林君
在工作和生活中,我們經常會遇到一些看起來非常難以解決的問題:如估算某座城市加油站的數(shù)量、某座城市酒店的數(shù)量等。這些問題看似給出的條件很少,要想得到答案需要耗費很大的工作量。但如果懂得用費米估算法,這些問題只用乘除法即可解決。
恩里科·費米(1901-1954)是美籍意大利物理學家,也是一位善于啟發(fā)學生思維的教育家,他喜歡用估算的方法訓練學生獨立思考和解決問題的能力。于是,費米估算法誕生了。
費米估算法的原理是,在求解一個看似不能解決的數(shù)量問題時,將總問題分解成幾個次級問題甚至是再次級問題,直到每個次級問題不用求教專家,憑常識或借助普通書本都能解答時,總問題即可迎刃而解。
估算過程不可避免地存在誤差,單個估算誤差可能會對結果造成顯著影響,甚至是與實際值相差較大。但當多個步驟中都存在估算誤差時,這些估算誤差可能會相互抵消,最終對估算結果造成的影響并不十分顯著。這就是平均律。
平均律的原理是在任何一組計算中,估算帶來的錯誤都可以相互抵消,所做的假設越多,被抵消的概率就越大。
費米用估算法解決的著名問題是估算美國芝加哥市鋼琴調音師的數(shù)量。費米把這個問題分解成一些便于操作的小問題,然后進行猜測和假設:從當時芝加哥市人口數(shù)量300萬這一唯一的已知量出發(fā),最后估算出芝加哥市鋼琴調音師的數(shù)量為69位。通過打電話逐一驗證,芝加哥市大約有80位調音師,除去號碼重復的以后,芝加哥市當時的調音師數(shù)量與費米估算的結果非常接近。
下面我們也要估算一下,A城有多少加油站。在不借助其他工具時,我們只能從常識出發(fā)。估算過程如下:
(1)估算家庭數(shù)量:A城約有1600萬人,家庭人數(shù)多在2~6人之間,估算為每個家庭4個人,故約有400萬個家庭。
(2)估算汽車數(shù)量:擁有汽車家庭的比例,估算為1/2,A城約有200萬輛私家車;估算私家車之外的車輛是私家車數(shù)量的30%,A城車輛總數(shù)為260萬輛。
(3)估算汽車加油總工作時長:汽車加油一次估算為5分鐘,汽車加油1~3次/月,估算為2次/月,故A城汽車一個月需要的加油時長為260萬×5/60小時×2=43.3萬小時。
(4)估算加油站的數(shù)量:一個加油站每月工作約30天,去除空閑時間(估算空閑時間占總時間的40%),一個加油站每月工作時長為30×24×0.6=432小時。每座加油站同時在工作的加油槍為1~3把,估算為2把。那么,A城加油站的數(shù)量約為:43.3萬/432/2=501個。
或許數(shù)據不太準確,這里只是演練一下費米估算法的估算過程。費米估算法在實際工作和生活中應用非常廣泛,如在商業(yè)拓展中,經常需要估算市場容量,這時費米估算法就非常有可能派上用場。
//摘自2020年7月15日《今晚報》/