拿一张普通的 A4 纸,你估计自己最多能把它对折几次?只要简单试试,你就会发现自己的估计很可能过高了。事实上,你最多能折的次数不会超过 7 次。为什么一张纸只折几次就很难再继续折下去了?让我们看看纸张厚度随折叠次数变化的关系。如果一张 A4 纸的厚度是 0.1 毫米,那么折一次后它的厚度是 0.2 毫米,折两次后厚度是 0.4 毫米……纸张的厚度会按等比数列增加。与此同时,纸张的宽度也会按同样的比例减少。A4 纸的长边约为 300 毫米。第一次对折后,它会变成 150 毫米;第二次对折后,变成 75 毫米……因此,一张厚 0.1 毫米、长 300 毫米的纸对折 7 次(如果你真能做到的话!)后,你会得到厚 12.8 毫米、宽 2.34 毫米的一叠。而对折 8 次后,纸张厚度将达到 25.6 毫米,宽度则降至 1.17 毫米。厚度已是宽度的 20 多倍。显然,没有人能做到这一壮举。
如果折叠方式不是对折,而是不断改变折叠方向;如果选取的纸张更大或更长,我们是否能把纸折更多次?换句话说,“任何一张纸都无法折超过 7 次”的传言是否正确?国外一档名为“终结流言”的节目曾对此提出质疑。实验者用厚度为 0.1 毫米、足足有一个橄榄球场大小的纸张开始实验,最后借助机械工具,完成了 11 次对折。
2001 年,一名美国女高中生给出了这个问题的更完善答案。她仔细研究了不断交替变换折叠方向的折法,以及沿一个方向不断对折的折法。最终她得出结论,如果想把一张纸折很多次,最好找一张长而窄的纸不断对折。她还推导出了这种情况下折叠次数、实际最小长度和材料厚度之间的关系式。根据她的公式计算,如果想成功地将一张纸折 12 次,需要选择一种合适的卫生纸,并且让这卷纸最少达到 1.2 千米那么长。
2002 年 1 月,在父母的陪同下,她进入一家大型购物中心开始了自己的挑战之旅。她把长长的卫生纸铺开,然后开始折叠。7 小时后,她折叠了 11 次,得到了一个 80 厘米长、40 厘米高的厚板。再一次折叠,她最终成功地把这张长纸折了 12 次。
2011 年,一位数学教师和 15 名学生利用超过 3.2 千米长的卫生纸,用了 4 个小时创造了新的纪录:13 次。是不是只要纸更长,再加上更大的耐心,纪录就能不断刷新?简单计算一下,0.1 毫米厚的纸对折 20 次以后的厚度将达到 10^5 米,而对折 30 次的话将达到 10^7 千米。对折 51 次时,厚度将超过地球到太阳的距离!确实,我们很难想象薄薄的一张纸仅折几十次就能达到如此惊人的厚度。在折纸的例子中,我们看到了违反直觉的事实:不断加倍,在有限的次数后,就能产生巨大的数字。

