페르미 추정
1. 개요
Fermi Estimate 또는 Fermi Problem.
물리학자 엔리코 페르미가 제안한 단시간에 제한된 방법으로 대략적인 답을 알아내는 추정방식. 페르미 문제라고도 한다. 기초적인 지식과 논리적인 추론으로 답을 얻어내는 방법이다. 원리는 어림을 하다보면 과대 평가와 과소 평가가 서로를 어느 정도 상쇄해서 결과가 잘하면 실제 값에 몇배 이내로 근접한다는 것.
대표적인 예로 페르미 본인이 참관한 트리니티 핵실험에서 먼 장소에서 충격파가 몰려올 즈음 종이 조각을 날려 그 변위에서 추론한 것으로 핵폭탄의 위력을 계산했는데 이것이 근사치 치고는 상당히 정확하였다고 한다.[1]
회사 채용·면접 등에 기발함을 재는 척도로 묻곤 한다. 가끔 TV프로그램에 나오기도 한다.
2. 페르미 추정의 예시
- 서울시 내의 전봇대는 모두 몇 개 일까?
- 한라산을 삽으로 모두 퍼내려면 몇 삽이나 퍼야 할까?
- 야구장을 땅콩으로 채우려면 몇 개 정도 들어갈까?
- 서울 상공에 떠 있는 항공기는 모두 몇 대 일까?
- 1개 구단이 안타를 1년간 몇 번이나 칠 까?
- 나무위키의 총 글자수는 모두 몇자일까?
- 유튜브에 올라온 모든 영상의 용량의 총합은 얼마일까?
3. 한계
페르미 추정은 어디까지나 어림짐작에 불과하므로 정확한 수치를 필요로 하는 것에는 적합하지 않다. 페르미의 추정은 단번에 파악하기 어려운 영역에서 그 의미를 가지고 있다고 할 수 있다. 즉 많은 시간과 비용을 들여서 결과를 얻기보다는 논리적인 가설과 가정을 통해 짧은 시간에 대략적 추정치를 얻어 활용하는 것에 의미를 가지는 것이다.
[1] 페르미의 추론과 실제 폭탄의 위력은 2배 가량 차이가 나지만 간단한 행위로 자릿수를 추산해 냈다는 사실이 대단한 셈이다. 당시 폭탄의 위력은 20~22 킬로톤 정도였는데 페르미는 10 킬로톤으로 측정했었다. 참고로 같이 있었던 폰 노이만은 약 5 킬로톤 가량으로 측정했었다.