王吳軍
獨立地發(fā)現(xiàn)或者大膽地發(fā)明,總會得到回報,這就是費米用自己假設(shè)和估算的方法處理日常問題的價值所在。
1945年的一個星期一的清晨,世界上第一顆原子彈在美國新墨西哥州的沙漠中轟然爆炸。40秒鐘之后,這顆原子彈爆炸的震波到達(dá)了原子彈研究基地的帳篷里,許多科學(xué)家都站在那里,極其震驚地思索著各自心中的問題。意大利裔的美國物理學(xué)家恩利可·費米首先發(fā)出了歡呼聲。
在這顆原子彈爆炸之前,費米就從自己的筆記本上撕下了一張紙,然后,他將這張紙撕成了碎片。當(dāng)費米感到原子彈爆炸的第一陣震波傳來時,他便把這張紙的碎片舉過頭頂,然后松開了手。這張紙的碎片紛紛揚揚地落在了費米身后大約2.2米的地方。經(jīng)過一陣默默的心算,費米開口向身邊的人宣布,這顆原子彈的能量相當(dāng)于1萬噸TNT炸藥的能量。后來,在使用復(fù)雜的儀器對這顆原子彈震波的速度和壓力進(jìn)行分析之后,證實了費米當(dāng)時心算出來的數(shù)據(jù)是準(zhǔn)確無誤的。
費米的此舉給研制原子彈的小組留下了深刻的印象,但是,他們并不感到意外和吃驚。費米的天才在當(dāng)時的整個美國科學(xué)界是眾所周知的。
1938年,費米獲得了諾貝爾獎,在四年之后,他制造出了第一座自續(xù)型核鏈反應(yīng)堆,因此宣告了核時代的到來。
1954年,費米逝世,自此之后,世界上沒有任何一位物理學(xué)家能像費米一樣集實驗天才和理論天才于一身。
正像所有的大師一樣,費米有著自己獨特的風(fēng)格。
費米總是寧愿直截了當(dāng)?shù)鼗卮饐栴},而堅決不愿意去聽那些文雅而委婉的冗長之詞。費米擅長把那些困難的問題分解成數(shù)個可以處理的小問題,這種才能其實也是可以在日常生活中運用的。
假如你身在美國,想要不查資料就能說出地球的周長是多少,這并非難題。你只要知道紐約與洛杉磯之間的距離大約是3000英里,兩地的時差是三個小時,也就是一天的八分之一。地球自轉(zhuǎn)一圈是一天,所以,地球的周長肯定是3000英里的八倍,也就是24000英里。這個答案與地球周長的準(zhǔn)確答案24902.45英里相近,誤差不到4%。
有一次,費米在芝加哥大學(xué)的課堂上提出了一個古怪的問題:“美國的芝加哥市有多少位鋼琴調(diào)音師?”費米說,要得出這個答案的一種方法是:芝加哥當(dāng)時有300萬人口,如果每個家庭平均有四口人,如果三分之一的家庭有鋼琴,那么芝加哥市共有25萬架鋼琴。每架鋼琴過五年必須調(diào)一次音,那么,每年就有5萬架鋼琴需要調(diào)音。如果每位調(diào)音師每天可以調(diào)四架鋼琴,那么,每年工作的時間是250天,一年里一共給1000架鋼琴調(diào)音。那么,芝加哥市就應(yīng)該有五十位調(diào)音師。這個答案不大精確。實際上可能低到只有二十五位調(diào)音師,也可能高到有一百位。然而,后來用電話號碼簿對費米的這種計算結(jié)果進(jìn)行驗證,芝加哥市的鋼琴調(diào)音師的人數(shù)正好是費米計算出的那么多。
費米的意思是想說明,人在面對問題時可以先提出假設(shè),然后再估算出相當(dāng)近似的答案。這種方法的原理是,在任何一組的計算中,錯誤往往是會相互抵銷的。比如,有人會假設(shè)不是每三個,而是每六個家庭有一架鋼琴,他同樣也可能假設(shè)每架鋼琴每二年半而不是五年必須調(diào)一次音。由于錯誤的估計往往是相互補(bǔ)償,其計算出的結(jié)果將趨向于正確的數(shù)字。
費米計算的原子彈和調(diào)音師的問題很不常見,但是,這兩個問題的解答方法是一樣的,而且,這種方法還可以運用于生活中更為現(xiàn)實的問題,不論這問題是關(guān)于烹調(diào)、維修還是人際關(guān)系的。膽小的人常常總是向權(quán)威的參考書、上司、顧問、醫(yī)生進(jìn)行求教,有著獨立意志的人則是在人人具備的常識和事實里去進(jìn)行探究,做出合理的假設(shè),然后得出相近的答案。
你如果想買下一座住宅,那么,把住宅里的草坪割一遍需要多少時間?如果你用自己的步子丈量一下,每一步的跨度是五英尺,你就會知道草坪的面積是100乘以150英尺。你使用的割草機(jī)如果不到2英尺寬,那么,打出行與行邊緣重疊的部分,假設(shè)每割一行的寬度為1英尺,那么,150英尺寬的草坪要割150行,每行的長度是100英尺,總長度就是15000英尺。1英里大約是5000英尺,割草機(jī)就要走3英里。人推著割草機(jī)每小時大約能走2.5英里,那么,割一次草坪就需要一個半小時。這只是一個粗略的估算,但是,如果你決定雇用一個人來割草的話,它就和工資一樣有用了。
獨立地發(fā)現(xiàn)或者大膽地發(fā)明,總會得到回報,這就是費米用自己假設(shè)和估算的方法處理日常問題的價值所在。至于這個發(fā)現(xiàn)是否像確定一顆原子彈的能量一樣重要或有趣,都無關(guān)緊要。
如果遇到問題只是一味地去查資料或者讓別人來發(fā)現(xiàn),就會被失去了伴隨著創(chuàng)造而來的樂趣和自豪,也失去了增強(qiáng)自信心的經(jīng)驗。因此,按照費米的方法去解決個人遇到的問題,有可能變成一種良好的習(xí)慣,使你的生活充滿豐富而充實的情趣。
摘自《思維與智慧》