Que sont les problèmes de Fermi ?

Problèmes de Fermi : calculs simples, outils (de compréhension) forts.

(Géré par le Prof. A. Mueller)

Qu’est-ce qu’un « problème de Fermi » ?

A category of problems named after Enrico Fermi […], a master at computing approximations to answers when it seemed that no information was available [ou l’information accessible est incomplète, inconsistente, ou les deux]. The point of such questions is that reasonable assumptions, linked with simple calculations, can often narrow the range of values within which an answer must lie. Answers are given in terms of order of magnitude—the power of 10 of the number that fits the value.[1]

L’objet des problèmes de Fermi (PF, une autre expression courante est « back-of-the-envelope estimations »,) peut être très varié, depuis des questions principalement liées au quotidien (p. ex. la question classique de Fermi pour le nombre des accordeurs de piano à Chicago, [2]) à d’autres principalement liées à la physique (ou les sciences plus généralement, [3]), de estimations des valeurs inconnues à des conclusions à partir des valeurs connues. D’autres caractéristiques des PF sont:

  • une combinaison de bon sens et de savoirs disciplinaires
  • une visualisation (faire parler) des ordres de grandeurs
  • une justification des « rules-of-thumb »
  • usage de la pensée critiques dans et hors des sciences (vérification des suppositions, affirmations, etc.)
    En particulier discussion du « folklore » parascientifique (et parfois scientifique), des « légendes urbaines », etc.

Cette liste est loin d’être exhaustive, d’autres exemples se trouveront dans cette rubrique de « expériment@l » et dans les références données.

[1] Fermi Problems, K. Bouffard, THE PHYSICS TEACHER 37 (1999) 314
[2] Back-of-the-envelope physics , Clifford Swartz (Johns Hopkins University Press, 2003)
[3] Fundamentals of Physics, David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker (John Wiley, New York, 20078)
[4] Guesstimation: Solving the World’s Problems on the Back of a Cocktail Napkin, Lawrence Weinstein, John A. Adam (Princeton University Press, 2008)