چگونه مسائل دشوار را با شیوه « انریکو فرمی » حل کنیم؟

5

انریکو فرمی، فیزیکدان آمریکایی ایتالیایی‌الاصل‌ای بود که شهرتش را بیشتر مدیون زحمت‌هایش در موضوع واپاشی بتا، طراحی اولین رآکتور هسته‌ای و همچنین گسترش نظریه کوانتومی است. فرمی سال ۱۹۳۸ موفق به دریافت جایزه نوبل فیزیک به خاطر کارهایش در مورد پژوهش‌های رادیواکتیویشد. وی یکی از بزرگ‌ترین فیزیکدانان هسته‌ای قرن بیستم به‌شمار می‌رود.

 

فرمی تابستان ۱۹۴۴ به همراه خانواده‌اش به لاس آلاموس در نیومکزیکو رفت و به عنوان مشاور روبرت اوپنهایمر نقش به سزایی در ساخت و اختراع بمب اتمی داشت. وی تا روزهای آخر عمر خود در ایلینوی سکونت داشت و کرسی استادی دانشگاه شیکاگو را نیز بر عهده داشت.

بعد از دریافت جایزه نوبل سال ۱۹۳۸، او همچنین موفق به کسب مدال ماکس پلانک در سال ۱۹۵۴ شد.


در صبح یک روز دوشنبه در ژوئیه ۱۹۴۵، نخستین بمب اتمی جهان، در صحرای نیومکزیکو (در ایالات متحده) منفجر شد. چهل ثانیه بعدی موج ضربه‌ای حاصل از انفجار، به پایگاهی رسید که دانشمندان در آن در انتظار فرساینده‌ای به سر می‌بردند. نخستین کسی که به خود جنبید، فیزیکدان ایتالیایی – آمریکایی، انریکو فرمی بود.

پیش از این، فرمی صفحه‌ای از دفتر یادداشت خود را ریز ریز کرده بود و همین که نخستین ارتعاش موج ضربه را حس کرد، تکه‌های کاغذ را بالای سر خود ریخت. تکه‌های کاغذ پراکنده شدند و در حدود 2.5 متر پشت سرش به زمین افتادند. فرمی پس از محاسبه‌ای ذهنی، اعلام کرد که انرژی بمب، برابر انفجار ۱۰۰۰ تن TNT بوده است. ابزارهای پیشرفته و پیچیده‌ای که چند هفته به تجزیه و تحلیل سرعت و فشار موج مشغول بودند، گفته فرمی را که بر اساس محاسبه و برآوردی فوری گفته شده بود، تایید کردند.

فرمی، احتمالا با اندازه‌گیری سرعتی که هوا به تاثیر از انفجار نخستین بمب اتمی پیدا کرده بود، مقدار انرژی پراکنده شده در جو را تخمین زد. او با دانستن اینکه یک تن TNT چه مقدار انرژی آزاد می کند، مجموع انرژی آزاد شده بر اثر انفجار بمب اتمی را به دست آورد.

گروهی که درباره بمب کار می کرد تحت تإثیر قرار گرفت، ولی شگفت‌زده نشد. جهان دانش، از نبوغ فرمی آگاهی داشت. او در سال ۱۹۳۸ جایزه نوبل را برده بود. چهار سال بعد، نخستین واکنش زنجیره‌ای هسته‌ای مهار شده، زیر نظر او عملی شد و این، پیش درآمد و سرآغاز عصر اتم بود. پس از مرگ فرمی در سال ۱۹۵۴، هیچ فیزیکدان دیگری نتوانسته است که در یک زمان، هم در کارهای تجربی و هم در حوزه کارهای نظری، چون او استاد و پیشتاز باشد.

شیوه فرمی

فرمی، مانند همه دانشمندان برجسته، اسلوبی متمایز و مشخص داشت. او برای دست یافتن به پاسخ، به جای استفاده از راههای روشنفکرانه و پر زرق و برق، مستقیم‌ترین راه را ترجیح می‌داد. هنر و برتری فرمی در این بود که مسائل مشکل را به اجرای کوچک و قابل حل تقسیم می‌کرد، شیوه‌ای که همه ما می‌توانیم در زندگی روزمره خود به کار بگیریم.

فرمی، برای اینکه چنین استعدادی را در شاگردان خود پرورش دهد نوعی از سؤال را مطرح می کرد که اکنون به مسئله فرمی شهرت دارد. با شنیدن نخستین نمونه از این سؤال‌ها، شما کوچکترین تصوری از پاسخ ندارید و درمی‌یابید که برای حل آن مسئله، اطلاعات بسیار کمی هم در اختیارتان قرار گرفته است. ولی هنگامی که مسئله به چند مسئله فرعی تقسیم شود که هر کدام از آنها، بدون کمک گرفتن از متخصصان با مراجعه به کتاب، قابل حل هستند به راه حل درست و کامل، بسیار نزدیک خواهید شد.

انریکو فرمی

محیط زمین را پیدا کنیم

فرض کنید که می‌خواهید بدون جستجو در کتاب‌ها محیط زمین را پیدا کنید. می دانیم که لوس آنجلس (در غرب ایالات متحده) و نیویورک (در شرق آن کشور) حدود ۴۸۵۰ کیلومتر فاصله دارند و اختلاف زمان میان آن دو، ۳ ساعت است. ۳ ساعت، یک هشتم شبانه روز است، یک شبانه‌روز، زمانی است که زمین، یک بار به دور خود می چرخد. بنابراین، محیط آن، هشت برابر ۴۸۵۰ کیلومتر یعنی حدود ۳۸۸۰۰ کیلومتر است. پاسخی که پیدا کرده‌ایم، تفاوتی اندک با اندازه واقعی دارد. اندازه واقعی، 40053 کیلومتر است، و این یعنی فقط ۴ درصد اختلاف.

تعداد کسانی که پیانو کوک می‌کنند

در شهر شیکاگو چند نفر هستند که کارشان کوک کردن پیانو است؟ این سؤال دور از ذهن و عجیب و غریب را، فرمی در یکی از کلاس‌های خود در دانشگاه شیکاگو مطرح کرد. یکی از راههای رسیدن به پاسخ این است:

اگر شیکاگو ۳ میلیون نفر جمعیت داشته باشد و هر خانواده از ۴ نفر تشکیل شود و یک سوم از خانواده‌ها پیانو داشته باشند، مجموعا ۲۵۰ هزار پیانو در شهر شیکاگو هست. اگر هر پیانو در هر ۵ سال، یک بار کوک شود، در هر سال ۵۰۰۰۰ پیانو کوک می‌شود. اگر هر کوک‌کنندهٔ پیانو در هر روز بتواند ۴ پیانو را کوک کند و در هر سال ۲۵۰ روز کار کند، می‌تواند ۱۰۰۰ پیانو را در سال کوک کند. بدین ترتیب، در حدود ۵۰ نفر که کارشان کوک کردن پیانو است، در شهر شیکاگو به سر می‌برند. این پاسخ، البته دقیق نیست و این تعداد ممکن است، حداقل به ۲۵ و حداکثر به ۱۰۰ نفر برسد. ولی همان طور که کتاب راهنمای خدمات شهر شیکاگو نشان می دهد، همان عدد ۵۰، دقیقا درست است!

نیت و منظور فرمی این بود که نشان دهد ما می توانیم فرض‌هایی بکنیم و به برآوردهای نسبتا دقیقی هم برسیم. علت این است که، در هر دسته و مجموعه از محاسبات، خطاها معمولا همدیگر را حذف می‌کنند. مثلا، اگر کسی فرض کند که در شهر شیکاگو یک خانواده از شش خانواده (به جای یک خانواده از سه خانواده) مالک یک دستگاه پیانو است، احتمال بسیاردارد که فرض کنید که هر پیانو، به جای هر پنج سال یک بار، هر 5.2 سال یک بار کوک می شود. چون فرض‌های نادرست معمولا همدیگر را حذف می کنند، نتایجی که به دست می آید، به عدد درست و واقعی، نزدیک خواهد بود.

فکر و ذهن خود را به کار بیندازید

سوال‌های مربوط به بمب اتمی و کوک‌کنندگان پیانو، چندان عمومیت ندارند، ولی روال و شیوه پاسخ دادن به آنها مشابه است و همین شیوه را می توان برای پاسخ دادن به سوال‌های مربوط به زندگی روزمره به کار برد. اگر مسئله‌ای را با کسی که راحت‌طلب و بی‌جرأت است مطرح کنید، چه در مورد آشپزی و تعمیر اتوموبیل باشد و چه درباره روابط شخصی، او برای پاسخگویی معمولا به منبعی موثق (مثلا، کتاب‌های مرجع، رؤسا، مشاوران، پزشکان) مراجعه می کند. در حالی که استقلال ذهن و فکر، ما را به اندوخته‌ای که خود از عقل سلیم و دانش واقعی داریم و همیشه همراهمان است، و به سوی طرح فرضهای خردمندانه و استخراج راه حلهای تقریبا درست رهنمون می‌شود. همین روح استقلال و اتکای به نفس است که انریکو فرمی، با طرح سؤال‌های غیر متعارف خود، در صدد آموختن و القای آن بود.

نمونه‌ای دیگر

کوتاه کردن چمن‌های خانه‌ای که به فکر خریدنش هستید، چقدر طول می کشد؟ اگر ابعاد زمین چمن را با قدم اندازه بگیرید (طول هر قدم حدود ۳۰ سانتیمتر) مثلا معلوم می‌شود که طول و عرض آن، ۱۰۰ × ۱۵۰ قدم است. ماشین چمن‌زنی این خانه، به نظر می رسد که ۲ قدم پهنا دارد. ولی با توجه به قسمت‌هایی که ماشین چمن‌زنی دوباره از روی آنها عبور می کند، فرض می‌کنیم که این ماشین به اندازه یک قدم از چمن را کوتاه می‌کند. مساحت زمین که چمن آن باید زده شود، ۱۵۰۰۰ قدم است. یک مایل، تقریبا ۵۰۰۰ قدم است. بدین ترتیب، ماشین چمن زنی باید ۳ مایل، یا حدود ۴۸۰۰ متر، راه بپیماید. کسی که باید ماشین چمن زنی را حرکت دهد، در هر ساعت می تواند ۲ مایل حرکت کند. پس کوتاه کردن چمن‌ها، 1.5 ساعت وقت می‌خواهد. این برآورد، که خام و سردستی است، می تواند مبنایی برای به کار گرفتن یک کارگر و پرداخت دستمزد به او باشد.

زندگی غنی و پرمایه

ارزش بهره‌گیری از شیوهٔ انریکو فرمی برای یافتن راه حل مسائل روزمره، در این است که بدون یاری گرفتن از دیگران، به کشفیات و ابداعاتی می‌انجامد. مهم نیست که کشف شما به اهمیت تعیین قدرت انفجار یک بمب اتمی باشد یا به بی‌اهمیتی پیدا کردن هزینه یا زمان لازم برای کوتاه کردن چمن‌های یک خانه. جستجوی در کتاب‌ها با کمک گرفتن از دیگران برای یافتن پاسخ یک مسئله، لذت و غروری را که با خلاقیت و نوآوری همراه است، از شما می‌گیرد و شما رااز تجربه‌ای که اعتماد به نفس به همراه می‌آورد، محروم می‌کند.

استفاده از شیوهٔ انریکو فرمی برای حل معماها و مسائلی که روزانه با آنها برخورد می‌کنید، عادت پسندیده‌ای را در شما ایجاد می‌کند که زندگیتان را پرمایه و غنی می‌کند.

منبع: مجله دانشمند – اسفند 1367


اگر خواننده جدید سایت «یک پزشک»  هستید!
شما در حال خواندن سایت یک پزشک (یک پزشک دات کام) به نشانی اینترنتی www.1pezeshk.com هستید. سایتی با 18 سال سابقه که برخلاف اسمش سرشار از مطالب متنوع است!
ما را رها نکنید. بسیار ممنون می‌شویم اگر:
- سایت یک پزشک رو در مرورگر خود بوک‌مارک کنید.
-مشترک فید یا RSS یک پزشک شوید.
- شبکه‌های اجتماعی ما را دنبال کنید: صفحه تلگرام - صفحه اینستاگرام ما
- برای سفارش تبلیغات ایمیل alirezamajidi در جی میل یا تلگرام تماس بگیرید.
و دیگر مطالب ما را بخوانید. مثلا:

محصولات رادیواکتیوی که در قرن بیستم در قالب کالاهای مصرفی عادی به مردم فروخته می‌شدند

پیش از درک خطراتی که قرار گرفتن در معرض تابش‌های رادیواکتیو برای انسان به همراه دارد، مردم و حتی دانشمندان می‌پنداشتند که مواد رادیواکتیو ترکیبات جالبی برای درخشان و نورانی کردن اشیا هستند. در ادامه چند مورد از عجیب‌ترین کاربردهای مواد…

خارج از کادرهای عکس‌های مشهور چه گذشته؟ حالا کاربران می‌خواهد با هوش مصنوعی Generative Fill فتوشاپ…

هوش مصنوعی به سرعت در حال توسعه است و هر روز می بینیم که چقدر توسعه پیدا می‌کند. یکی از پیشرفت‌های تازهاخیراً ابزار جدید AI Generative Fill فتوشاپ بوده است.با کمک آن می‌توان بسیار ساده چیز ناخواسته‌ای را حذف کرد یا اشیایی را اضافه کرد…

ژاک شارل: کسی که اولین بالون هیدروژنی تاریخ را به پرواز درآورد

در 4 ژوئن 1783، برادران مون‌گلفیه اولین بار یک بالون هوای گرم را در جنوب فرانسه به نمایش گذاشتند. این بالون که از گونی محکمی پوشیده شده با کاغذ ساخته شده بود و تا نزدیک به 2 کیلومتر بالا رفت و به مدت 10 دقیقه در هوا باقی ماند.خبر موفقیت…

عکس‌های جالبی که مردم را در «گوگل مپ» به راستی شگفت‌زده کرده است!

گوگل مپ راه خوبی است برای آشنایی با شهرهای نام‌آشنا و یا دورافتاده‌ترین نقاط جهان. اما هر از چند گاهی در گوگل مپ، عکس‌هایی پیدا می‌شود که توجیه‌شان دشوار است یا بسیار خنده‌دار و جالب هستند.این پست مجموعه‌ای است از این عکس‌ها:دورهمی…

تبدیل شخصیت‌های انیمیشن‌های و کارتون‌ها به نمونه‌های انسانی شبیه به آنها

در انیمیشن‌ها ما حیوانات را دارای شخصیت انسانی می‌کنیم، رخت و لباس به تنشان می‌کنیم، آنها را صاحب جامعه و شهر می‌کنیم و رفتارهای انسانی را به آنها منتسب می‌کنیم.اما تصور کنید که در کاری معکوس، این شخصیت‌های کارتونی را می‌توانستیم به…

اگر در این لحظات تاریخی حساس، شخصیت‌های مهم عکس سلفی می‌گرفتند

عکس سلفی به مفهوم کنونی آن مدت یک دهه است که مرسوم شده و به مفهوم گرفتن عکس آینه‌ای یا تکنیک‌های گرفتن عکس با شاتر زمان‌دار قدمت آن به زمان عکاسی برمی‌گردد.اما تصور کنید که در این لحظات مهم تاریخی، شخصیت‌ها دست به دوربین می‌شدند و به…
آگهی متنی در همه صفحات
دکتر فارمو /جراح تیروئید / پزشکا /تعمیر فن کویل / سریال ایرانی کول دانلود / مجتمع فنی تهران / دانلود فیلم دوبله فارسی /خرید دوچرخه برقی /خرید دستگاه تصفیه آب /موتور فن کویل / شیشه اتومبیل / نرم افزار حسابداری / خرید سیلوسایبین / هوش مصنوعی / مقاله بازار / شیشه اتومبیل / قیمت ایمپلنت دندان با بیمه /سپتیک تانک /بهترین دکتر لیپوماتیک در تهران /بهترین جراح بینی در تهران / آموزش تزریق ژل و بوتاکس / دوره های زیبایی برای مامایی / آموزش مزوتراپی، PRP و PRF /کاشت مو /قیمت روکش دندان /خدمات پرداخت ارزی نوین پرداخت / درمان طب / تجهیزات پزشکی / دانلود آهنگ /داروخانه اینترنتی آرتان /اشتراك دايت /فروشگاه لوازم بهداشتی /داروخانه تینا /لیفت صورت در تهران /فروش‌ دوربین مداربسته هایک ویژن /سرور مجازی ایران /مرکز خدمات پزشکی و پرستاری در منزل درمان نو / ثبت برند /حمل بار دریایی از چین /سایت نوید /پزشک زنان سعادت آباد /کلاه کاسکت / لمینت متحرک دندان /فروشگاه اینترنتی زنبیل /ساعت تبلیغاتی /تجهیزات پزشکی /چاپ لیوان /خرید از آمازون /بهترین سریال های ایرانی /کاشت مو /قیمت ساک پارچه ای /دانلود نرم افزار /
5 نظرات
  1. احسان می گوید

    روش جالبیه. معمولا برای مساءل خیلی ساده از همین روش استفاده می کنم.

  2. omid می گوید

    بد نبود در همین زمینه کتاب “چند تا لیس” نوشته آرون سانتوس که به فارسی هم ترجمه شده رو معرفی میکردید.

    1. علیرضا مجیدی می گوید

      ممنون. خیلی وقت پیش معرفی شده در سایت یک پزشک:
      http://www.1pezeshk.com/archives/2011/09/how-to-calculate-damn-everything-and-think-about-weird-things.html

  3. محسن برجی می گوید

    استنتاج مسایل با استفاده از عقلی که در ما ودیعه گذاشته شده، هنری است که انسان‌های خردمند به خوبی از آن استفاده می‌کنند.
    قرار نیست همه‌ی ما شرلوک هولمز و انریکو فرمی باشیم، ولی اگر سعی کنیم مسایل را با داده‌هایی که در اختیارمان است تحلیل کنیم و استنتاج کنیم، زندگی‌مان جذاب‌تر می‌شود!

  4. farzan می گوید

    فرق یک آدم موفق با بقیه دقیقا در همین روش است ، انسان موفق منتظر نمی ماند تا کسی بیاد و سوالش را جواب دهد، بلکه خودش می روید و جواب را با حداقل چیزهایی که دارد پیدا می کند ، اما بقیه منتظر هستند تا کسی بیاید و جواب را برایشان پیدا کند!

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.