А этот математический метод придумал физик Энрико Ферми. Он очень прост для оценки порядка нужной вам величины, даже если она плохо определена. Нужно отбросить все малозначимые факторы, а значимые факторы учесть по их среднему значению. Сняли об этом ролик на примере оценки урожая яблок в саду
Может, все уже знают про метод Ферми, а может и нет. На всякий случай расскажем о методе быстрого подсчёта, который используют физики для оценки любых величин. И покажем это на примере всем знакомого яблоневого сада.
Метод Ферми — это способ быстрой оценки любой величины без точных данных. Звучит невероятно? Сейчас разберём на примере!
Представьте, что вы стоите перед яблоневым садом и вам нужно прикинуть, сколько яблок можно собрать в этом саду. Вот как это сделает физик:
Оценивает площадь сада
Возьмем для примера участок 20 × 30 метров (600 м²) и оценим на глаз, сколько таких участков поместится в саду
Считает количество деревьев
Одно дерево занимает примерно 5 м², значит, на участке около 120 деревьев
Оценивает урожай с одного дерева
Среднее дерево даёт 100 — 200 яблок, возьмём среднее значение — 150 яблок
Делает итоговый расчёт
120 деревьев × 150 яблок = 18 000 яблок!
Метод Ферми основан на простых принципах:
Разбивка сложной задачи на простые части
Использование приблизительных, но разумных оценок
Пренебрежение малозначимыми деталями
Оценка результата не в точных числах, а по порядку величины (по степеням десятки)
Сняли об этом короткий ролик. Сравниваем там оценку с более точным расчетом урожая яблок в саду.
Великий итальянский физик Энрико Ферми был не типичным для своего времени. Учёные уже становились узкими специалистами в определенной области, а Ферми остался универсалом. Это позволило ему внести вклад в развитие не только в области теоретической и экспериментальной физики, но и в астрономии, и в технической физике. За доказательства существования новых радиоактивных элементов ему присудили Нобелевскую премию в 1938 году, а в 1955, на следующий год после смерти Ферми в честь него был назван фермием новый сотый элемент.
1 Энрико Ферми у классной доски
Своё стремление к науке Ферми проявил еще в детстве. Ему было 14 лет, уже год шла Первая мировая война, а он ищет книги по физике на прилавках букинистов рынка Кампо деи Фиори на площади в Риме, где сожгли Джордано Бруно. Было множество книг по теологии, забытые романы, по искусству, и среди них попалась книга члена ордена иезуитов Андреа Караффа «Элементы математической физики...». Это был неплохой для своего времени учебник для университетов по механике, оптике, акустике и астрономии, выпущенный в 1840 году. Полученных на неделю карманных денег хватило, чтобы купить ее.
Примерно в это же время произошла встреча Ферми с инженером Адольфо Амидеем, который получил высшее техническое образование и служил вместе с его отцом. Энрико встречал их после работы в министерстве, и, услышав, что тот занимается математикой и физикой, стал задавать ему вопросы. Адольфо хорошо помнит его первый вопрос: «Правда ли, что существует раздел геометрии, в котором важные геометрические свойства выявляются без использования представлений о мере?». Узнав, что этот раздел называется проективной геометрией, он стал выяснять, как эти свойства используются на практике инженерами и топографами.
Адольфо Амидеем попытался кратко объяснить, а на следующий день принес книгу о проективной геометрии профессора Теодора Рейе. Во введение к нему было доходчиво показана практическая ценность проективной геометрии. Через три дня Энрико признался, что прочитал не только введение, но и первые лекции в учебнике, и обещал вернуть книгу, как только прочитает ее всю. На это ушло несколько месяцев. Адольфо спросил, не было ли трудностей в понимании, на что Энрико сказал, что никаких — он не только прочитал, но и доказал все теоремы, а также решил более 200 задач, которые были в учебнике.
Адольфо не поверил, так как сам не стал решать некоторые особенно сложные задачи, потому что на них ушло бы очень много времени. Ферми доказал, что справился, что он не зря целыми вечерами после школы и уроков штудировал книгу действительно нашел все решения.
2 Энрико Ферми между Франко Разетти (слева) и Эмилио Сегре в академической одежде
В общении с Энрико Адольфо понял, что тот ищет на рынке старые книги по физике, чтобы найти объяснение движению волчков и гироскопов. Такой теории он не нашел, но уже самостоятельно приблизился разгадке природы движения волчка. Адольфо рассказал Энрико, что для этого нужно овладеть теоретической механикой, тригонометрией, математическим анализом и аналитической геометрией. И стал доставать для него книги, которые могли заложить прочную математическую основу. Среди них был курс алгебраического анализа Эрнесто Чезаро, записи лекций Л. Бьянки в Пизанском университете, «Трактат по механике» С. Пуассона, Г. Грасмана «Учение о протяженных величинах» и другие.
В июле 1918 г., пройдя трехгодичный курс лицея за два года, Энрико получил диплом. К этому времени уже знал, что изучал математику в качестве необходимой подготовки для изучения физики, которой он намерен был посвятить себя целиком и полностью.
1) «У нас дома была „Британская энциклопедия“. Когда я был маленьким, отец обычно сажал меня на колени и читал мне статьи из этой энциклопедии. Мы читали, скажем, о динозаврах. Книга рассказывала о тиранозавре рексе и утверждала что-то вроде: „Этот динозавр двадцать пять футов в высоту, а ширина его головы — шесть футов“. Тут мой папа переставал читать и говорил: „Давай-ка посмотрим, что это значит. Это значит, что если бы он оказался на нашем дворе, то смог бы засунуть голову в это окно“. (Мы были на втором этаже.) „Но его голова была бы слишком широкой, чтобы пролезть в окно“. Всё, что он мне читал, он старался перевести на язык реальности.
Я испытывал настоящий восторг и жуткий интерес, когда думал, что существовали животные такой величины, и что все они вымерли, причём никто не знает почему. Вследствие этого я не боялся, что одно из них залезет в мое окно. Однако от своего отца я научился переводить: во всём, что я читаю, я стараюсь найти истинный смысл, понять, о чём же, в действительности, идёт речь.»
Этот и еще 20 материалов VIKENT.RU по теме Встреча первого Наставника
2) Видео: НОВЫЙ СЕЗОН ТВОРЧЕСКОГО ОНЛАЙН-КУРСА VIKENT.RU: РАЗВИТИЕ ЛИЧНОСТИ
3) Видео: ВЕК РАЗУМА — эпоха ПРОСВЕЩЕНИЯ | Часть I.
Энрико Ферми на портале VIKENT.RU https://vikent.ru/author/1015/
Самин Д. К., 100 великих ученых. — М.: Вече, 2004. — 592 с. (100 великих) с.531-536
Э. Серге, Энрико Ферми. Физик. Перевод с английского канд. физ.-мат. наук В.Н. Покровского под редакцией академика Б.М. Понтекорво, М.: «Мир», 1973 г. стр.11-12, 19-22
Фото:
Люди, знавшие физика Энрико Ферми (1901— 1954), утверждали, что он ясно понимал, какое место он занимает в науке, и был чужд ложной скромности. Но чувство тщеславия, желание потрясать своими титулами и наградами никогда не омрачало жизни ученого.
Когда в зрелом возрасте Ферми пришлось заполнять официальную анкету, в которой требовалось указать эти титулы, он написал: «Состою членом ряда ученых обществ, названия которых не помню».
Однажды в доме знаменитого итальянского ученого Энрико Ферми встал вопрос об установке зимних рам.
Ферми к любому вопросу, даже столь незначительному, любил подходить серьезно. Он закрылся в кабинете и погрузился в длиннейшие вычисления. По результатам вычислений оказалось, что проникновение воздуха ничтожно, и зимние рамы никакой помощи не окажут.
И хотя зимой в комнатах было достаточно холодно, рамы куплены не были. А весной, пересмотрев свои вычисления, он обнаружил, что в одном из вычислений он не туда поставил запятую десятичной дроби.
Итальянский физик Энрико Ферми (1901—1954) любил записывать в блокнот остроумные объявления. В одной гостинице он прочитал такую запись: "Не курите в кровати! Пепел, который будет выметен отсюда, может оказаться вашим пеплом".
Однажды он опаздывал на заседание Итальянской Академии Наук и выехал на своем "фиате" в том же костюме, в котором он работал в своей лаборатории. У него не оказалось положенных в таких случаях мантии и треуголки поэтому карабинеры у входа преградили ему путь. Тогда он представился как "шофер Его Превосходительства профессора Ферми" и был пропущен.
P.S. Энрико Ферми основал научные школы ядерной физики в Италии и США, разработал теорию происхождения космических лучей, открыл искусственную радиоактивность, связанную с нейтронами. В 1938 году был удостоен Нобелевской премии за открытие вызываемой медленными нейтронами ядерной реакции. В 1942 году на построенном при его участии ядерном реакторе была произведена первая цепная ядерная реакция. С 1944 года принимал участие в Манхеттенском проекте, был одним из руководителей по созданию атомной бомбы.
По словам Понтекорво, «одна треть», которую успел сделать Ферми из намеченного им плана, достойна 6 — 8 Нобелевских премий, которые навсегда сохранят в науке имя этого исключительно одарённого учёного.
Инопланетяне! Могут ли люди действительно быть одни во вселенной? И если нет, почему мы никогда не установили контакт с другой разумной жизнью? Все об этом думали, особенной в научном сообществе. Сегодня Гейб расскажет самые популярные теории, касающиеся инопланетян. Может мы никогда не узнаем правильный ответ, но немного гипотез никогда никому не навредило.
