现在有一个问题:在一艘航行在太平洋的游船上,导航员称游船正航行在地球上最深的水域――马里亚纳海沟上.这时,一位游客一不小心,把一颗重5千克的水晶球掉进了海里,请问:这颗水晶球大概要花多长时间沉到海底?你能试着解答吗?很多同学会摇头:马里亚纳海沟的深度和水晶球在海水中下降的速度都不知道,怎么能得出结果?其实大部分人在想到这两个关键条件时,已经与解题突破口相距不远了,再进行一些合理的推理就能达到目标.也许大家还是不太明白,那我先来公布一个事实:马里亚纳海沟深约11千米,水晶球在海水中下降的速度约为每秒3米,所以,水晶球大约需要1个小时落到海底.
其实对于同学们关心的两个条件,尽管事先没有告知,但可以根据合理的推测得到相近结果.我们都知道地球的最高点――珠穆朗玛峰的高度接近9千米.根据自然界的“平衡律”,我们就可以推测,地球最低点的深度应该与最高点的高度相当,则马里亚纳海沟深度也大约在10千米左右.然后再根据你平时的生活经验:在3米深的游泳池里,一个重物从水面落到池底大约要1秒,有了这两个估计,你不就推算出大致的答案了吗?因为问题要求作大概的估算,所以这种方法是相对可靠和可行的,而这种思路实际上就是运用了“费米估算法”.
恩里科・费米(1901―1954)是一位意大利裔的美籍物理学家,1938年获诺贝尔物理学奖,1942年创造了第一次原子核的链反应.值得一提的是,费米还是一位善于启发学生思维的教育家,他特别喜欢用估算的方法来训练他的学生***思考问题的能力.据说,有一次费米在芝加哥大学的课堂上提出了一个古怪的问题:芝加哥市一共有多少位钢琴调音师?见学生们一片茫然,费米提示把这个问题分解成一些便于操作的小问题,然后鼓起勇气作猜测和假设.芝加哥有多少居民?可靠的估算是300万;平均每个家庭有多少人?4人;多少家庭有钢琴?大概三分之一.那么全市大约就有25万架钢琴.一架钢琴隔多长时间需要调音?平均5年一次.那么,芝加哥平均每年就有5万架次的钢琴需要调音.每个调音师每天能为多少架钢琴调音?4架.假设他一年工作250天,那么他每年约为1000架钢琴调音.由此,费米和学生们推测,芝加哥市大概有50位钢琴调音师.看起来这个答案不太精确,因为调音师的实际数据有可能介于25位~100位之间.然而,事后有人用电话号码簿加以验证,实际的统计结果与费米的猜测结果十分接近.
从中我们不难看出费米处理问题的方式:将复杂、困难的问题分解成小的可以解决的小问题,从而以最直接的方法迅速解决问题.这种思维方式非常实用,可以帮助我们解决很多日常问题.比如你是一个电信专业销售人员,公司经理要你帮着制定一个销售计划,除了传统的销售渠道――大推销商和电子商店外,你必须搞清全国“电话商店”的数量,不过这样的数据销售研究机构连***府部门都无法提供,你该怎么办?一位销售专家为此给出的方案是:去当地的***书馆从全国各地的电话簿中随机挑选几本,翻阅登载工商企业的黄页部分,把电话商店一家一家地数出来.然后,根据你所数的城市中每10万人有多少家商店,由全国的总人口来大致估测全国电话商店的数量.
总之,随着时代的发展,在计算机高度普及的今天,估算能力已经成为现代人必须具备的能力之一,而且估算在各个领域中都得到充分的关注和重视,因此充分了解和灵活运用“费米估算法”是非常必要的,它对于我们解决实际问题起着极大的作用.
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