编者按:埃隆·马斯克曾说过:“如果你真的想做一些新的东西出来,就必须依赖物理学的方法。”马斯克将如今取得的颠覆式创新成就主要归结于对“第一性原理”的运用。 第一性原理思维,也被称作第一性原理推理,它是用来解决复杂问题和想出原创解决方案的最有效的策略之一,也是学习如何独立思考的最有效的方法。 很多伟大的思想家,如发明家约翰内斯·古登堡(西方活字印刷术的发明者)和古代哲学家亚里士多德,都善于采用第一性原理的方法,而埃隆·马斯克是最有效地运用第一性原理思维的人。2002年,马斯克开始了他的求索,他的目标是将火箭发送到火星上,这个目标想法最终促成了航空公司“美国太空探索技术公司SpaceX”的诞生。然而在这之后,马斯克迎来了自己的第一个难题,在参观拜访过全球各地的航空制造商后,马斯克发现,购买现成的运载火箭的成本高达6500万美元。由于价格太过昂贵,马斯克开始重新思考该如何应对这个问题。 马斯克在接受采访时说:“我更倾向于从物理学的角度来看待世界。物理学教会我运用第一性原理思维去推理,而不是用类比的思维去推理。让我们来看看这个第一性原理究竟是什么。火箭是由什么制成的?航空级铝合金,再加上一些钛、铜和碳纤维。然后我会问自己,这些材料在市场上值多少钱?结果他发现,火箭原材料的成本大约是火箭价格的2%。” 马斯克决定创办一家自己的公司,与其花几千万美元的高价购买一枚已经造好的火箭,还不如通过购买便宜的原材料来自己打造一枚火箭。于是SpaceX公司就此诞生了。在几年时间内,SpaceX公司将发射火箭的成本削减至原本的十分之一,尽管价格已经很低,SpaceX还是能够大赚一笔。马斯克采用了第一性原理思维将最初的情况分解为最基础的问题,绕过了航空工业的高价问题,最终创造了更有效的解决方法。 再比如,在Tesla早期研制电动汽车的时候,遇到了电池高成本的难题,当时储能电池的价格是每千瓦时600美元,85千瓦电池的价格将超过5万美元。马斯克和工程师不信邪,仔细分析电池的组成,经过多次试验,将成本大幅降低。一些人会说,那些电池组非常昂贵,而且会一直这么贵,大概是 600 美元/千瓦时。因为它过去就是这么贵,它未来也不可能变得更便宜。那么我们从第一原理角度进行思考:电池组到底是由什么材料组成的?这些电池原料的市场价格是多少?电池的组成包括碳、镍、铝和一些聚合物。如果我们从伦敦金属交易所购买这些原材料然后组合成电池,需要多少钱?天啦,你会发现只要 80 美元/千瓦时。他从中发现有巨大的价格差距,所以特斯拉在2013年开始自己建立了电池厂,今年一月份开始大规模生产,投产之后电池的价格可以下降30%,每年可以支持150万辆电动车对电池的需求。这是他对第一性原理的另一个应用。 第一性原理思维就是将过程化简为最基本的部分,这些基本部分又恰好是构成整体的基础。 第一性原理思维的定义 第一性原理就是不能再进一步推导的基本假设。第一性原理最早来自于古希腊哲学家亚里士多德。两千多年前,亚里士多德将第一性原理定义为“事物被认知的第一根本”。科学家不会去假设任何事情。相反,他们会反问自己:“我们能确定的真相是什么?”“什么是可以被证实的?” 他说:“在每个系统探索中存在第一性原理。第一性原理是基本的命题和假设,不能被省略和删除,也不能被违反。”  两三千年前的人类观察到很多自然现象,比如闪电、洪水、日出日落。他们可以观察到现象的规律,但并不知道规律背后是怎么回事。当然有两条路径进行解释:  神学:是世界上大部分民族所采用的,把这些现象归结为是神灵的一些安排。 哲学:美国哲学史家弗兰克·梯利在他的《西方哲学史》中写道:很少有民族的发展超出神话阶段。各个民族都是用神学解释自然现象,但唯有希腊不同,希腊开创了使用哲学来解释自然现象的历史(当然他还漏掉了一个,就是我们中国)。  比如,欧几里得的几何学就形成了非常庞大的体系。但最初只是从五条公设推出来的。欧几里得几何学的五条公设:  任意两个点可以通过一条直线连接; 任意线段能无限延伸成一条直线; 给定任意线段,可以以其一个端点作为圆心,该线段作为半径作一个圆; 所有直角都全等; 若两条直线都与第三条直线相交,并且在同一边的内角之和小于两个直角,则这两条直线在这一边必定相交;  这五条就是亚里士多德所说的第一性原理。在亚里士多德眼中第一性原理有着至高无上的地位,甚至是充满神性的。他曾这样说过:“神性无所不在,就在那自然之中。”这是一种泛神论的思想,与希腊早期神话的观念和其他民族对神话的想法格格不入。亚里士多德将这种性质看作是最高贵的,所以叫做第一性原理。 再举个例子。毕达哥拉斯定理就是中国的勾股定理,在毕达哥拉斯发现了这个定理的瞬间,又唱又跳,还去祈祷。他觉得这是非常伟大的,只有神灵才可以完成的公理。这就是古代人对第一性原理的看法。 从理论上讲,第一性原理思维要求你层层地深入挖掘,直至剩下最基础的事实真相。法国哲学家、科学家勒内·笛卡尔用一种现被称为“笛卡尔的怀疑论”的方法接受了这种思维方式,即“系统性地怀疑任何能够怀疑的事物,直至他看见所剩下的事物都是不容置疑的纯粹真理”。 在实践中,你并不需要将每个问题都分解到原子级。你只需要比大多数人更深入一两个层次,就能获得第一性原理思维带来的诸多益处。著名战斗机飞行员、军事家约翰·博伊德创造了下面这个思维实验,用来展示如何在实际中运用第一性原理思维。 想象你有下面这三样东西: 一辆摩托艇(后面有一副滑雪板) 一辆军用坦克 一辆自行车 现在,我们将这些物品分解为基本的构成部件: 摩托艇:发动机、船体、一副滑雪板。 坦克:金属履带、钢板装甲、一挺枪。 自行车:车把、车轮、齿轮和车座。 你能用这些单独的部件做出什么?其中能做出的东西之一是,把自行车的车把和车座、坦克的金属履带、摩托艇上的发动机和滑雪板组合在一起,你就能做出一辆雪地摩托。这就是第一性原理思维的的实际运用的一个简单展示。它是一个循环过程,首先将一种情况分解为核心部分,再将各个部分以更有效的方式整合在一起。先进行解构,再进行重构。 第一性原理如何推动创新 雪地摩托的例子也反映出了第一性原理思维的另一个显著特征,即将看似无关领域中的元素结合起来。一辆坦克和一辆自行车看起来似乎毫无共同之处,但坦克零件和自行车零件可以组合在一起,创造出雪地摩托这种全新的东西。 历史上许多最具开创性的想法,都利用了第一性原理,一层层剥开事物的表象,看到里面的本质,再从本质一层层向上推演。例如,约翰内斯·古登堡将螺旋压滤技术(酿酒装置)和活字、纸、油墨结合到一起,最终发明了印刷机。活字印刷术在这之前已经使用了几个世纪,但是古登堡将印刷部件和另一个完全不同领域的技术相结合,从而大大提高了印刷效率。这个发明对全世界都是一个重大的变革,因为它促成了有史以来第一次广泛的信息传播。 第一性原理思维能帮你将不同学科的信息组合起来,从而产生全新的想法和创新。首先你要做的是了解事实。一旦你了解了事实真相,你就可以制定计划来改善里面的每一个细微之处。这个过程自然有助于更广泛地探索看起来无关领域之间的信息整合。 第一性原理思维的挑战 描述第一性原理思维很容易,但实践起来却是非常困难的。第一性原理思维的主要障碍之一是人们倾向于形式而不是功能。下面这个有关行李箱的故事就是一个典型例子。在古罗马时期,士兵们使用皮革制的邮差包和背包来装运食物。同一时期,古罗马有很多种带轮子的车辆和工具,比如敞篷双轮马车、载客四轮马车、载货四轮马车。然而,几千年来,没有人想过将包袋与轮子结合在一起。第一个滚轮行李箱是由Bernard Sadoff在1970年发明的,当时他正在机场搬运自己的行李,看见一个工人用滑轮移动一台非常笨重的机器。 在整个19世纪和20世纪,皮包都是有特殊用途的——上学背包、登山背包和旅行箱。1938年,人们才给背包加上拉链。1967年尼龙背包首次开始出售。尽管有了这些小的改进,但包袋的形式基本保持不变。创新者把所有时间都用在了同一主题的微小重复上。这些创新看起来只是形式的改变,而不是核心功能的改进。当其他人都聚焦于如何(在形式上)做出更好的包袋时,Sadoff考虑的是如何更加有效地(在功能上)装载和运输物品。 如何独立思考 人类的模仿倾向是第一性原理思维的一个常见障碍。大多数人在展望未来时,他们会映射出对当前形式的递进,而不是抛弃当前形式去着眼于功能的改造。例如,在批评技术进步时,有些人问,“会飞的车在哪儿呢?” 事情是这样的:我们有会飞的车,它们被称为飞机。问这个问题的人都是过于专注于形式(看起来像汽车的飞行物),而忽略了实际的功能(通过飞行来运输)。这就是伊隆·马斯克说的“人们通常用类比来生活”的真正意义所指。警惕自己的一些固有思想。旧习俗和过往的形式通常会被毫无疑问地接受,而一旦接受,这些根深蒂固的思想就会严重影响创造力。 第一性原理思维要求你抛弃对先前形式的执着,将功能放在更前头和更中心的位置。你的目的是什么?你希望达到的功能结果是什么?优化功能,忽略形式。这就是学会如何独立思考的方法。 第一性原理的力量 创新的最好方法可能要先将事物分解为最基本的原理。即使你目前没有创新的想法,也可以去了解一下你所在领域的第一性原理,牢牢掌握基础知识,这样有助于个人竞争力的提高。 每一项创新都需要长时间的迭代和改进。文章开头提到的SpaceX公司,进行了多次模拟和成千上万次的调整,最后才建造出一枚廉价且可以重复使用的火箭。 不断改进有它的必要性,第一性原理思维能改变改进的方向。如果没有第一性原理思维,你可能会将时间花在细微地改进自行车上,而不是造出雪地摩托。第一性原理思维使你走上不同的轨道。 如果你想学会如何独立思考,那么第一性原理思维是最好的方法。第一性原理的思维方式强调独立思考,而不是人云亦云。马斯克在这一点上非常像乔布斯。“Think Different”是乔布斯最喜欢的广告词,一般译为“不同凡响”,有朋友说译为“不同凡想”更贴切。Think Different中的Different一词从英语语法上说是错误的,正确的用词应该是副词Differently。乔布斯团队巧妙地借助了这个语法错误,强调自己的标新立异,既然英语语法说Think Differently,苹果就要说Think Different创新的本质就是要与众不同,如果干什么都和别人一样,那就不是创新了。 第一性原理的思维方式强调质疑 ,不轻易接受否定的答案。马斯克在小的时候凡事都喜欢问“为什么”,有时会让父母生气。如果别人说某件事不可能做成,马斯克就要挑战尝试一下,看看为什么这件事不可能做成。世界是发展变化的,以前人们做不成的事,后来条件变化后可能做成。 第一性原理的思维方式强调实验,用实践去验证。硅谷一位风险投资家说过,很多聪明的人喜欢用类比推理,但是很少有人真正动手去做个实验。17世纪,研究科学的人都信奉亚里士多德,都把这位古希腊哲学家的话当作真理。亚里士多德曾说过:两个铁球从高处落下来,重的一定先着地。25岁的伽利略不相信,在比萨斜塔上做了一个著名的实验,结论是两个铁球同时落地。埃隆·马斯克虽然有很多奇思怪想,但他绝不是一个鲁莽和冒进的人,他采用的方法是“大胆假设,小心求证”。 第一性原理思维方式的基础是自信心。没有强大的自信心,很难挑战常规。爱因斯坦说过:自信是向成功迈出的第一步。而马斯克则是一个“固执”的第一性原理思维的践行者。 第一性原理与类比思维 用第一性原理思考问题,而不是类比。多数人考虑问题时会局限于类比思维。类比是一种重要的逻辑思维和推理方法,是人们解决陌生问题的一种常用策略。 类比思维运用已有的知识和经验将陌生的、不熟悉的问题与熟悉的问题或其他相似事物进行类比,尝试找到解决问题的办法。类比是从两类对象具有某些相似或相同的属性出发,推出其中一个对象可能是有另一类对象已经具有的其他属性的思维方法。基本模式是:若A对象具有属性a、b、c、d,且B对象具有属性a、b、c,则推论:B对象也具有属性d。 在投资和创业领域,一些人喜欢把美国已经成功的产品或商业模式移植到中国,被称为C2C-Copy to China。这就是典型的类比思维模式。国外的云存储公司DropBox和Box.net很成功,国内很多投资人也觉得云存储在中国也一定有前景;国外有了商务社交网站LinkedIn,国内也出现不少模仿者;国外打车软件Uber火了,国内立刻涌现出很多出租车的叫车应用…… 但是类比推理并不是因果推理。Uber在美国的成功,和中国打车App的成功之间并没有因果关系。“这几家打车软件,上月给我这部电话就充了3000元;每单奖励10元到50元,发展一个用户也给钱;有一家只要挂着,一个月一桶食用油,还给米…… ”一名出租车司机对朋友说。从常识来分析,这种“花钱”买客户的方式肯定是不可持续的,在互联网泡沫的时候,美国一家公司甚至用免费送电脑的方式来吸引客户。运用第一性原理思考问题,强调在基本事实的基础上探究问题的本源,不被过去的经验知识所干扰。 原文链接:https://medium.com/the-mission/first-principles-elon-musk-on-the-power-of-thinking-for-yourself-8b0f275af361;https://en.wikipedia.org/wiki/First_principle#Descartes 编译组出品。 编辑:郝鹏程、王雅琪