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一張紙對折105次,真能撐破宇宙嗎?還不夠

如果將一張紙反復對折, 那麼它的厚度將會增長得很快, 繼續對折也就越發困難, 對于普通的A4紙而言, 可能對折6、7次就難以繼續下去了。

這個問題非常類似于那個著名的典故:第一天交還1塊錢, 之後每天翻上一倍, 一個月之後, 即便是全世界的財富加在一起也難以支付這筆巨額的費用了。 推此即彼, 于是一種說法出現了, 就是將一張紙對折105次之後就可以撐破整個宇宙, 真的是這樣嗎?在現實世界之中, 我們是無法將普通的紙對折105次的, 因為隨著厚度的增加, 對折將會變得非常困難, 根據已有的記錄顯示,

曾經將紙對折次數最多的是美國德克薩斯州聖馬克中學的一位老師, 2011年的時候, 他帶領他的學生們將一張長4000米的廁紙對折了13次, 不過這件事並沒有被納入吉尼斯世界紀錄。

我們不知道那張巨型廁紙是否真的被折了13次, 但我們知道, 如果是A4紙的話,

折6、7次就已經是極限了, 所以我們無法通過實驗來驗證對折105次的紙到底有多厚, 只能通過計算來得知結果。

就以普通的A4紙為例吧, 因為A4紙的厚度是明確的, 約為0.1毫米。 0.1毫米對折一次是0.2毫米, 對折第二次是0.4毫米, 對折第三次是0.8毫米, 對折第四次是1.6毫米, 對折第五次是3.2毫米, 對折第六次是6.4毫米, 對折第七次是12.8毫米, 對折第八次是25.6毫米, 對折第九次是51.2毫米, 對折第十次是102.4毫米。 102.4是0.1的1024倍, 也就是說每對折10次, 厚度就會增加1024倍, 既然如此, 接下來的計算就變得簡單了。 這張紙對折第20次的厚度就是第十次厚度的1024倍, 也就是104.8576米。

104.8576米, 這個高度已經超過了大多數人所居住的樓房高度, 因為這個高度如果折算成樓房的話, 差不多要超過30層了。

一張只有0.1毫米的紙, 只對折了20次, 高度就超越了30層樓, 不得不說很令人驚訝, 然而更令人驚訝的還在後面。 根據上面的計算公式, 當這張紙對折第30次的時候, 它的厚度將達到第20次厚度的1024倍, 也就是107374.18米, 現在高度已經超過10萬米了。 這個高度如果放倒的話,

大概就是從北京到天津的距離, 而這不過是0.1毫米的紙對折30次而已。

現在讓我們加快速度, 連續乘以兩個1024, 得到對折50次後的高度, 約為1.126億千米。 地球與太陽之間的平均距離約為1.4960億千米, 0.1毫米的紙對折50次後已經接近地日平均距離了。

在將這張紙對折100次之後,

便只能以光年來進行計算了, 此時的高度約為134億光年, 再對折5次, 就達到了我們的目標105次, 此時的高度為4288億光年。

撐破了宇宙沒?這的確超越了可觀測宇宙的范圍。 宇宙很大, 但我們可以觀測的區域卻是有限的, 因為宇宙始終處于膨脹之中, 距離越遠的區域, 膨脹速度就越快, 在930億光年以外的區域, 由于膨脹速度超越了光速, 所以是不可見的, 而我們就將可見的這部分宇宙稱之為可觀測宇宙。 而在可觀測宇宙之外, 雖然還存在著更為廣闊的空間, 但對于人類而言, 已經沒有意義了。

一張0.1毫米的紙, 在對折了105次之後, 便達到了驚人的4288億光年, 超過了可觀測宇宙的半徑, 這的確很了不起, 但說撐破宇宙就有些誇張了, 因為沒有人知道宇宙真實的大小,或者說它的大小早已超越了我們的認知能力。

在現實世界之中,人類想走出半徑為1光年的太陽系都遙不可及,而在思想的世界,我們只需要一張0.1毫米的紙,將其對折105次,就可以超越可觀測宇宙的半徑,這的確是一件很過癮的事,而這也是一件無法在現實世界中複製的事。

顯然,在現實世界中,我們無法將一張紙對折105次,但即便我們能夠對折這麼多次,我們也找不到這麼大的紙,想一想,這張紙最終折完的厚度達到了4288億光年,而地球的直徑只有12742公里,在這張想象之中的紙面前,地球顯得太小了,即便是把地球、太陽系、乃至整個銀河系的物質都加在一起,也打造不出這樣的一張大紙。這可能就是數學的魅力,儘管在現實世界中我們十分渺小,但在數學的世界裡,我們無所不能。

因為沒有人知道宇宙真實的大小,或者說它的大小早已超越了我們的認知能力。

在現實世界之中,人類想走出半徑為1光年的太陽系都遙不可及,而在思想的世界,我們只需要一張0.1毫米的紙,將其對折105次,就可以超越可觀測宇宙的半徑,這的確是一件很過癮的事,而這也是一件無法在現實世界中複製的事。

顯然,在現實世界中,我們無法將一張紙對折105次,但即便我們能夠對折這麼多次,我們也找不到這麼大的紙,想一想,這張紙最終折完的厚度達到了4288億光年,而地球的直徑只有12742公里,在這張想象之中的紙面前,地球顯得太小了,即便是把地球、太陽系、乃至整個銀河系的物質都加在一起,也打造不出這樣的一張大紙。這可能就是數學的魅力,儘管在現實世界中我們十分渺小,但在數學的世界裡,我們無所不能。

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