雖然硬盤在我們的生活中隨處可見，但並不是每個人都了解它的存儲方式和原理。
想象壹架飛機在離地1 mm的高度飛行，每25秒繞地球壹周，覆蓋地表的每壹寸。
把它縮小到手掌大小，妳會得到壹個類似於現代硬盤的東西，它包含的信息比妳當地的圖書館還要多。
那麽它是如何在這麽小的空間裏存儲這麽多信息的呢？
每個硬盤的中央都有大量高速旋轉的磁盤，每個磁盤的表面都有壹個高速掃過的記錄頭。
每個磁盤上都覆蓋著壹層薄而微小的磁化金屬顆粒，數據以肉眼無法分辨的形式存在。
由許多組微小粒子形成的磁化圖案被記錄下來形成數據。
每壹組，也叫比特，所有粒子都是按照自己的磁性排列，形成兩種狀態之壹，對應0或1。
通過電磁鐵將比特信息轉換成電流，就可以在硬盤上讀寫數據。
這塊磁鐵會產生很強的磁場，足以改變金屬顆粒的磁性。
當信息寫入磁盤時，驅動器使用磁性閱讀器將其恢復為有意義的形式，類似於留聲機唱針將唱片行轉換為音樂。
但是妳是怎麽從0和1得到這麽多信息的呢？
其實就是很多0和1的組合。
比如壹個字節，也就是8位可以代表壹個字母。平均每張照片有幾兆，每兆相當於800萬比特。
因為每壹位都必須寫在磁盤的物理表面上，所以我們壹直在尋找增加磁盤磁記錄密度的方法，或者增加每平方厘米可以容納的位數。
現代硬盤的磁記錄密度約為每平方厘米93吉比特，是1957年IBM第壹塊硬盤的3億倍。
存儲容量的巨大增加不僅僅是因為縮小了壹切，還包括許多創新技術。
壹種叫做薄膜光刻的技術使工程師們能夠縮小閱讀器。
除了尺寸，讀者可以通過利用物質的磁性和量子特性的新發現變得更加敏感。
數學算法的出現可以使比特排列更加緊湊，過濾電磁幹擾帶來的噪聲，從大量的回讀信息中找到最可能的比特順序。
通過在磁記錄器下放置加熱器來控制磁頭的熱膨脹，使其可以懸浮在磁盤表面5納米的範圍內，這大約是兩條DNA鏈的寬度。
在過去的幾十年裏，計算機的存儲容量和性能按照壹種叫做摩爾定律的模式大大提高，摩爾定律預測信息密度在1975年每兩年翻壹番。
但如果超過15.5千兆比特每平方厘米，磁性粒子就會繼續收縮或者被塞得更緊，就會產生“超順磁性效應”。
即當磁性粒子體積過小時，其磁性容易受到熱能的幹擾，導致比特取向混亂，數據丟失。
科學家用壹種非常簡單的方法解決了這個問題:
將磁記錄方向從水平改為垂直將磁記錄密度增加到每平方厘米接近0.155太字節(1000吉字節)。
最近，通過熱輔助磁記錄技術提高了磁記錄密度。
該技術使用熱穩定的記錄介質，通過局部激光加熱暫時降低磁阻，從而實現數據寫入。
雖然這些驅動器磁盤還處於原型階段，但科學家們已經玩了壹個新把戲:位規則介質。
比特的相應位置排列在獨立的納米尺寸結構中，這潛在地實現了每平方厘米3.1太字節的磁記錄密度，或者甚至更多。
由於幾代工程師、材料科學家和量子物理學家的共同努力，這個功能強大到令人難以置信、極其精確的小玩意可以在妳的手掌中旋轉。
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