Australia-invisible, invisible... "invisible pollution" of digital technology | Australia Chinatown

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Since the West entered the industrial age more than two hundred years ago, people have enjoyed the increased productivity, richness and convenience brought about by it, while also suffering the incidental pollution. . .

自两百余年前西方进入工业时代,人们便在享受其带来的生产力提升、物产丰富和便利之同时,也承受其附带的污染。随着一众发展中国家推动其工业化进程,污染更是成为众所周知的挑战。

不过,有一种工业污染直到今日依旧鲜为人知。它是既看不见,亦触不到的”隐形污染”,且正在世界环境问题中占据越来越大的比重。而它也与数字科技这再次革新人类生活习惯的产业密切相关。

数字产业创造了新形垃圾。其中有些是众所周知的,比如每年因处理旧电子设备而产生的数千万吨电子垃圾或”e-waste”。但另一些则不太为人所知,譬如,数据中心的巨大电力消耗和废热产生。

数码技术看不见的成本

数字时代,特别是互联网的兴起,极大地提高了我们社会生成、交流和分析信息的能力。然而,虽然这个变化提高了很多企业的能源效率。譬如,在许多方面,一本电子书制作和发行的能源成本虽然比一本传统书的成本要低,但数字革命的规模和变化速度,使它成为世界上碳排放增长最快的来源之一。

总的来说,支撑着我们数字生活的信息及通讯科技(Information and Communication
Technology)占全球温室气体排放量的1.5%至4%,而4%这个规模也相当于世界上所有的航空交通的排放量,且在2030年前可能达到两位数,超过全球汽车的排放量。

数码化总是有重量的,总是会让地球付出代价的。往往是一种隐性的重量和隐性的成本。

《万维垃圾》的作者麦戈文

这些污染从何而来?每一次网络搜索,每一封邮件的收发,每一次Facebook上的状态更新,都需要消耗电力,也就促生温室气体的排放。

所需要的电力不仅是为了我们的计算机和手机供电,还是为连接我们的设备的硬件网络(电缆、光纤、调制解调器、移动天线等)供电,以及为存储每天产生和共享的数十亿字节信息的巨大数据中心供电。这些数据中心需要大量的能源来维持运转和通风:在美国,数据中心的用电量占整个国家用电量的2%。

而且,在我们使用这些设备之前,同样需要大量的能源来生产为这个数字网络的组件。下图显示了2017年生产(蓝色)和使用(绿色)数字设备的每个来源的能源消耗明细。

为设备、网络和数据中心供电所需的能源比大多数人意识到的要大,而根据法国智库”转变项目”(The Shift
Project)的数据,这种能源的需求每年增长超过9%。

《万维垃圾》(World Wide Waste)的作者麦戈文(Gerry
McGovern)认为:”在环保方面,数字世界创造了一种海市蜃楼。在屏幕上看东西比拿起实体书会觉得对环境更好。数字书感觉比实体书『轻』。一切都不是看上去的那样。(…)数码化总是有重量的,总是会让地球付出代价的。往往是一种隐性的重量和隐性的成本。”

电子书给环境带来的实际成本,远远超出了要下载的”非物质”文件。它是由阅读设备、提供动力的数据中心、以及存储和传送这本电子书(并分析读者的行为)的网络共同构成的。

隐形污染的两大挑战

在大多数人的想象中,污染是一种可以感知的东西:被化学工厂污染的河流的颜色是可以看见的,煤电厂产生的烟雾是可以闻到的,城市交通的嘈杂是可以听到的。

然而,今天主要产业的分工已经使许多污染的影响被终端用户所忽视。网络服务器产生的热量被隐藏在大型数据中心中,观看Netflix的二氧化碳成本,只有少数加州高管才知道,生产大多数数码设备所需的稀土材料也有其开采成本,只不过这都被遥远的刚果或中国东北农村地区所感知。大多数手机用户完全忽略了手机背后的采矿业对环境造成的巨大破坏。

从能源效率的角度来看,数码技术可谓双刃剑。

数码污染的隐蔽性带来了两大挑战。一,它使政府、公司和个人更容易忽视问题;二,它还鼓励了对此类技术的浪费性使用。

从能源效率的角度来看,数码技术可谓双刃剑。

一方面,这些技术可以以极小的成本胜过同等的物理技术,似乎实现信息的实时传输。自2000年以来,数据管理和数码硬件的不断创新,使得计算工作的能量消耗持续降低,效率每2.7年翻一番,这种现象被称为”库米定律”(Koomey’s
law)。这样的创新使得数据中心在过去几年中,尽管互联网流量和对数据中心服务的需求快速增长,但其电力消耗却保持平稳。

可是,正因为数码技术使很多事情变得更容易和更快,它增加了过度生产的倾向。在似乎无限广阔的数字空间中,生产过程或废物处理的成本要小得多,节约和回收的动力消失了。

因此,我们社会无时无刻不再生产数码垃圾。数字基础设施的设计往往很浪费能源。为了满足高峰期的使用,网络路由器(Router)一般以60%的容量运行。但由于数码资源如此
“便宜”,所以没有规定在非高峰期关闭路由器,尽管它们继续消耗同样多的能源。同样,为了尽快进入市场,大多数手机应用都忽略了能源方面的考虑,导致电子设备的电池消耗地很快,需要频繁充电。

这种浪费的态度被互联网企业的广告模式进一步鼓励,让科技公司提供许多免费服务。这种以互联网为特征的”免费和实时”心态,实际上促进了浪费。然而,正如麦戈文提醒的那样,”如果(一个服务)是免费的,那么你的个人数据便是产品,而结账的则是地球”。

数码污染究竟有多严重?

关于数码技术对当今全球能源消耗和温室气体排放的占比有多大,研究人员之间存在分歧。

举一个例子,视频占全球互联网流量的60%,但有些分析认为在线视频的环境成本相当低,而另一些分析则计算出每年排放3亿吨二氧化碳,大约相当于全球排放量的1%,或西班牙的年排放量。

另一个例子,下图显示了2018年全球数据中心消耗量的估算,从2,000到5,000亿千瓦不等(200至500TWh)。

然而,尽管存在这些分歧,但大多数科学家都认为,尤其令人担忧的是数码技术的发展速度,而还不是其量度。虽然数字产业的污染可能不比运输或建筑部门的污染大,但其增长速度要快得多。

由于这种增长,即使那些对数字污染规模持保守态度的人也承认,”当前技术的效率提升可能无法跟上(…)日益增长的数据需求,这是越来越有可能的”。

由于基本物理定律的限制,能源效率持续提升的增速可能会放缓,至少在过去20年间都是如此。与此同时,数据需求将成倍增长。当今发展最快的行业几乎都依赖于数码技术带来的规模经济,21世纪最有前途的技术创新——譬如5G、物联网、人工智能、自动化——都需要越来越多的数据来发展。

这一点在人工智能领域表现得尤为明显:在过去十年中,制作一个顶级人工智能模型所需的计算资源每3.4个月就会增加一倍。这意味着从2012年到2018年,它增加了30万倍。

除此之外,新冠肺炎疫情也加速了我们生活的数码化。随着在家办公、视频会议和封城措施的普遍性,在线数据量呈爆炸式增长。

劳伦斯柏克利国家实验室(Lawrence Berkeley National
Laboratory)一位研究能源效率的科学家萨特(Dale
Sartor)表示:”在未来几十年的某个时候,我们将很大概率看到能源使用的爆炸性增长”

而在数据污染”爆炸”之前,主要问题将是让人们”看见”这个问题。大多数人都没有意识到数码经济对能源的巨大需求;政府官员很少起草政策来解决这个问题,很少有人担心他们的旧电邮或存储于云端的内容,而这些内容每天都在持续消耗服务器空间,从而消耗电力。

只有当这种浪费被更多的公众看清,鼓励立法者改进现有的立法,鼓励企业在减少数据足迹方面做更多的工作,人们才会更负责任地使用数码技术。

目前,”规模经济”的逻辑继续主导着野蛮生长的科技初创公司,而”越大越好”的口号继续指导着人工智能企业。真正的、长期的解决方案需要关注它所造成的”隐形污染”。

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