Fermi-Schätzung

Fermi-Schätzungen (auch Fermi-Probleme genannt) sind eine Methode, bei der man durch logische Zerlegung und grobe Näherungen zu Antworten auf Fragen gelangt, die auf den ersten Blick unmöglich zu beantworten scheinen. Das bekannteste Beispiel: Wie viele Klavierstimmer gibt es in Chicago?

Enrico Fermi, der Physik-Nobelpreisträger und Miterbauer des ersten Kernreaktors, war für diese Fähigkeit berühmt. Er konnte innerhalb von Minuten die Sprengkraft der ersten Atombombe abschätzen, indem er Papierschnipsel fallen ließ und die Druckwelle maß. Seine Schätzungen lagen oft erstaunlich nahe an den tatsächlichen Werten.

Die Methode funktioniert durch Zerlegung: Eine komplexe Frage wird in einfachere Teilfragen zerlegt, für die man jeweils grobe Schätzungen abgeben kann. Wenn die Fehler in den Einzelschätzungen zufällig verteilt sind, gleichen sie sich teilweise aus, und das Endergebnis ist oft innerhalb einer Größenordnung korrekt.

Für die Science Fiction ist die Fermi-Schätzung in mehrfacher Hinsicht relevant. Die Drake-Gleichung, die die Anzahl kontaktierbarer Zivilisationen in der Milchstraße abschätzt, ist im Grunde eine Fermi-Schätzung. Auch viele andere SF-Fragen lassen sich so annähern: Wie viel Energie braucht ein Warp-Antrieb? Wie viele Menschen könnte ein O'Neill-Zylinder tragen? Wie lange dauert die Terraformung des Mars?

Fermi-Schätzungen lehren eine Denkweise, die für Science Fiction zentral ist: Die Fähigkeit, über Größenordnungen nachzudenken, Annahmen explizit zu machen und Plausibilität zu testen. Hard-SF-Autoren wie Greg Egan, Stephen Baxter und Kim Stanley Robinson praktizieren diese Art des Denkens auf jeder Seite.