 稍稍 更正 一点， 你 或许 想不到 的 是， 光盘 技术 在 发明 之初， 它 其实 并不是 为了 装 音频 的， 而是 为了 解决 视频 存储 的 难题 而 诞生 的。

怎么 可能 视频 的 信息量 比 音频 大多 了？

是啊， 这 才有 发明 它的 必要。 你 别忘了 我们 上次 说过， 在 1950年代， 唱片 技术 其实 已经 非常 成熟 了， 而 那个 时候 磁带 技术 也 已经 开始 蓬勃发展 了。 对于 声音 的 轻量化 存储 的 需求， 其实 在 当时 市场上 是 并没有 那么 强烈 的 需求 的。

有 道理， 录像带 其实 也是 更 后来 的 事情 了。

是的， 当时 人们 急于 找到 一种 可以 承载 视频 这样 海量 信息 的 介质， 对 吧？ 那么 现在 我们 提起 光盘， 大家 估计 首先 想到 的 就是 C D 而 事实上 在 C D 问世 之前， 其实 还有 一种 名为 L D 被 称为 镭射 影碟 的 存储介质。 这个 东西 其实 可以 被称作 最早 上市 销售 的 光盘。 只不过 比起 咱们 熟悉 的， 现在 最 常见 的 这种 直径 12厘米 左右 的 C D L D， 它的 这个 直径 可是 达到 了 12寸， 也就是 30.5厘米， 类似 于 一张 黑胶唱片 的 尺寸。

这个 名字 我 感觉 好像 又 唤起 了 一些 回忆， 以前 好像 也是 听到 过 这个 名字。 是的， 但是 它 真的 有点 大， 30.55厘米 可以 当 梳妆镜 了。

直接 可以 是 吧？ 直接 可以 镶 在 梳妆台 上了。 而且 这 东西 它 还是 双面 的。 如果说 哪个 都有， 家里 还能 找到 A O D， 我真的 欢迎 你来 晒 一 晒 评论 区， 而且 这 绝对 说明 你家 当时 非常 的 豪气。

这种 问世 于 1978年 的 大号 光盘， 它 是 使用 模拟信号 来 记录 视频 信息。 那么 在 八 九十年代 的 日本 和 东南亚， 是 当时 的 富裕 家庭 非常 喜爱 的 一种 视频 媒介。 其实 也是 视频 租赁 市场 的 一种 主要 的 介质， 同时 也是 卡拉 OK 影碟 的 主要 承载 者。

小时候 租 录像带 和 DVD 的 古早 回忆 又被 你 顺便 唤醒 了。

现在 好像 几乎 已经 不会 有人 再 专门 到 店里 去 租 视频 了， 对 吧？ 对， 大家 应该 已经 猜 到了， 就是 L D 它 之所以 会有 那么 大 的 直径， 主要 就是 因为 前面 说过 很 多次 的 视频 的 信息量 实在是 太大 了。

对， 就 怪不得 他 得 大才 行。

对， 那 顺便 一 提， 由于 成本 高昂， 而且 L D 是 不 能够 重新 录制 的。 所以 在 当时 的 视频 存储 市场， L D 其实 是 输给 了 八 九十年代 非常 流行 的 V H S， 也就是 录像带 记录 格式， 没有 能够 成为 大众 主流。 尤其是 在 北美 市场， 它的 失败 非常 的 明显。

最早 的 音频 C D U 是 什么时候 的 事情 呢？

其实 就在 L D 问世 之后 的 第二年， 在 商业 上 受挫 的 飞利浦 是 选择 和 索尼 联合开发 一种 新型 的 光盘， 并且 制定 了 相关 标准。 而且 他们 把 这种 光盘 的 主要 承载 内容 锁定 在 了 音频。 1982年 的 时候， 他们 就在 日本 正式 发布 了 C D D A 紧凑型 数字音频 光盘。 与 L D 不同， 这套 系统 是 首先 把 模拟 的 音响 信号 进行 数字化 处理， 在 经过 编码 之后 记录 到 盘 上好。

这样 做 有什么 好处 呢？

那 和 模拟信号 相比， 比如说 磁带， 大家 可能 都 听 过 它 放出 的 声音， 我 指的 是 比较 古早 的。 我们这一代 的 磁带， 其实 它是 会有 一些 刺啦 的 声音 或者 是 干扰 声 的。 但是 对 C D 因为 它 用 的 是 数字信号， 所以 它 对 干扰 和 噪声 并不 敏感。 此外 由于 盘 本身 的 缺陷、 划伤 或者 是 一些 污物 所 引起 的 错误， 也可以 进行 校正。

我 想起 了 第一次 听到 音乐 C D 的 那种 高清 无损， 觉得 这个 音质 还 蛮 让人 震撼 的。

那个 时候 听 C D 是 属于 挺 发烧 的 设备 党 喜欢 的 一种 消遣。 那么 1990年代 开始， 随着 工艺 的 成熟， 成本 的 降低， C D 就 开始 逐渐 释放 光彩， 开始 取代 合适 磁带 在 当时 的 市场 主导地位， 成为 了 下一代 的 音频 存储 领域 新 王者。

这个 部分 真的 是 青春回忆 了。

是的， 那么 在 C D 确切 的 来说 是 C D D A 格式 或者 叫 系统 取得成功 以后， 研发 人员 就 自然 的 想到， C D 好像 也可以 作为 计算机 的 大容量 只读存储器。 那么 在 解决 了 几个 重要 问题 之后， 1985年 的 时候 他们 就 发布 了 大名鼎鼎 的 C D room 格式。 可想而知， 这种 非磁性 方式 读取 可以 保存 数据 长达 数十年， 而且 一片 就 相当于 大约 当时 450片 三寸 盘 的 光盘， 对 软盘 简直 是 降 维 打击 般的 存在。

我 估计 当时 的 硬盘 看 了 都要 抖 三 抖。

我 觉得 肯定 是因为 1985年 的 时候， 估计 主流 的 硬盘 能 超过 单张 C D 容量 的 都 不多。 还好， 当时 的 C D 它 毕竟 只是 只读 存储， 那 和 可以 随时 擦写 的 词 存储体系 相比， 可以 说是 术业 有 专攻， 井水不犯河水。

所以 印象 中 后来 很长 一段时间， 就 包括 我们 单位 的 电脑 光驱 也 一直 是 标配 的对。

是的， 直到 如今 也是？ 这个 部分 我相信 80后90后应该 都是 有 共鸣 的。 早些 用 的 是 C D room 格式 的 光驱， 那个 时候 是 只能 读。 再 后来 是 C D R 格式， 可以 一次性 写入 数据。 再 后来 还有 那种 需要 配合 特定 光盘 的， 可以 重复 读写 的 C D R W.

在 当时 这种 可以 刻碟 的 光驱 还有一个 高大 上 的 名字 叫做 刻录机。

这个 同样 也是 古早味 满满的 一个 名词。

我 很 好奇， 和 磁盘 相比， 光盘 记录 数据 它的 原理 又是 什么 呢？

这个 具体 说 起来 其实 挺 复杂 的， 但 如果 通俗 点 来说 又 特别 好 理解。 简单 的 来说 就是 利用 激光 在涂 有 特殊 有机染料 的 基板 上去 烧 坑， 或者 叫 打点。 这样一来 有 坑 和 没 坑 的 状态 就成 成了 零 和一 的 信号。 而 一连串 的 零 和1， 那 就是 二进制 代码， 就可以 表示 特定 数据 了。

那 既然 是 烧上去 的那 坑 就 没法 恢复， 对 吧？ 所以 这个 光盘 是 不能 重复 擦写 的。

是的， 这就是 为什么 常见 的 C D 都是 所谓 的 只读 的。

那 还是 有 可以 重复 擦洗 的 光盘， 它 又是 什么 原理 呢？

这个 就 很 巧妙 了。 它的 那个 涂层 涂 的 并不是 常用 的 有机染料， 而是 一种 特殊 的 碳 性 物质。 激光 也 不是 在 上面 烧 坑， 而是 通过 激光 去 改变 这种 碳 性 物质 的 磁性。 这个 其实 就有 那么 一点 磁盘 的 意思， 但是 比 磁盘 又 更加 的 稳定。 这样 你 想 有了 可以 改变 的 词性， 是不是 就 不难理解 后面 的 部分 了？

懂了， 那 就是 一和 零 也 相当于 就 得到了。 是的。 那么 光盘 为什么 要 做成 类似 镜子 一样 反光 的 呢？

你 别说 和 镜子 还 真的 挺 像， 甚至 涂 的 东西 也很 像。 那 层 反光 的 东西。 它 其实 就是 一层 极其 薄 的， 但是 纯度 可以 达到 99.99% 的 纯银 金属 层。 目的 就是 用 它 来 反射 光驱 激光 光束 的 区域， 从而 才能够 读取 光盘 中的 资料。

光盘 它 会有 一个 彩虹 般的 光泽， 对 吧？ 这是 怎么 回事儿 呢？

这个 很好看 是 吧？ 这 没有人 管 这种 色泽 叫 结构 色， 其实 就是 光盘 表面 的 微小 凹凸 结构 所 引起 的 一种 光的衍射 效果。 当 光 照射到 光盘 表面 的 时候， 这些 微小 结构 就会 像 棱镜 一样 把 光线 给 分散 开， 从而 造成 光 的 波长 分离， 进而 就 展现出 这种 彩虹 般的 色彩。

好想 说 原来是这样。

先 别着急， 咱们 的 正片 还 没完。

脑 洞 太大， 休息一下。

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其实 你 打刀 科学 的 拼音 也是 可以 直接 搜 到 的。

我 怎么 就 没想到 呢？ 在 C D 大 获 成功 之后， 人们 又 开始 思考， 有没有可能 在 标准 C D 的 大小 上 容纳 视频 呢？ 1992年 的 时候， 还在 安徽电视台 上班 的 中国人 姜 万 勐， 在 美国 的 一个 国际 广播电视 技术 展览会 上， 看到 了 一个 当时 并 不怎么 受 重视 的 图像 解压缩 技术 mp E G。 如今 大家 其实 对 这个 技术 很 熟悉， M P E G 是 可以 把 长 视频压缩 到 几百 兆 的 体量。

对， 那 刚好 能够 装进 一张 C D 了。

是的， 唯一 的 缺点 就是 画质 差 了 点。 但是 没关系， 毕竟 当时 的 电视 画质 更加 的 差。 而 受到 启发 的 姜 万 勐 就和 一位 美籍 华商 孙燕 生 合作， 在 1993年 的 九月 开发 出了 第一台 V C D 影碟机， 从而 大 获 成功。 不过 可惜 的 时候， 由于 他们 并没有 申请专利。 上市 之后 V C D 其实 也就是 video C D 立刻 就 被 国内外 的 公司 纷纷 仿制， 最终 是在 激烈 的 竞争 当中 逐渐 陷入困境。

专利 意识 一定要 重视， 是不是 现在 大家 可能 就有 这样的 一个 意识 了。 不过 严格来说， V C D 本质 上 依然 是 C D 的 一个 变种。 那么 下一代 的 光 存储设备 它是 什么时候 出现 的 呢？

其实 1994年 开始， 就 陆陆续续 有 多家 公司 相继 研研， 发出 了 容量 数倍 于 C D 的 新一代 光盘。 那 到了 1997年， 这些 厂商 就 经过 协商 推出 了 一个 统一 的 技术标准， 并且 将 新一代 的 大容量 光 介质 存储 格式 命名 为 D G video disk。

D V D 终于 闪亮登场。

是的， 1997年 的 时候， 全世界 第一批 D V D 播放机 就 正式 面世 了。 1998年， 全球 第一批 DVD room 以及 驱动器 也 正式 开始 在 高端 计算机 上 应用。

来 家里 还有 D V D 机 的， 也可以 在 评论 区 晒 一下。

那 D V D 的 标准 格式 单层 单面 就可以 存储 4.7G 的 数据， 容纳 一部 比较 清晰 的 影视作品 基本 是 够了。 也是 在 这个 时候， 曾经 在 高端 市场 还 尚有 一 系 空间 的 L D 是 彻底 没有了 生存空间。

再 之后 的 故事 是不是 就是 蓝光 了 呢？

是的。 你 有没有 好奇 过 蓝光 为什么 叫 蓝光？

对， 这个 也是 我的 一个 问题。 但 我记得 这个 光碟 是不是 它 就是 发蓝 的。

其实 这 还 不是 关键。 蓝光 之所以 叫 蓝光， 它 根本 的 原因 是因为 它 用 的 就是 蓝色的 激光 来 写入 和 读取数据。

竟然 这么 简单粗暴。

是的， 至于 为什么 要 用 这种 蓝色的 激光， 这 可能 就得 科普 一个 背景 了。 我们 前面 说过， 光盘 上 记录 信息， 本质 上 可以 理解 为是 在 打 点点， 打的 越小越 密， 理论上 同样 面积 的 光盘 就 能够 装 下 越多 的 信息。

没错， 那 蓝光 它 就是 能 打出 更 细 更 密 的 点 吗？

你说 对了， 比如说 当年 的 C D 使用 的 是 红外 波段， 具体来说 是 波长 780纳米 的 红外 激光， 因此 它的 点就 相对 大 一些。 到了 D V D 的 时候， 采用 的 是 波长 650纳米 的这 是一种 肉眼 可见 的 红色 激光。 再 后来 蓝光， 顾名思义 用 的 是 405纳米 的 蓝色 可见光 激光， 这个 波长 就 短 得 多了， 因此 它 就 能够 打 更加 小的 点。

恍然大悟 的 感觉。

是的。 1998年 的 时候， 还是 飞利浦 和 索尼 是 率先 发表 了 下一代 的 光盘 技术 论文。 并且 是 着手 开发 单面 单层 实现 23GB 到 25GB 的 技术方案。 2002年 多家 公司 是 联合 发布 了 蓝光 技术标准。 到了 2006年 的 时候， 蓝光 是 正式 的 走向 了 市场。

恍惚 间 还 觉得 蓝光 是 很 新的 技术， 没想到 已经 过去 18年 了。

是的， 这个 时间 过得 真是太 快了。 话说回来， 这种 单层 容量 就 已经 可以 达到 25到27 G B 的 光盘， 那 的确 是 已经 足够 烧录 长达 4小时 的 高清 电影 了。 记得 在 十几年 前， 谁家 要是 有 蓝光 播放器， 再配 上 一台 大屏幕 的 电视机， 那 妥妥 也是 人生赢家 的 水平 了， 对 吧？ 当然 我家 就 没有。

哎呀呀 呀 呀呀 算 得来， 谁家 有 也 再 放 一下， 但是 现在 估计 没有了。

是 吧？ 现在 可能 有的是 会 用 一些 游戏机 来 代替 他， 反正 也能 读 蓝光碟， 对 吧？ 但 肯定 也是 很 古早 了。

蓝光 它 后面 还是 得到了 一定程度 的 发展 的， 到了 后来 就 出现了 什么 4K蓝光 8K蓝光碟。 这个 主要是 在 层数 上 花了 一些 功夫， 简单 的 来说 就是 新的 技术支持， 多层 烧录 与 多层 读取。 也就是说 是 可以在 同 一张 蓝光碟 上 存储 很多 层 的 数据， 我可以 打 很多 层 的 点。 我记得 在 后期， 有 一些 实验性 的 蓝光 存储 产品， 是 已经 可以 达到 16层， 容纳 400G左右 的 数据 了。

对了， 我 很 好奇， 这个 C D D V D 蓝光 的 发展 节奏 基本 都是 十年 一代， 但是 为什么 蓝光 之后 都 快 20年 了， 新一代 的 光 存储设备 还没有 出现 呢？

你 问 了 一个 好 问题 也是 大问题。 当然 我们 还是 得 回到 刚才 的 打点 问题。 问题 的 关键 在哪 呢？ 在 光盘 上 能够 打的 这个 点， 到底 能够 打 多 密集？ 其实 是 存在 一个 极限 的这 就是 所谓 的 光学 衍射 极限。

为什么 会 存在 这个 极限 呢？

这个 说 起来 可能 有点 奥， 在 光学系统 当中 衍射 效应 是 限制 了 系统 能够 分辨 的 最小 细节。 也就是说 即使 你 增加 放大 倍数， 两个 非常 接近 的 点 也 可能 无法 被 清晰 的 分辨 开来， 因为 他们的 衍射 图案 可能 是 重叠 在一起 了。 那么 在 光学 领域， 无论是 用光 来 观察 还是 刻蚀， 其实 同样 都 适用 这个 极限。

怎么 忽然 就 高冷 起来 了？

今天 前面 还是 比较 通俗 的， 就 这 一段 稍稍 有点 难， 没有关系。 听到 这里， 我想 一些 聪明 的 道友 或许 联想 到了， 既然 旭东 你说 我们 没有 办法 把 这个 点 打 得 更加 密集 了， 那 单位 面积 上 我们 怎么 增加 信息量 呢？ 是不是 可以 把 这个 点 打的 更加 小 呢？ 没错， 想想 是 这样 的对 吧？ 因为 电磁波 的 波长 是 决定 了 它 能够 打 或者 读 的 点的 大小。 而 沿着 C D D V D 蓝光 的 发展 路径， 大家 应该 能够 想到 对 吧？ 其实 比 蓝光 波长 更 短 的 电磁波 那是 有 大把大把 的， 比如说 紫外线 甚至 是 X 射线。 那 为什么 不用 他们 来 打更 小的 点， 来 实现 技术 突破 呢？

你 问 的 很好， 为什么呢？

那 是因为 我们 这 是要 造 光盘， 而 不是 造 芯片。 类似的 技术 其实 早就 开始 用了。 比如说 制造 芯片 的 光刻机， 它 用 的 就是 X 射线。 但是 你 想想看 光刻机 的 成本 是什么？ 厉害 的， 动辄 几十亿 甚至 上 百亿 的 价格， 你 别说 一般 家庭 了， 就是 一般 的 企业级 用户 也 用 不 起。

这 倒是 不 适合 我们。

价格 太贵 了。 而 芯片 制造， 其实 它 只需要 写 不需要 读。 但是 我们 要 造 的 是 光盘， 对 吧？ 我们 不仅 要 写， 我们 还要 能够 读， 我们 要把 它的 信息 给 读出来？ 那 我们 就算 不 考虑 安全性 的 问题， 但是 你 想 能量 过高 的 这种 光线 X 射线， 这个 能量 多 高， 它 本身 在读 的 过程 当中 就有 可能 会对 存储介质 造成 不 可逆 的 破坏， 是不是？ 这个 也是 不得不 考虑 的 问题。 我们 不可能 这个 数据 就 只读 一次 就 报废 了。

懂了， 就是 以 现有 的 材料 和 技术 而言， 蓝光 基本 就是 光盘 技术 可以 用 的 最短 波长 了。

是的， 于是乎 这个 衍射 极限 就成 了 阻挡 光盘 技术 发展 的 所谓 铜墙铁壁 了。 这个 问题 到底 有 多难 呢？ 其实 在 2021年 的 时候， 科学杂志 联合 上海交大 是 发布 了 新版 世界 最前沿 的 125个 科学 问题。 而 这 其中 物理类 排 在 第一 的 问题 就是 如何 突破 光学 衍射 极限。

居然 这么 难， 难道 科学家 就 毫无办法 了 吗？

其实 办法 也 不是 没有， 比如说 在 另一个 领域， 1994年 的 时候， 德国 科学家 赫尔 就 提出了 一个 理论。 它 使用 两束 光， 一束 用于 激发 样品 发光， 另外 一束 则 用来 消除 除了 中心 以外 所有的 地方 的 荧光， 这样 就可以 巧妙 地 突破 这个 衍射 极限。 于是乎 这个 原理 最终 是 极大 的 提高 了 传统 光学 显微镜 的 分辨率， 而 赫尔 也 因此 是 获得 了 2014年 的 诺贝尔化学奖。

好家伙， 直接 就是 一个 诺 奖 级别 的 成果。

是因为 这个 问题 实在是 太 恼人 了。 不过 需要 注意 的 是， 显微镜 可以 突破 这个 极限， 其实 并不 意味着 光盘 也可以 轻易 的 实现。 因为 显微镜 它 本质 上 只需要 完成 读取 信息 的 工作。 还是 那句话， 光盘 技术 我们是 需要 兼顾 读 和 写 的。

怪不得 这部分 的 文案 我 听着 熟悉， 接下来 你 估计 要说 超级 光盘 了， 对 吧？

是的， 从 这个 部分 开始 的 内容， 其实 前段时间 我在 叨 科学 当中 是 写 过 的， 只不过 今天 是一个 进阶 改编 版。 说 起来 这个 还要 感谢 茈 绫 女神 的 牵线， 让 我 有 机会 对话 超级 光盘 团队 的 负责人 是 吧？

简单 来说 就是 之前 自然 杂志 发表 了 一项 上海 科学家 牵头 的 研究成果， 科学家 是 做出 了 P B 级别 的 一个 超级 光盘。 对， 我也 通过 了 中间人 的 牵线， 我 也要 感谢 这位 中间人， 让 旭东 可以 访谈 论文 的 通讯 作者 阮 浩 研究员。

是的， 而且 正是 这次 访谈 其实 是 启发 了 我 后来 做 记忆 简史 这个 系列， 因为 真的 是 大开眼界。 我们 说 回来， 要 知道 单张 光盘 等效 容量 达到 P B 量级， 这 是一个 什么 概念？ 一个 P B 的 数据， T B 的 1000倍。 如果说 全部 刻录 到 咱们 当年 使用 的 C D 上， 大约 需要 消耗 153万张。 而 如果 把 这些 C D 全部 叠起来， 我们 按照 每张 厚度 大约 1.2 毫米 计算， 我也 算 过， 差不多 相当于 3座上海 中心 的 高度。

这 我 都 有点 震撼 的 说不出 话 来了， 这样 一 比喻， 我 觉得 这 也 太 厉害 了。

是的， 压缩 在 薄薄的 单张 超级 光盘 上。

对， 那 这次 的 突破 到底 是 怎么回事 呢？

其实 他们 也是 受到 了 我们 前面 提到 的 诺 奖 技术 的 启发。 如果 使用 类似的 两束 光 的 原理， 似乎 不仅 可以 把 点 打 小， 而且 也 能够 打 得 更加 的 密集。 只不过 真要 在 光盘 上 实现 突破 倒 也 并 不容易。

这个 主要 难点 在哪里？

这 其中 最 关键 的 一个 难题 就是 缺乏 一种 合适 的 材料， 能够 让 我们 利用 两束 光 的 原理 打 上 这样的 超级 小点。 关键 还 得要 能够 稳定 地 保留住 这些 点。 传统 的 材料， 如果 这些 点 离 得 太 近 了， 就 很 容易 发生 一个 概念 叫 荧光 猝 灭。 这个 大家 不用 太 过于 纠结 名词， 只要 理解 为 这个 东西 它 可能 就 忽然 消失了。 那 这样一来， 我们 就算 写 上了 信息， 是不是 用光 存储设备 也 读取 不 出来。

对， 而且 如果 点的 间距 太大， 那 也就 丧失 了 把 点 做小 的 意义 了。

对 吧？ 是的， 所以 过去 的 八年 时间， 这个 团队 他的 一项重要 的 工作 就是 希望能够 找到 这种 理想 的 材料。 为此 全 上海 乃至 全国 材料 领域 的 专家 几乎 都 帮 着花 了 不少 功夫， 试 了 很多 的 方法。 我记得 阮 老师 也 提到， 他们 团队 的 那位 博士 第一 作者， 更是 像 当年 爱迪生 寻找 灯丝 材料 那样， 测试 了 数百种 可能 的 材料。

所以 看 发明家 也是 需要 可能 一次次 的 失败 才能 得到 最后的 成功， 对 吧？ 功夫不负有心人 最后 本身 就。

具有 雄厚 材料 学 基础 的 上海 光机所， 最终 是 从无到有 研发 出了 这种 新型材料， 这 才让 超级 光盘 成为 了 可能。 而 更 厉害 的 是啊 有了 新材料 的 加持， 超级 光盘 不仅 可以在 二维 平面 上 记录 下 海量 的 超 分辨率 的 信息点， 而且 也可以 像 我 前面 提到 的 蓝光 技术 后期 的 版本 那样， 可以在 三维 上 进行 记录。 就是 可以 有 很多 层。

那 理论上 可以 有 多少 层 呢？

按照 阮 老师 的 说法， 正反两面 都 可以 刻 上 整整 100层的 数据。 于是乎 就让 这 张 光盘 的 存储容量 一下子 来到 了 P B 量级， 将 此前 光盘 存储 的 记录 一下子 提高 了 成百上千 倍。

此处 应该 有 掌声。

还是 很 感动 的。

对了， 这种 超级 光盘 的 读写 速度 是 怎么样 的？

这里 需要 注意 的 是啊， 这一次 成果， 其实 它的 核心 是 在于 他们 找到了 这个 理想 的 材料， 可以 说是 一次 材料 学 上 的 突破。 而 所谓 专用 的 光驱 是 下一步 的 研发 计划。 由于 超级 光盘 在 设计 上 其实 是 参照 了 传统 光驱 的 读写 方式， 因此 我们 可以 按照 现在 最 先进 的 光驱 的 读写 速度 来进行 推算， 每秒 180 兆。 那么 写 满 这 张 光盘 差不多 要 一个 星期。

有 写 就要 一个 星期。

那 读 读 的 速度 差不多 也是 每秒 180 兆。 可以 想见 除了 容量 巨大， 使用 体验 上 其实 和 现在 的 光盘 是 差不多。

的那 成本 会不会 超级 高 呢？

如果 这种 光盘 它 未来 真的 批量生产 的话， 那 仅仅 考虑 原材料 的 成本， 估计 价格 不会 比 现有 光盘 贵 太多。 当然了 阮 老师 也 说 了， 估计 到时候 主要 的 门槛 是在 需要 一台 专业级 的 光驱。 但是 考虑到 目前 普通用户 其实 并没有 什么 P B 级别 的 存储 需求， 所以 这样的 光盘 未来 主要 面向 的 应该 还是 数据中心， 科研机构 挂 这样的 企业级 用户。

这 倒是 就 普通人 要 装满 一个 T 的 硬盘 都 不是 那么 容易 的对， 这种 光盘 会 像 当年 的 磁盘 那样 特别 娇气 吗？

其实 保存起来 和 目前 的 光盘 应该 是 没有 太大 区别 的， 不 娇气 很 皮实， 甚至 我们 找 个 保护套 揣 在 兜里 也是 可以 的那 理论上， 因为 前面 其实 也 解释 过了， 这个 光盘 它 本身 就有 一定 的 容错性。 如果 遇到 了 轻微 的 划痕、 灰尘、 指纹， 那么 在 纠错码 技术 的 加持 之下， 其实 是 完全 不用担心 这个 数据 读 不 出来 或者 有误 的。 可能 还有 人 会 关心 能 放 多久， 对 吧？ 这个 是 数据 长期 存储 的 一个 很 重要 的 点。 阮 老师 团队 其实 也 做了 老化 实验。 那么 仅仅 按照 现在 得到 的 结果 推算， 捂 十年 不是 问题， 而且 未来 还 可能 会 更长。

这个 真的 是 很 重要 的。 你 现在 不像 过去了， 照片、 视频 这种 都是 数据化 的。 有的 时候 真的 会 担心 数据 丢了， 回忆 就 没有了。

是的， 海量 数据 的 时代， 高效 经济 的 长期 保存 数据， 它的 意义 是 无需 多 言 的。 无论是 数据中心 还是 现在 非常 火热 的 大 模型 训练， 又 或者 天文 领域 的 巡天 观测， 其实 都 需要 产生 或 存储 以及 搬运 P B 级别 的 海量 数据。

听 你 和 水 兄 在 之前 的 原样 里面 也 聊起 过 的。

是的。 除了 这些 场景， 再说 一个 听起来 非常 浪漫的故事。 就是 这个 成果 发表 之后， 一个 海外 的 公益 基金 是 向 阮 老师 团队 发来 了 咨询。 他们 就 问 有没有可能 把 这种 光盘 的 寿命 提高到 百年、 千年 甚至 万年、 亿年 的 尺度？

我 没 听错 吧， 一年 需要 这么 夸张 的 时间尺度 吗？

对， 其实 阮 老师 当时 听到 也很 震惊， 很 疑惑。 他在 想 什么样 的 场景 需要 那么 恒久 的 数据存储 时间？ 问 对方 回答 说 他们 想 为 人类文明 留 一个 数据 方舟， 而且 这个 方舟 最好 是 放在 一个 太空 探测器 当中。 这 样子 的 场景 下， 这种 P B 级别 的 光盘 似乎 就是 当前 技术 下 最为 理想 的 数据 载体 了。

原来是这样。

就是这样。

等一等， 你是不是 漏 了 U 盘、 S D 卡， 还有 固态 硬盘， 毕竟 这 几个 是 现在 非常 主流 的 存储介质。

还是 你 细心。 其实 U 盘 刚刚 提 了 一 嘴， 对 吧？ 我 故意 是 挖 了 一个 坑， 说实话 我 本来 是 想 写进去 的， 但是 后来 为了 叙事 的 连贯性， 这个 部分 我 就 故意 跳过 了。 为什么呢？ 因为你 刚才 说到 的这 几个 严格来说 都是 同 一条 技术路线 的， 他们 都 属于 半导体 存储介质。 对了， 其实 还有一个 大家 非常 熟悉 的 东西， 那 就是 计算机 的 内存条， 其实 也是 这个 家族 的 成员。

如果 上期 主要 讲 的 是 磁 存储， 这 期 主要是 光存储。 但 其实 还有 第三条 路线， 就是 半导体 存储。

是的， 这是 关键。 而 半导体 存储 其实我 也 看 了 不少 资料， 这 一部分 的 故事， 我 个人 判断 下来， 它的 可听性 可能 没有 磁 存储 光存储 那么 强。 而且 有 一些 东西 我们 放在 音频 当中 去 表现， 可能 听起来 会 比较 枯燥， 因为 它的 技术性 会 比较 强。 要 不有 兴趣 的 朋友。

自己 去 了解 呗， 明明 就是 自己 偷懒 或者 这样。

好吧， 我们 蹲 一个 文案 大神 来 给 记忆 简史 这个 系列 续 上， 对 吧？ 甚至 你可以 直接 把 半导体技术 的 发展 历程 一并 给 写 了， 我们 开 一个 半导体 系列 好吧。

你 这 属于 得寸进尺。

这样， 这里 其实我 可以 简单 的 解释 一个 就是 很多人 好奇 的 问题。 为什么 半导体 存储设备， 像是 U 盘、 固态 硬盘 这些， 它的 读取 速度 普遍 会 比 磁盘 和 光盘 快 很多？

是的， 没错， 就是 几乎 等于 点 开 马上 就有。 但是 光盘 我记得你 都 能够 感觉到 它的 读取， 对 吧？ 其实 这是为什么 呢？

你 都能 感觉到 它的 读取 了， 这就是 关键。 这个 问题1点 都 不难理解， 主要 就是 因为 半导体 的 存储介质， 它 就是 基于 电子元件 而 非 机械 部件 读写 数据 的。 半导体存储器 它是 通过 电路 直接 访问 数据， 这就 消除 了 传统 硬盘 或 光驱 需要 在 物理 上去 移动 部件。 比如说 读写 头 的 移动， 盘片 的 旋转， 还有 磁头 读取 或者 激光 扫描 等等 这样的 步骤。 这就 大大减少 了 数据 访问 和 延迟 的 时间。 因此 这种 直接 的 电子 方式 就 使得 数据 几乎 可以 瞬间 的 访问 和 传输 了。

需要 再说一遍， 原来是这样 吗？

就是这样。 怎么样？ 这个 系列 听 完了 感觉 如何？ 除了 挖 了 一个 巨坑 没有 填 对 吧？ 那 是不是 好像 把 我们 很多 平时 挺 熟悉 的 这个 东西， 它的 来龙去脉 总算 是 了解 了 一下。

挺 熟悉 的 东西 我 觉得 可能 也是 基于 我们 这个 年代。 如果 是 年纪 再 小 一点 的 小朋友 们， 可能 就是 你说 到 的 很多 东西 他们 就 没有 那么 的 熟悉 了。 但是 我们的 记忆 当中， 其实 包括 电脑 也好， 因为 我们 最早 使用 的 电脑 跟 现在 也 完全 不是 一码事 了， 对 吧？ 然后 对 包括 这些 存储 的 介质 也好， 真的 是 蛮蛮 就是 很多 点滴 回忆 在 里面。

是的， 而且 其实我 写 这个 文案 的 时候， 就 包括 什么 是 A B 盘， 记得 以前 我是 知道 这个 知识 的， 后来 我也 忘了。 然后 再 包括 像是 磁盘 光盘， 它 到底 是 怎么样 把 这个 信息 记录 进去 的， 然后 他是 用 什么样 的 光刻， 这 背后 有 什么样 的 讲究， 在此之前 真的 是 一无所知。 但是 随着 这个 文案 的 写作， 真的 是 觉得 原来 存储介质 这个 技术 本身 有 那么 多 好玩的 学问。 而且 说实话 我们的 日常工作 根本 离不开 各种各样 的 这种 介质， 对 吧？

对， 我记得 我们 最早 就是 刚 开始 认识 是 同事 的 时候， 还 经常 用 光盘， 对 吗？ 那个 时候 我记得 节目 里面 的 一些 订阅 什么的， 都是 拷 在 光盘 里， 然后 大家 会 每人 挎着 一个 篮子。 那个 时候 主持人 对不对？ 广播电台 的 播音员 每个 人都 有一个 篮子， 那个 篮子 里 装 的 是什么？ 就是 可能 你 刻 的 一些 碟片 里面 是 有 一些 背景音乐， 或者 有 一些 音频， 就是 刻 在 里面。 然后 我们 播放 的 时候 也是 用 那个 播放 的。

不像 现在 别 节目 我 还得 专门 刻 音乐。

C D 你还记得 吧？ 是的， 然后 在 那个 C D 上 写 上 什么什么 特别节目 或者 什么什么 的 类型 的 音频。 我记得你 的 那个 桌上 就 一直 有一个 的 人家 收纳 的 那种， 对 吧？ 就 中间 一个 像 柱子 一样， 就可以 一个 一个 的 套上去 的 那种。

那时候 切割 可 麻烦 了， 就是我 要 有一个 小的 目录， 然后 看好 我要 切 第十二 首歌， 然后 赶紧 把 那个 旋钮 调到 12， 然后 再 把 这个 音乐 给 推出 来。

我 都 不会 那个 我 都 不会， 我记得 这个 工作 一直 是 你来 做 的。

我 都 从来 没有 做 过。 我 比较 擅长 操机 这件 事情 是 吧？

是的。

其实我记得 我们 刚刚 工作 的 时候， 当时 还有 一些 老同志 还在 感慨， 看 你们 现在 的 这些 年轻人？ 都 用 C D 机 了。 我们 以前 还是 什么 开盘 带， 就是 那种 巨大 的 磁带？ 后面 就 开始 逐渐 有 一些 电子技术 了。 我们 也 算是 经历 了 这个 时代 的 发展。 而且 回望 一下， 好像 十几年 前 割 现代 真的 已经 完全 不一样 了。

是的， 就是 这些 电子设备 的 进步， 真的 是 飞跃 式 的。

不知道 下一个 十年 是 怎样， 可能 都 不需要 电子设备 了， 估计 纯 人工智能 来做 节目 了。

有没有可能 就 我们 退休 了 是吗？

就 想想 有点 可怕 是 吧？

是的。

不管 怎么样， 希望 这一次 的 这个 系列 大家 能够 喜欢。 如果说 真的 是 有 兴趣， 把 这个 半导体 的 这个 部分 也 给 续 上 的 朋友， 也 欢迎 到 我们的 叨 科学 的 账号， 去 点 文案 这 样子 的 一个 按钮， 来 了解 一下 给 我们 投稿 的 具体 信息。 也是 期待 各个领域 的 大神 都 能够 给 我们 来 分享 你 所 关心 的， 你 觉得 有趣 的 那些 科学知识。

是的， 谢谢 大家 一起 帮 旭东 来 偷懒。

是的， 非常 期待。 好了， 各位朋友， 以上 就是 今天 原来是这样 所为 您 带来 的 全部内容 了。 再一次 感谢 通过 所有 方式 支持 和 帮助 过 我们的 朋友。

原样 的 发展 离不开 大家。 我是 旭东， 我是 紫菱。

我们 下周 接着 聊。

再见。

这种 表面 涂 有 金属 氧化物 的。 这种 表面 涂 有 金。 非常 久 以前。

这 就和 现在 的 光盘 很 像。

是的， 哎也 用到 激光 了， 不过 要 注意 重。

说 一下 这 和 现在 的 光盘。

对对对。

是的， 是 懂了， 就是 一和 零 也 相当于 得到了。

对， 你 想 这个 词性 就是 正极 负极， 那 不就是 一和 零 吗？ 这个 主要是 在 层数 上 进行 层数 上 做了 一些。

一只 FM 出品。