一张纸最多能对折几次,纸对折次数的定律是什么
你知道突破宇宙的边界有多简单吗?只需要将一张纸对折105次,就能够轻松突破人类目前已知宇宙的边界。
当然一张纸并不能折叠这么多次,但是我们可以通过数学计算预测纸张在不断折叠过程中厚度的变化,也就是神奇的指数折叠现象。
事实一张A4纸在对折6次以后再继续对折,已经变得异常困难,此时我们可以假设有一张无限大且可以次无限折叠的纸,这样我们就可以通过数学计算来分析这张纸对折以后的厚度变化。
一般来说,一张纸的厚度约为0.1毫米,对折一次以后厚度×2,也就是0.2毫米,对折两次以后也仅有0.4毫米。
由于本身纸张的厚度比较小,所以看起来增加的也并不明显,即便是突破三米也需要对折15次才能实现。
但是随着对折的不断继续,厚度增加的速度也变得越来越快,对折20次时厚度就已经超过了100米,在此基础上再对折三次的厚度就已经超过了当今世界第一高楼-位于迪拜的哈利法塔。
当对折到27次时,厚度已经超过了13000米,不仅轻松超越了世界第一高峰珠穆朗玛峰的高度,甚至大部分民航客机也飞不到这个高度。
继续对折下去,当达到37次时,厚度已经有13742千米。要知道,地球的直径也仅有12742千米,也就是说,这时候地球已经容不下这张纸了。
当对折进行到52次时,厚度达到4.5亿公里。而地球与火星之间最远距离也仅有4亿公里,即使是光也需要将近25分钟才能走完这么远的路程。
人类目前发射的航天器中,距离地球最远的是旅行者一号,截止目前,它已经在太空中持续飞行了44年,飞到了距离地球大约220亿公里的位置,但是一张纸只需要对折58次,就能轻松实现这一距离。
折叠67次以后,这张纸的厚度已经超出了包裹太阳系的奥尔特云,达到惊人的14.8万亿公里。
再继续对折下去,这张纸的厚度已经只能用光年来作为计量单位了,因为当折叠到84次以后,这张纸已经达到了惊人的20.4万光年的厚度。
这是什么概念呢?我们身处的银河系,直径也只有20万光年,也就是这张纸此时已经突破了银河系的边界。
目前来说,以地球为中心,以目前人类的科技水平,我们能够观测到的宇宙直径大约是930亿光年,当纸折叠到103次时,厚度就达到了1040亿光年。也就是说,以人类的观测能力已经看不到这张纸的边了。
事实上,世界上几乎不可能存在这样一张无穷大且可以无限次对折的纸,即便是有这样的一张纸,对折它所需要耗费的能量也可能会完全超出我们的想象。
现如今人类纸张对折的世界纪录是由美国一所中学在2011年12月5日创造的,当时这所中学的师生耗费近4个小时的时间,才将一张长达4公里的厕纸对折13次,这时候厕纸的厚度已经超过了8000层,截止目前这一世界纪录已经保持了十年。
一张纸经过不断地对折,就能够突破人类已知宇宙的边界,这听上去不可思议,但是在假设条件下经过数学计算完全可以实现,而这就是指数爆炸的魔力。
指数爆炸其实指的就是指数函数y=a的n次方,随着n不断增大,y的数值也随之变大。一开始的时候增长的非常缓慢,但是越往后,继续增长的速度会变得越来越快,最后以近似直线的形式向上增长,所以就有了“指数爆炸”这么个称呼。
人类其实很早就已经发现了这一规律,并且加以运用。
在一则寓言故事中,有一个富翁小明,一天他和小华两个人签订了一份合同。在这份有效期一个月的合同中是这样规定的,在这一个月的时间里,小华要每一天都给小明十万元,而小明第一天只需要给小华一分钱,然后在30天之内每一天给小华的钱都是前一天的两倍。
当合同开始生效以后,小明显得非常高兴,因为在第一天他只支出了1分钱就赚了10万元,当进行到20天的时候小明已经获得了200万元,小华才收入五千多元,这让小明非常高兴,认为自己赚大了。
但是从第21天开始,事情就发生了变化。这一天小明支出了1万多元,收入十万元。到了第29天的时候,小明需要支出268万多元,收入却还是只有十万元。一个月30天下来,小明应该需要支出一千多万元,收入却仅有300万元!小明宣告破产。
通过指数爆炸,能够获得意想不到的放大效果,而人类也早已对指数爆炸加以利用。
作为世界上威力最大的武器,原子弹的爆炸实际上就运用到了指数爆炸的原理。在原子弹爆炸的链式反应中,一开始只有一个中子来轰击铀235或者钚239,在中子的轰击之下,这些相对较重的核就会发生裂变,进一步释放出3个中子和少量能量。
一个原子裂变释放出来的能量可能微不足道,但是一次轰击产生的3个中子会进一步轰击三个重核释放出9个中子,然后是27个乃至更多。
在不断的轰击过程中,就会出现指数爆炸现象,重原子裂变释放出来的能量就会不断累积起来,最终将累积到一个非常恐怖的水平直至原子弹爆炸。
在我们的生活中,指数爆炸也无时无刻不在发生。细菌的繁殖是简单的二分裂,在条件适宜的情况下,一个细菌20分钟就可以分裂为两个,经过8个小时的繁衍以后,一个细菌就会产生近200万个后代。细菌的生长需要合适的温度,这也就是为什么夏天温度较高的情况下,饭菜特别容易馊掉。
只是薄薄的一张纸,经过105次折叠以后就会突破宇宙的边界,一个小小的原子,经过不断的分裂链式反应以后,就会产生出毁天灭地的力量。足以见得,指数爆炸可以创造出无限大的威力。