Vad är sannolikheten för att du bara inhalerade en del av Lincolns sista andetag?

Andas in och andas sedan ut. Vad är troligt att minst en av de molekyler du inhalerade var en av molekylerna från Abraham Lincolns slutliga andetag? Detta är en väldefinierad händelse, och så har det sannolikt. Frågan är hur troligt att detta inträffar? Pausa ett ögonblick och tänk vilket nummer som låter rimligt innan du läser ytterligare.

Låt oss börja med att identifiera några antaganden. Dessa antaganden kommer att hjälpa till att rättfärdiga vissa steg i vår beräkning av denna sannolikhet. Vi antar att sedan Lincolns död för över 150 år sedan sprids molekylerna från hans sista andetag jämnt över hela världen. Ett andra antagande är att de flesta av dessa molekyler fortfarande är en del av atmosfären och kan inhaleras.

Det är värt att notera vid denna punkt att dessa två antaganden är det som är viktigt, inte den personen vi ställer frågan om. Lincoln kan ersättas med Napoleon, Gengis Khan eller Joan of Arc. Så länge det har gått tillräckligt med tid för att sprida en persons slutliga andetag, och för att det sista andetaget ska fly till den omgivande atmosfären, kommer följande analys att vara giltig.

Börja med att välja en enda molekyl. Antag att det finns totalt EN luftmolekyler i världens atmosfär. Anta dessutom att det fanns B luftmolekyler som andas ut av Lincoln i hans slutliga andetag. Vid enhetlig antagandet, sannolikheten för att en enda molekyl luft som du andas in var en del av Lincolns sista andetag B/EN. När vi jämför volymen för ett enda andetag med volymen i atmosfären ser vi att detta är en mycket liten sannolikhet.

Nästa vi använder komplement regel. Sannolikheten för att någon specifik molekyl som du inhalerar inte var en del av Lincolns sista andetag är 1 - B/EN. Denna sannolikhet är mycket stor.

Fram till nu överväger vi bara en specifik molekyl. Men det sista andetaget innehåller många luftmolekyler. Således överväger vi flera molekyler med hjälp av multiplikationsregel.

Om vi ​​andas in två molekyler är sannolikheten att ingen av delarna var del av Lincolns sista andetag:

(1 - B/EN)(1 - B/EN) = (1 - B/EN)²

Om vi ​​inhalerar tre molekyler är sannolikheten att ingen var en del av Lincolns sista andetag:

(1 - B/EN)(1 - B/EN)(1 - B/EN) = (1 - B/EN)³

I allmänhet, om vi inhalerar N molekyler, sannolikheten för att ingen var en del av Lincolns sista andetag är:

(1 - B/EN)^N.

Vi använder komplementregeln igen. Sannolikheten för att minst en molekyl är ur N som utandades av Lincoln är:

1 - (1 - B/EN)^N.

Allt som återstår är att uppskatta värden för A, B och N.

Volymen för det genomsnittliga andetaget är cirka 1/30 av en liter, vilket motsvarar 2,2 x 10²² molekyler. Detta ger oss ett värde för båda B och N. Det finns cirka 10⁴⁴ molekyler i atmosfären, vilket ger oss ett värde för EN. När vi ansluter dessa värden till vår formel, slutar vi med en sannolikhet som överstiger 99%.

Varje andetag som vi tar är nästan säkert att innehålla minst en molekyl från Abraham Lincolns sista andetag.