王吳軍
1945年的一個(gè)星期一的清晨,世界上第一顆原子彈在美國(guó)的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)家們都站在那里,極其震驚地思索著各自心中的問(wèn)題。意大利裔的美國(guó)物理學(xué)家恩利可·費(fèi)米首先發(fā)出了歡呼聲。
在這顆原子彈爆炸之前,費(fèi)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(fèi)米感到原子彈爆炸的第一陣震波傳來(lái)時(shí),他便把這張紙的碎片舉過(guò)頭頂,然后松開(kāi)了手。這張紙的碎片紛紛揚(yáng)揚(yáng)地落在了費(fèi)米身后大約2.2米的地方。經(jīng)過(guò)一陣默默的心算,費(fèi)米開(kāi)口向身邊的人宣布,這顆原子彈的能量相當(dāng)于1萬(wàn)噸TNT炸藥的能量。后來(lái),經(jīng)過(guò)復(fù)雜的儀器幾個(gè)星期對(duì)這顆原子彈震波的速度和壓力的分析之后,證實(shí)了費(fèi)米當(dāng)時(shí)心算出來(lái)的數(shù)據(jù)是正確無(wú)誤的。
費(fèi)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(fèi)米的天才在當(dāng)時(shí)的整個(gè)美國(guó)科學(xué)界是眾所周知的。
1938年,費(fèi)米獲得了諾貝爾獎(jiǎng),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(shí)代的到來(lái)。
1954年,費(fèi)米逝世,自此之后,世界上沒(méi)有任何一位物理學(xué)家能像費(fèi)米一樣集實(shí)驗(yàn)天才和理論天才于一身。
正像所有的大師一樣,費(fèi)米有著自己獨(dú)特的風(fēng)格。
費(fèi)米總是寧愿直截了當(dāng)?shù)鼗卮饐?wèn)題,而堅(jiān)決不愿意去聽(tīng)那些文雅而委婉的冗長(zhǎng)之詞。費(fèi)米擅長(zhǎng)把那些困難的問(wèn)題分解成數(shù)個(gè)可以處理的小問(wèn)題,這種才能其實(shí)也是可以在日常生活中運(yùn)用的。
假如你身在美國(guó),想要不查資料就能說(shuō)出地球的周長(zhǎng)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(shí)差是三個(gè)小時(shí),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(zhǎng)肯定是3000英里的八倍,也就是24000英里。這個(gè)答案與地球周長(zhǎng)的準(zhǔn)確答案24902.45英里相近,誤差不到4%。
有一次,費(fèi)米在芝加哥大學(xué)的課堂上提出了一個(gè)古怪的問(wèn)題:“美國(guó)的芝加哥市有多少位鋼琴調(diào)音師?”費(fèi)米說(shuō),要得出這個(gè)答案的一種方法是:芝加哥當(dāng)時(shí)有300萬(wàn)人口,如果每個(gè)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(wàn)架鋼琴。每架鋼琴過(guò)五年必須調(diào)一次音,那么,每年就有5萬(wàn)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(shí)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(gè)答案不大精確。實(shí)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(lái)用電話號(hào)碼簿對(duì)費(fèi)米的這種計(jì)算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,芝加哥市的鋼琴調(diào)音師的人數(shù)正好是費(fèi)米計(jì)算出的那么多。
費(fèi)米的意思是想說(shuō)明,人在面對(duì)問(wèn)題時(shí)可以先提出假設(shè),然后再估算出相近似的答案。這種方法的原理是,在任何一組的計(jì)算中,錯(cuò)誤往往是會(huì)相互抵消的。比如,有人會(huì)假設(shè)不是每三個(gè),而是每六個(gè)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(cuò)誤的估計(jì)往往是相互補(bǔ)償,其計(jì)算出的結(jié)果將趨向于正確的數(shù)字。
費(fèi)米計(jì)算的原子彈和調(diào)音師的問(wèn)題很不常見(jiàn),但是,這兩個(gè)問(wèn)題的解答方法是一樣的,而且,這種方法還可以運(yùn)用于生活中更為現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題,不論這問(wèn)題是關(guān)于烹調(diào)、維修還是人際關(guān)系的。膽小的人常??偸窍驒?quán)威的參考書(shū)、上司、顧問(wèn)、醫(yī)生進(jìn)行求教,有著獨(dú)立意志的人則是在人人具備的常識(shí)和事實(shí)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(mǎi)下一座住宅,那么,把住宅里的草坪割一遍需要多少時(shí)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(huì)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)每割一行的寬度為一英尺。那么,150英尺寬的草坪要割150行,每行的長(zhǎng)度是100英尺,總長(zhǎng)度就是15000英尺。1英里大約是5000英尺,割草機(jī)就要走三英里。人推著割草機(jī)每小時(shí)大約能走2.5英里,那么,割一次草坪就需要一個(gè)半小時(shí)。這只是一個(gè)粗略的估算,但是,如果你決定雇用一個(gè)人來(lái)割草的話,它就和工資一樣有用了。
獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)或者大膽地發(fā)明,總會(huì)得到回報(bào),這就是費(fèi)米用自己假設(shè)和估算的方法處理日常問(wèn)題的價(jià)值所在。至于這個(gè)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(wú)關(guān)緊要。
如果遇到問(wèn)題只是一味地去查資料或者讓別人來(lái)發(fā)現(xiàn),就會(huì)失去了伴隨著創(chuàng)造而來(lái)的樂(lè)趣和自豪,也失去了增強(qiáng)自信心的經(jīng)驗(yàn)。因此,按照費(fèi)米的方法去解決個(gè)人遇到的問(wèn)題,有可能變成一種良好的習(xí)慣,使你的生活充滿了豐富而充實(shí)的情趣。
費(fèi)米這位美國(guó)物理學(xué)家,他真的是一個(gè)有著非凡智慧的人。
摘自《通遼日?qǐng)?bào)》