什么是土豆悖论?

Daniel Monroe
Daniel Monroe
Professor of Pure Mathematics with 20 years experience.

好的,这个问题很有意思,很多人第一次听到都会觉得不可思议。我们来聊聊这个所谓的“土豆悖论”。


什么是土豆悖论?

土豆悖论(Potato Paradox)其实不是一个真正意义上的“悖论”,它更像是一个让你大跌眼镜的数学趣题。它揭示了我们的大脑在处理百分比问题时,直觉是多么不靠谱。

问题是这样的:

你有100公斤的土豆,其中99%都是水分。

你把这些土豆放在外面晒了一天,水分蒸发了一些,现在水分的含量降到了98%。

问题:现在这些土豆有多重?

你第一反应的答案是多少?很多人会猜:99公斤?98公斤?反正就是比100公斤少一点点嘛。

但正确答案是:50公斤

是不是觉得很震惊?重量竟然减少了一半!下面我来给你掰扯掰扯,这到底是怎么回事。


为什么会这样?我们的直觉错在哪?

我们的直觉错误在于,我们下意识地认为“水分从99%降到98%”只是一个微小的“1%”的变化。但我们忽略了最关键的一点:这个百分比是相对于一个不断变化的总重量而言的。

要解开这个谜题,关键在于抓住那个不变的东西。什么东西在晒太阳的过程中不会变少?

“土豆干货” (也就是土豆里除了水之外的固体部分)。


我们来一步步分解

别急,我们用最简单的小学数学来算一下。

1. 晒太阳之前

  • 总重量:100公斤
  • 水分占比:99%
  • 土豆干货占比:100% - 99% = 1%

那么,我们可以算出“土豆干货”的绝对重量是多少:

100公斤 × 1% = 1公斤

好了,记住这个关键数字:无论你怎么晒,这1公斤的“土豆干货”是不会蒸发掉的。

2. 晒太阳之后

现在土豆被晒了一段时间,发生了什么变化?

  • 水分蒸发了,总重量变轻了(我们暂时不知道是多少,设为 X)。
  • 水分的占比降低到了 98%

那么,这时候“土豆干货”的占比是多少了呢?

100% - 98% = 2%

看到了吗?虽然水分的百分比只下降了1%,但“土豆干货”的百分比却从1%翻倍到了2%!

3. 建立等式,解出答案

现在我们有了新的关系:

  • 晒过之后的总重量(X) × 2% = “土豆干货”的重量

而我们知道,“土豆干货”的重量一直都是1公斤。所以:

X * 2% = 1公斤

解这个方程:

X = 1公斤 / 2% X = 1公斤 / 0.02 X = 50公斤

你看,答案就这么出来了。晒过之后的土豆,总重量就是50公斤


换个角度,让你彻底想通

如果你还是觉得有点绕,我再给你打个比方。

想象一下,你有一杯“饮料”,这杯饮料里有 1块方糖(土豆干货)和 99滴水(水分)。这时候,方糖的浓度是1/100,也就是1%。

现在你想让这杯饮料的方糖浓度翻倍,达到2%。你需要怎么做?

你不能再加方糖了,因为“土豆干货”的量是固定的。你唯一能做的就是把水弄掉

为了让1块方糖的浓度达到2%(也就是1/50),你杯子里总的“东西”(方糖+水)只能有50份。所以,你需要把水从99滴减少到49滴。

1块方糖 + 49滴水 = 总共50份

这下,方糖的浓度就是 1 / 50 = 2% 了。

你看,为了让方糖的浓度从1%提高到2%,你必须把总溶液的量减少一半。土豆悖论也是完全一样的道理。

总结一下

土豆悖论的核心就在于:

  1. 抓住不变量:在这个问题里,就是“土豆干货”的绝对重量。
  2. 理解相对关系:当总重量减少时,那个不变的部分所占的“百分比”就会急剧上升。从1%到2%的“翻倍”效应,直接导致了总重量的“减半”。

所以,它不是一个逻辑上的悖论,而是一个挑战我们直觉的数学问题。下次再有人拿这个问题考你,你就可以把这个道理讲给他听了!