绳子燃烧计时问题


       一根粗细不均匀的绳子,从一头点燃要一个小时燃尽,问如何计时15分钟。
最近看《三体》,这是里面提到的一个小问题。给出的答案是:绳子对折一下,两头烧。比起去想象一个没有边际的宇宙,这样的问题还是可以思考一下的。

1.绳子与蜡烛燃烧的区别
       这个问题更像是小时候玩的脑筋急转弯,"不均匀的绳子"是一个陷阱,材质相同的绳子燃烧的速度与粗细是没有关系的。如果认为粗一点的地方燃烧会慢些,可能是受蜡烛燃烧现象的影响。不过绳子和蜡烛还是有区别的, 绳子的燃烧更类似香烟,两根并在一起抽的烟,会比单独一根燃烧的速度慢吗,真慢的话也是劲太足呛得吧。

2.对折是不太行的
       所以如果燃烧的速度跟粗细没关系,只取决于长度的话,那问题就很好解释了。
       但假设这段绳子燃烧速度真和粗细程度有关,那问题就复杂一些了。找到计时30分钟的方法还是可以的,就是从两头一起燃烧。就算是不均匀的,两边同时推进用时一定是原来的1/2。但是实现用时的1/4就不太容易,绳子对折后两头烧,看似是4路大军同时推进,但不能保证这4个并发都均匀的做了原来1/4的工作。举个反例,假设绳子的前1/2燃烧用时10分钟,后1/2用时50分钟。对折后两头燃烧,前半段的两个燃烧点5分钟就结束了,结束了就熄灭了,不会自动跑去帮忙继续烧后半段。
一个得到15分钟计时的方案是想办法找到这样一个点,从这个点断开,绳子的两部分质量相同,然后这两段绳子同时两头燃烧。

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