芝加哥有多少位鋼琴調音師? - 費米估計
(Fermi estimation)
先問個問題,「台灣地區,一共有多少頭豬🐷?」麻煩請大家「估計」一下?(抱歉,這不是腦筋急轉彎XD)。
生活中,有很多問題在還沒有爆發之前,就會出現許多端倪。「先知」可以藉由很少的資訊,推斷出整體情況或者預判未來可能出現的大問題,這種能力又稱「見微知著」或「洞燭機先」。
美國亞利桑那州立大學(Arizona State University)的理論物理學家勞倫斯.克勞斯(Lawrence M. Krauss)曾經在他一九九四年所出版的「物理,我怕怕!《Fear of Physics》,暫譯」這本書中問到,如果大家在沒有去過芝加哥的前提下,我們應該如何估計芝加哥這個大都會區,會有多少位鋼琴調音師🎹?(大家不妨試著先估計一下)。
克勞斯教授告訴我們,這個問題該如何下手:
首先,由於芝加哥是大都會,人口一定高達數百萬,不過,因為它不是紐約(有840萬人口)的規模,所以我們先假定芝加哥有400萬人口好了。
其次,假設每戶家庭平均有4人,所以芝加哥約有100萬個家庭。
第三,想像一下自己認識的朋友,多少人家中有鋼琴,假設10%,所以,大約有10萬架鋼琴定期或不定期需要調音。
第四,同時假設調音頻次為一年一次,假設每次費用大概在75–100美元。一位專職的鋼琴調音師,每天需調2架鋼琴才能養活自己,因此每週約10架,每年約500架。
最後,將10萬除上500,就可以得到約200位鋼琴調音師的答案。而最後,真實的答案大概落在150位左右,如圖1所示。
其實,上述這個估計芝加哥大都會區有多少位鋼琴調音師的故事,是由諾貝爾物理學獎得主,也是原子弹發明人之一的恩里科.費米(Enrico Fermi)所提出。費米教授提出一種能透過很簡單的方式,用以估計出複雜問題的答案(如:原子彈的爆炸威力)的方法。這種方法,被學者稱為「費米估計(Fermi estimation)」。估計芝加哥有多少位鋼琴調音師,就是利用費米估計的一個範例。
費米估計的價值,在於透過「少量的資訊」即可進行估算,並且能獲得一個「可接受」的結果。因為我們在日常生活中,面對問題時,許多時候我們無法有足夠的時間,取得充足且高品質的資訊,但卻又必須解決問題。這時「費米估計」提供了我們一種方法。換句話說,這類問題通常涉及只能取得有限的資訊,就要您做出合理的猜測。而在實際作法上,費米估算就是要先將大的問題,分解成若干個相關的次一級、小而簡單易解的問題,再以「化整為零」的方式,逐一估算,然後推斷出接近的數值。
事實上,在經營企業的過程中,行銷人或資料科學家都應該要培養出「估計」的能力。畢竟在直覺決策能力還不成熟之前(至少需要30~40年的努力),學習科學化的理性思考方式,有助於我們估算出有用的資訊,進而對我們在做決策時,能夠給予相當大的協助。
為了培養這種「估計」能力,我們平常可以試著多多練習。目前許多資訊都已經有具體的客觀事實,例如上政府網站(如主計處)就可以獲得各類統計數據。藉由這些資訊,我們可以自行設計問題,並試著估計答案,最後再將估計值與答案做比較。透過多次的演練,我們將會發現自己的估計能力漸入佳境。
現在,請再回想一下「台灣地區,有多少頭豬?」,您的答案要修正嗎?
作者 : 羅凱揚(台科大企管系博士)、蘇宇暉(台科大管研所博士候選人)
繪圖 : 傅嬿珊
PS.根據農委會網站,到2019年11月底,台灣有5,514,211頭豬🐷🐷🐷,您的推測與正確答案差距很大嗎?