Wird ein USB-Stick schwerer, wenn du mehr Daten darauf speicherst? Was zunächst wie eine Scherzfrage klingen mag, hat für eine erregte Diskussion unter Bloggern und Wissenschaftlern gesorgt und nicht nur eine, sondern gleich mehrere interessante Antworten geliefert.
Was wiegt mehr: Ein voller USB-Stick oder ein leerer? Das klingt zunächst wie eine Scherzfrage und es mag auch ein Spaßvogel gewesen sein, der sie als Erstes im Netz streute. Das gilt insbesondere dann, wenn man sich bewusst macht, um welche Maßstäbe es sich hier handelt.
Denn das gesamte Internet ist in etwa so „schwer“ ist wie eine halbe Tafel Schokolade. Ganze 60 Gramm brachte das Internet 2018 auf die Waage. Mittlerweile mag das eine oder andere Gramm dazugekommen sein. Im Vergleich dazu klingt die Frage nach dem Gewicht eines vollen oder leeren USB-Sticks lächerlich.
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Doch wer einmal anfängt darüber nachzudenken, stellt schnell fest, dass die Frage durchaus komplex ist. So komplex, dass Wissenschaftler:innen sogar unterschiedliche Antworten darauf haben.
Wie viel wiegen Daten auf einem USB-Stick?
Um die Frage zu beantworten, muss man sich zunächst klarmachen, wie Daten auf einem USB-Stick gespeichert werden.
Unabhängig von der Programmiersprache endet digitale Information immer in Form von 1 und 0 auf Computern. Je nach Hardware ist der Speicherprozess dafür aber anders. Auf USB-Sticks erfolgt die Speicherung von Informationen über das Einfangen von Elektronen.
Elektronen wiegen so wenig, dass ihr Gewicht nur indirekt gemessen werden kann. Dennoch haben sie eine Masse. Genau genommen wiegt ein Elektron 9,1093837015 × 10−31 Kilogramm.
Soweit sind sich Expert:innen einig. Doch wenn es darum geht, daraus das Gewicht von vollen oder leeren USB-Sticks abzuleiten, scheiden sich die Geister.
Ein leerer USB-Stick ist leichter
So nahm sich der Informatik-Professor John D. Kubiatowicz dieser Frage an und brach sie auf einen Kindle E-Reader mit vier Gigabyte herunter.
Demnach ändert sich beim Speichern von Daten auf einem E-Reader die Anzahl der Elektronen zwar nicht. Dennoch erfordere es mehr Energie, um sie zum Datenspeichern einzufangen. Kubiatowicz errechnete, dass dies ein Milliardstel eines Microjoules für jedes Bit an gespeicherten Daten an Energie ausmache.
Für die vier Gigabyte bedeute dies, dass ein brandneuer E-Reader ein Milliardstel eines Milliardstel Gramms leichter sei als ein voller E-Reader. Das klingt einleuchtend. Doch einige Wissenschaftler:innen sind anderer Meinung.
Das Gewicht schwankt
Zunächst einmal wiesen Kritiker:innen darauf hin, dass Kubiatowicz bei seinen Berechnungen fälschlicherweise davon ausgegangen sei, dass ein neuer USB-Stick aus lauter Nullen bestehe und das Speichern von Daten diese in Einser verwandle. Das sei aber nicht der Fall.
Tatsächlich ist die Verteilung von Einsern und Nullen auf einem USB-Stick (egal, ob leer oder voll) nahezu ausgeglichen. Zudem verändert das Abspeichern von Informationen nicht die Masse, sondern lediglich die Anordnung der Elektronen im Stick, sagt etwa der Physiker Onisa Sharia.
Nach dieser Theorie verändert sich die Gesamtstärke der Ladung nicht, nur weil Daten gespeichert werden. Entsprechend verändere sich auch nicht das Gewicht. Der Gewichtsunterschied entstehe demnach nur durch die verschiedenen Energiestände in den unterschiedlichen Geräten.
Wenn also Daten von einem Desktop-Computer auf einen USB-Stick übertragen werden, fließen Elektronen in den Speicher, während andere abwandern. Da dies nicht unmittelbar passiert, kann es für einen Zeitraum passieren, dass das Gewicht zwischen leerem und vollem USB-Stick kurzzeitig schwankt.
Fazit: Es gibt keine dummen Fragen
Die wissenschaftliche Debatte um leere und volle USB-Sticks zeigt, dass auch scheinbar sinnfreie Fragen für durchaus spannende Gedankengänge sorgen können – und in diesem Fall sogar unterschiedliche Antworten haben können.
Letztlich handelt es sich dabei aber vorwiegend um ein theoretisches Problem. Denn die Gewichtsunterschiede sind so gering, dass sie sich nicht im Labor messen, geschweige denn spüren lassen.
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