# 第一性原理

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罗辑思维讲了个来自物理学和哲学的概念，叫“第一性原理”。罗胖引用了伊隆·马斯克的说法，说我们考虑一个老问题，不一定非得使用类比的思维，考虑前人的做法，有时候直接从最基本的原理出发，可能会找到全新的办法。罗胖说，现在硅谷的创业圈，特别爱用“第一性原理”这个词。

我理解创业者说“第一性原理”，这个精神就是要抛开成见，拒绝套路，回到最基本的限制条件上去，重新认识和解决问题。这是一个非常可贵的精神，其实“创业”的最高境界，就是要做前人没做过的事，创造从来没有过的东西。

精神归精神。不过你要说*真的*从第一性原理出发做事，我看那也是不太可能的。今天咱们从物理学角度，说说这个“第一性原理”到底是什么意思。 

## 1.马斯克的电池应该值多少钱

马斯克说第一性原理，有这么一个思路。他说现在电动车的电池卖的这么贵，可是如果你把电池拆开，它里面的材料无非就是钴、镍、铝、碳和一些聚合物 —— 这些东西都很便宜！那么我们从根本出发 —— 他的说法就是从第一性原理出发 —— 你这个电池无非就是这些材料的排列组合呗？材料都很便宜，我怎么就不能把电池的价格降下来呢？

这并不是一个特别新颖的思路，而且这还是一个错误的思路。

早在两年前就有本书，叫《增长的本质》( Why Information Grows: The Evolution of Order, from Atoms to Economies ），作者是一个物理学家，叫凯萨·伊达尔戈(Cesar A. Hidalgo)。这本书就回答了马斯克的问题。

伊达尔戈举了个例子。全世界最贵的车叫布加迪威龙，售价超过250万美元。如果你去了解一下这辆车的重量，可以得出这辆车如果按重量卖，每公斤的价格是1300美元 —— 要知道每公斤白银才1000美元。

一辆车，凭什么卖得比同等重量的白银还贵呢？难道它是用金子做的吗？

当然不是。事实上，如果这辆车撞毁了，材料还是这些材料，重量一点都没减，但是价格就一落千丈了。

伊达尔戈说，车的根本价值，并不是组成它的材料，而是材料的组合方式 —— 是凝结在它身上的*信息*。 

一般工业品能用到什么稀缺材料？真正值钱的东西，是信息。

电池身上的信息，就是技术和专利，是几代人智慧的积累。马斯克说电池价格应该参考原材料价格，那我就想问问他，你家的特斯拉汽车是什么材料做的，多少钱一斤，能不能论斤卖给我？当然不能。

马斯克这个求新求变的精神非常了不起，但是要说“从第一性原理”出发，那就太夸张了。咱们来说说什么叫“第一性原理”。 

## 2.谁能做牛顿做的事儿

**从物理学上说，所谓第一性原理（first principles），就是最基本的物理定律。**

比如说行星的轨道。在牛顿之前，像第古和伽利略这些天文学家就已经对行星轨道有非常细致的观测，他们甚至可以借助历史的记录，去精确预言某个行星在未来某个特定时间的位置。那么请问，他们是不是*理解*了行星的轨道呢？不是。他们能描述、能预言，但是他们并不知道行星*为什么*要走这个轨道。

然后牛顿出来，他提出一个最基本的万有引力定律，这就是“平方反比有心力” ——  

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你只需要这一个公式，就能精确计算行星轨道的形状和运动周期。如果你问牛顿两百年零三个月零五天一小时十五秒钟之后火星在哪里，牛顿不需要参考繁杂的历史数据，直接就能给你算出来。

更重要的是，如果你告诉牛顿，现在有一颗质量多少多少，速度多少多少的小行星即将撞上火星 —— 这是一个人类有记录历史上从来没发生过的事件，所以不能用经验推测 —— 牛顿还是能从基本定律出发，计算火星被撞之后的轨道路线。“第一性原理”，就这么厉害。

那你可能还想问问，引力公式*为什么*是这样的？这个问题暂时就没办法了，任何逻辑推理总要有些不问为什么的基本假设，牛顿引力公式就是这么一个起点。当然物理学家也在研究引力的性质，致力于把“为什么”的数量最少化 —— 但是目前来说，牛顿引力公式是个很好的第一性原理。

关键在于，如果你承认牛顿引力公式没错，如果你的计算无误，那么你以此出发得出的任何结论，就一定都是对的。这就是当物理学家说“从第一性原理出发”这句话的时候，他们的意思 —— 意思就是我没有做任何特别的假设，所以我的结论肯定是对的。

数学就更是这样。从几条公理出发，推导出各种定理，整个的数学大厦都是建立在第一性原理的基础上。这就是为什么数学是百分之百正确的学科。

可是从第一性原理出发做计算，其实是个特别奢侈的行为 —— 如果问题复杂，你根本就算不了。比如说天气。大气里面有无数个气体分子，还要考虑阳光、海洋、森林的影响，根本不可能从牛顿力学出发做任何有效的计算。这时候科学家就不能使用第一性原理。通常有两个解决办法。

第一个办法是把问题简化，做一些基本的假设，假设海洋不重要，森林和土壤不重要，明天天气的变化跟地面的具体地形没有关系。这些假设就构成了各种“模型”，基于模型的计算结果，就有可能是错误的。

第二个办法是干脆淡化计算，还是像第古和伽利略那个时代的天文学家一样，借助历史的经验 —— 说得好听一点，叫做“做实验”。比如化学和材料科学，大量的知识是实验积累的结果，不是谁从基本物理定律算出来的。

其实整个社会科学都是基于经验的，根本就没有什么第一性原理。心理学、社会学、政治学，人为什么在这个情况下会有这样的反应？你只能说根据经验表明，人在心理上有这些基本规律 —— 这些基本规律的可靠性跟引力公式不可同日而语，没人认为它们是“第一性原理”。 

所以，如果从第一性原理出发的计算根本不可能，你要么就得借助模型，要么就得借助经验 —— 换句话说，你必须依靠“套路”。 

**模型和经验既然不是从第一性原理出发的，就有可能是错的，就有被改进的余地，将来就有可能被取代。而取代它们的，往往是更好的……模型和经验。 **

## 3.经验的价值

如果*真的*按马斯克说的从第一性原理出发，其实就是要不顾前人智慧的积累，自己另起炉灶搞一套 —— 我认为这十分困难。电力储存的原理、电池生产的流程，这些东西不能说变就变。马斯克说的不用类比思维，只能是相对而言，不可能一点都不用。 

当然马斯克的精神是对的，不要被前人经验的束缚，该改革得改革，这完全正确。不过我今天说的道理，并不是为了跟马斯克咬文嚼字。

我想说的是，到底在什么情况下，我们才应该忽略前人的经验，另起炉灶搞一套新的。绝大多数情况下，恐怕不是前人太傻了，想不出来更好的电池，非得等着马斯克来重新发明电池。如果现在我们真的能发明出前人无法发明的电池，也许根本原因在于前人*没有条件*去发明这样的电池。

**一种情况是你有了新的工具。比如你可以借助新的研发手段，什么人工智能大数据3D打印之类，让你对电池有了新的理解。老一辈没做到，是因为他们没有自动化工具去积累足够的实验数据，也没有这么强的计算能力。你工具强大干脆暴力破解，老一辈只能羡慕。**

**还有一种情况，是现在环境变了。今天的基础设施、原材料价格、消费者状况如果跟过去有重大区别，那老一套的做法就不适用，你就需要一个全新的商业模式。但是你这个新模式也是依赖于当前的条件，并不是自己拍脑袋，从第一性原理中推导出来的。**

技术和环境一直都在变化。我们如果做一个东西，时不时想一想，这个东西以往的做法是不是已经过时了，现在有没有什么新的手段是我可以用的，这都非常正确。马斯克实力强大，肯定能集中到更多的资源做这样的事情。 

可是你要说不顾当前的技术和环境条件，我马斯克只服第一性原理的物理定律，我就要给你们重新发明一个电池，我觉得你不太可能。 

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