费米问题

✍ dations ◷ 2025-11-30 01:59:30 #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

  • 世代交替世代交替是所有陆生植物与某些藻类的生活史繁殖中,有单倍体、双倍体个体(或组织)交替的现象的称谓。某些藻类的孢子体与配子体可能是有相同或不同外观的各自独立的生物体。苔藓
  • 卫星电话卫星电话,全称为携带式卫星通信系统,是移动电话的一种。但其与普通的移动电话不同,卫星电话并不透过地面所设的基地台与电信网络连接,而是直接与天上的通信卫星通信。根据系统构
  • 一万五千多年前人类在何时以何种方式迁入美洲的问题,引发了人类学家和考古学家巨大的兴趣,并且成为几个世纪以来一直争论不休的话题。学术界给出了许多古印地安人在美洲定居的模型。现代生物
  • 小强“强”原本是对于名字带有强字的昵称,后来因周星驰主演的电影而成为对蟑螂的别名。有些人亦会以小强自称或被昵称,或称里照宣。“小强”这个别名源于周星驰的电影。在1993年的
  • 气压表气压表或称气压计(英语、德语: Barometer)是用来测量气压的仪器,在气象学中被广泛使用。气压表有多种造型和原理。因此它是压力表的一类。气压记是由气压表发展出来的仪器,气压
  • 胡适公园坐标:25°2′23.73″N 121°37′4.02″E / 25.0399250°N 121.6177833°E / 25.0399250; 121.6177833胡适公园位于台湾台北市南港区研究院路二段,与中央研究院一路之隔。该地
  • 航天发射场name = 'Aero', description = '航空太空科技(航空航天科技)', content = {{ type = 'text', text = [=[本页面没有类似于NoteTA的数量限制。 请自行修改分类名。在NoteTA样板
  • 忠实航空忠实航空(英语:Allegiant Air),是一家美国的低成本航空公司,总部位于内华达州桑默林(英语:Summerlin, Nevada),成立于1997年,前身为西捷快运航空(英语:WestJet Express),以辛辛那堤/北肯塔
  • 1974年铝制1美分硬币1974年铝制一美分是美国铸币局1973年提倡的一种1美分硬币。这是一种由铝合金和微量金属铸造的硬币。由于使用传统铜合金的铸造成本的增加,它计划被用来替换铜锌合金的硬币。
  • 美国编剧工会奖美国编剧工会奖(Writers Guild of America Award)是美国编剧工会举办的影视颁奖活动,授予电视、电影的优秀剧作者。创立于1949年。带 * 表示它也获得了奥斯卡奖剧本奖