A Catástrofe da Informação

Informação, ao contrário de vacas esféricas, não existe no vácuo, e por causa disso estamos nos encaminhando para uma singularidade, um momento no tempo em que nossa própria existência estará ameaçada, mas parece que ninguém está ligando muito pra isso.

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Durante milênios, todo o conhecimento acumulado da Humanidade poderia ser guardado em uma sala. Com a invenção da escrita nossa capacidade de gerar e armazenar informação foi multiplicada milhares de vezes. Já em 1900 AC os Hititas tinham uma biblioteca com 35 mil tábuas de argila com inscrições cuneiformes, no que hoje é a moderna Bogazköy, na Turquia.

Começamos a gerar mais informação, e a criar formas mais compactas de armazenar essa informação. Das tabuletas de argila para os papiros, pergaminhos e eventualmente livros. Dos livros passamos para os microfilmes. Com a tecnologia digital, um simples disco rígido de 20 TB consegue conter toda a informação da Biblioteca do Congresso dos Estados Unidos, e ainda sobram 5 TB para os filmes educativos. 

A abundância de espaço de armazenamento e agora velocidade de transmissão inchou imensamente nossos arquivos. Nos primórdios da informática, meu primeiro computador foi um CP-200, kibe nacional do Sinclair inglês tinha imensos 16 KB de RAM. Para dar uma idéia, esta foto escolhida aleatoriamente na Internet tem… 31 KB. Uma imagem ruim pequena e comprimida ocupa o dobro do que eu tinha de memória para o computador inteiro.

Quando a Internet surgiu não havia essa festa de sites onde você pode hospedar gratuitamente fotos e vídeos. Meu provedor me deu imensos 47 KB de espaço para hospedar meu site pessoal, e a URL ainda tinha aquele famigerado ~/ no meio. Em programação, éramos orientados a enxugar o código ao máximo, um byte economizado era motivo de alegria. 

Hoje qualquer hello, world tem uns 4 ou 5 MB, apps de celular com 1 GB não são raras de se achar. Ao invés de MP4, enviamos GIFs, o formato de animação mais ineficiente do Universo. O YouTube permite que você faça lives ilimitadas, e ninguém pensa no fundamental: aonde essa Informação está sendo armazenada?

Por dia a Internet produz:

• 500.000.000 de twits
• 294.000.000.000 emails
• 65.000.000.000 mensagens de WhatsApp
• 720.000 horas de conteúdo adicionado ao youTube

Fonte: Experimental protocol for testing the mass–energy–information equivalence principle

Em 2018 a Humanidade movimentou 33 zettabytes de informação. Isso equivale a 264.000.000.000.000.000.000.000 bits. As projeções apontam para 175 zettabytes por volta de 2025, que já está ali na esquina. 

Nossa capacidade de armazenar dados vem aumentando, mas nossa produção de informação aumenta mais ainda. Peguemos vídeo como exemplo. Já há CELULARES filmando em 8K, uma resolução de 8192 x 4320. Quanta informação há nisso? Um frame em 8K tem 35.389.440 pixels. Trabalhando com 24 bits de resolução de cor, isso dá 3 BYTES por pixel, então em teoria um frame de vídeo em 8K, sem compressão ocupa 106.168.320 bytes. Imagine então que cada segundo de vídeo tem 60 frames.

Agora esqueça vídeo, pense em todas as imagens de satélite, câmeras de segurança, fotos de Instagram, sensores remotos, logs de sua pulseira fitness, arquivos de backup na nuvem e tudo mais que temos gerando informação sem parar, 24//7. 

Não sabemos a forma com que armazenaremos informação no futuro, mas estamos presos às Leis da Física, e há um limite absoluto para o armazenamento de informação: as partículas subatômicas. Não importa quando, mas um dia bateremos no limite em que armazenamos informações em elétrons e prótons individuais, e isso soa como algo ótimo, afinal há átomos pra todo lado, minha sala está cheia deles.

Exceto que com uma produção diária de 20.000.000.000.000.000.000 bits de informação, chegaremos em apenas 350 anos a um número de bits diários de informação produzida de… 100.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 bits. 

Esse número, melhor representado por 10⁵⁰, é especial por um motivo: É o número de átomos existentes na Terra.

Ou seja: em 350 anos teremos mais bits de informação para gerenciar do que átomos no planeta, e mesmo que tenhamos a tecnologia para guardar dados em partículas subatômicas, o planeta INTEIRO como um imenso Hard Disk não será suficiente. 

Esse dilema é apresentado no instigante paper The information catastrophe, de Melvin M. Vopsona, no qual também é apresentada a impossibilidade de gerarmos energia suficiente para processar todos esses dados.

Ainda estamos na fase da fartura de espaço de armazenagem de informação, mas isso não vai durar. O custo dos datacentres é astronômico, o consumo de energia idem, e os dados armazenados precisam justificar sua existência, sendo que a imensa maioria falhará nesse aspecto.

Qual a solução? Ninguém sabe. Temos 350 anos para aprimorar nossos métodos de armazenamento de dados. Em teoria, usando técnicas de compressão e todas as características de uma partícula subatômica, um elétron, próton ou nêutron pode armazenar até 1.509 bits^fonte mas isso é apenas paliativo. É inevitável que geremos mais e mais informação no futuro, e cada vez mais rápido. Talvez esses 350 anos sejam até otimistas. Pensando bem, segundo meu HD de backup eu vou chegar nessa singularidade semana que vem, no máximo.