费米问题

✍ dations ◷ 2025-11-24 23:01:33 #物理学教育,数学分析

在科学中,尤其是在物理和工程教育中,费米问题(Fermi problem)或费米估算是一个用来做量纲分析,估算和清晰地验证一个假设的估算问题。命名自恩里科·费米。这类问题通常涉及对于只给定有限的已知信息,而似乎是算不出来的量,作出合理的猜测。

费米估算将大问题化整为零,分解成若干个相关的次一级、小而易解的问题,再逐个估算,得出近似值。能结合事前验尸法(英语:Pre-mortem),分析假设相反情况的几率,并应用贝氏推论调整估算值。

费米以他通过非常少量或不精确的数据来得到比较好的估计的能力被广泛熟知,一个例子就是他在主要领导的曼哈顿计划中估算核爆炸的“当量数”。1945年7月16日晚上,原子弹在内华达州的沙漠引爆成功时,费米在原子弹试爆现场附近,突然跃起向空中撒了一把碎纸片,爆炸后气浪将纸片急速地卷走,他紧追纸片跑了几步,并根据纸片飞出的距离估算了核爆炸的“当量”,费米当场推算出的爆炸威力相当于一万吨TNT炸药,非常接近现在大众所接受的二万吨的数值,之间的误差少于十倍,即不到一个数量级。

一个经典的费米问题的例子是费米提出的“在芝加哥有多少钢琴调琴师”,一个典型的答案或包括一系列估算数据的乘法。如果估计正确,它将得到一个正确的答案。比如说,我们会采用以下的假设:

通过这些假设我们可以计算出每年在芝加哥需要调整的钢琴数量是

类似地计算出平均每个调琴师

做除法得到

事实上, 一共有大约290名调琴师在芝加哥。

另一个类似费米问题的著名例子是德雷克公式,是一条用来推测“可能与我们接触的银河系内外星球高智文明的数量”的公式。另一个基本问题费米悖论阐述的是对地外文明存在性的过高估计和缺少相关证据之间的矛盾。

相关

  • 子宫颈原位癌原位癌(Carcinoma in situ),是已被发现有恶性肿瘤的特点,但还没有入侵其它组织的肿瘤。许多形式的癌症始于原位癌,但不能及早发现。原位癌的癌变仍然限于黏膜上皮层内或皮肤表皮
  • 共享经济共享经济(Sharing economy),有别于租赁经济,是一种共用人力与资源的社会运作方式。它包括不同个人与组织对商品和服务的创造、生产、分配、交易和消费的共享。常见的形式有汽车
  • Tcsub2/subOsub7/sub七氧化二锝(Tc2O7),又称氧化锝、氧化锝(Ⅶ)或高锝(酸)酐。七氧化二锝是锝最常见的氧化物,呈黄色。七氧化二锝和一般的金属氧化物不同。一般的金属氧化物若能溶于水,会呈碱性。但七
  • 藏人藏裔加拿大人,是加拿大亚裔一小部分。但他们是亚洲以外最大的海外藏人群体。在20世纪70年代初开始有藏族移民加拿大。到2006年,加拿大的藏族人口估计在5,820,而且持续成长。大
  • 光斑光斑,就字面而言是一个亮点,相当于拉丁文的“小火炬”。这个词有几个常用的技术用途,在行星体系命名法中,用来命名行星和卫星的某些表面特征,或是太阳表层上的现象。此外,在专业领
  • 可持续发展目标可持续发展目标(英语:Sustainable Development Goals,简称SDGs)是联合国的一系列目标,这些目标于2015年底替换千年发展目标。这些目标将从2016年一直持续到2030年。这一系列目标
  • 总爷艺文中心坐标:23°11′09″N 120°16′09″E / 23.185818°N 120.269050°E / 23.185818; 120.269050麻豆糖厂是一座曾经位于台南市麻豆的制糖工厂,厂区现为台南市总爷艺文中心。麻豆
  • 登嘉楼0.792 (高)(第10位)登嘉楼(马来语:Terengganu),旧称丁加奴,是马来西亚位于西马的州属,东临南中国海。西北部与吉兰丹州交界,西南部有彭亨州。登嘉楼面积12,955平方公里,人口120万人,首府
  • 潮州话拼音方案潮州话拼音方案(潮州话:Diê⁵ziu¹uê⁷ Pêng¹im¹ huang¹uan³(潮州)Dio⁷ziu¹uê⁷ Pêng¹im¹ huang¹uan³(汕头);泉漳话闽南拼音:Dióziūwê Pīnyīm Hōng'àn,台罗拼
  • 全美航空中心托金斯迪克度假酒店球馆(Talking Stick Resort Arena),是位于美国亚利桑那州菲尼克斯的一座体育馆,现为国家篮球协会(NBA)菲尼克斯太阳队与国家女子篮球协会(WNBA)菲尼克斯水星的主