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一张纸对折105次,宇宙就真的放不下了吗?

有意思的问题。

1.对 A4 纸对折 4 次能有多厚?

我们知道 A4 纸的尺寸是:长度是 297mm,宽度是 210mm。我们把 A4 纸按长度方向对折 4 次,用游标卡尺测量其厚度,如下:

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图 1:A4 纸对折了四次的厚度是 1.78mm

A4 纸对折四次后就有 16 层,故知对折 N 次后就有

层,故 A4 纸按长度方向对折四次后的宽度是

我们看到图 2 游标卡尺的显示值是 1.78mm。因为对折后有 16 层,故知 A4 纸的厚度是 1.78/16=0.11125mm。

这是 A4 纸对折 5 次后的图像:

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图 2:A4 纸按长度方向对折五次后就再也折不下去了

我们看到,A4 纸按长度方向对折五次后就再也折不下去了。

2.一张纸对折 105 次后的厚度

我们已经知道纸张对折四次后就有

层,把纸张对折 105 次后就有

层。我们把它乘以纸的厚度 0.11125mm(毫米),则纸的厚度δ为:

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图 3:一张纸纸对折 105 次的厚度,把繁星给吓到了!

我们知道,一光年等于

km,故一张纸折叠了 105 次后的厚度δ折算的光年数是:

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图 4:一张纸对折了 105 次的厚度δ折算成光年数

我们知道,可观测宇宙的直径有 930 亿光年,我们把δ的值除以 930 亿光年,看看结果是多少:

也就是说,把一张纸折叠了 105 次后,它的厚度相当于 5.1296 个可观测宇宙的直径。真的很惊人!

3.如果一张纸对折了 105 次后的测量宽度是 18.5625mm,那么这张纸的原先长度是多少?

这容易计算,我们把 18.5625mm 乘以层数即可得到纸原先的长度 L:

这相当于多少可观察宇宙的宽度?我就不算了,留给知友们吧。

4.往事回忆

这个问题在我读小学的时候就遇见过。

当时一位南京天文台的科学家来我们学校(南京琅琊路小学)给我们讲太阳,最后他提到了纸张折叠问题。这位科学家拿出一张当天的南京日报报纸,展开后问我们:这张报纸最多能对折几次?印象中对折了 10 次就折不下去了。这位科学家还给我们出了一道题:把报纸对折 50 次,厚度能有多少?

由于小学生没学过指数,我们同班同学怎么也算不清。

我就把这个问题留给知友们吧:把你们手边的当地报纸对折 50 次,厚度是多少?

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图 5:把手边的报纸对折 50 次,能有多厚?

就写到这里。



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