編者按:埃隆·馬斯克曾說過:“如果你真的想做一些新的東西出來,就必須依賴物理學(xué)的方法?!瘪R斯克將如今取得的顛覆式創(chuàng)新成就主要歸結(jié)于對“第一性原理”的運用。
第一性原理思維,也被稱作第一性原理推理,它是用來解決復(fù)雜問題和產(chǎn)生原創(chuàng)解決方案的最有效的策略之一,也是學(xué)習(xí)如何獨立思考的最有效的方法。
很多偉大的思想家(如發(fā)明家約翰內(nèi)斯·古登堡(西方活字印刷術(shù)的發(fā)明者)和古代哲學(xué)家亞里士多德)都善于采用第一性原理的方法,而企業(yè)家馬斯克是最有效地運用第一性原理思維的人。2002年,馬斯克開始了他的求索——目標(biāo)是將第一枚火箭發(fā)送到火星——這個想法最終促成了航空公司“美國太空探索技術(shù)公司(SpaceX)”的誕生。然而在這之后,馬斯克迎來了自己的第一個難題。在參觀拜訪過全球各地的航空制造商后,馬斯克發(fā)現(xiàn),購買運載火箭的成本高達(dá)6500萬美元。由于價格太過昂貴,馬斯克開始重新思考這個問題。
馬斯克在接受采訪時說:“我更傾向于從物理學(xué)的角度來看待世界。物理學(xué)教會我運用第一性原理思維去推理,而不是用類比的思維去推理。讓我們來看看這個第一性原理究竟是什么?;鸺怯墒裁粗瞥傻??航空級鋁合金,再加上一些鈦、銅和碳纖維。然后我會問自己,這些材料在市場上值多少錢?結(jié)果是,這些火箭原材料的成本大約是火箭價格的2%?!?/p>
馬斯克決定創(chuàng)辦一家自己的公司,與其花幾千萬美元購買一枚已經(jīng)造好的火箭,還不如購買便宜的原材料,自己造一枚火箭。于是SpaceX公司就此誕生了。幾年時間內(nèi),SpaceX公司將發(fā)射火箭的成本削減至原本的十分之一,盡管如此,還是能夠賺一筆。馬斯克采用了第一性原理思維將起初的情況分解為最基礎(chǔ)的問題,繞過了航空工業(yè)的高價問題,創(chuàng)造了更有效的解決方法。
再比如,在Tesla早期研制電動汽車的時候,遇到了電池高成本的難題,當(dāng)時儲能電池的價格是每千瓦時600美元,85千瓦電池的價格將超過5萬美元。馬斯克和工程師不信邪,仔細(xì)分析電池的組成,經(jīng)過多次試驗,將成本大幅降低。一些人會說,那些電池組非常昂貴,而且會一直這么貴,大概是600 美元/千瓦時。因為它過去就是這么貴,它未來也不可能變得更便宜。那么我們從第一原理角度進(jìn)行思考:電池組到底是由什么材料組成的?這些電池原料的市場價格是多少?電池的組成包括碳、鎳、鋁和一些聚合物。如果我們從倫敦金屬交易所購買這些原材料然后組合成電池,需要多少錢?天啦,你會發(fā)現(xiàn)只要 80 美元/千瓦時。他從中發(fā)現(xiàn)有巨大的價格差距,所以特斯拉在2013年開始自己建立了電池廠,今年一月份開始大規(guī)模生產(chǎn),投產(chǎn)之后電池的價格可以下降30%,每年可以支持150萬輛電動車對電池的需求。這是他對第一性原理的另一個應(yīng)用。
第一性原理思維就是將過程化簡為最基本的部分,這些基本部分又恰好是構(gòu)成整體的基礎(chǔ)。
第一性原理思維的定義
第一性原理即不能再進(jìn)一步推導(dǎo)的基本假設(shè)。第一性原理最早來自于古希臘哲學(xué)家亞里士多德。兩千多年前,亞里士多德將第一性原理定義為“事物被認(rèn)知的第一根本”??茖W(xué)家不會去假設(shè)任何事情。相反,他們會反問自己:“我們能確定的真相是什么?”“什么是可以被證實的?” 他說:“在每個系統(tǒng)探索中存在第一性原理。第一性原理是基本的命題和假設(shè),不能被省略和刪除,也不能被違反?!?/p>
兩三千年前的人類觀察到很多自然現(xiàn)象,比如閃電、洪水、日出日落。他們可以觀察到現(xiàn)象的規(guī)律,但并不知道規(guī)律背后是怎么回事。當(dāng)然有兩條路徑進(jìn)行解釋:
神學(xué):是世界上大部分民族所采用的,把這些現(xiàn)象歸結(jié)為是神靈的一些安排。
哲學(xué):美國哲學(xué)史家弗蘭克·梯利在他的《西方哲學(xué)史》中寫道:很少有民族的發(fā)展超出神話階段。各個民族都是用神學(xué)解釋自然現(xiàn)象,但唯有希臘不同,希臘開創(chuàng)了使用哲學(xué)來解釋自然現(xiàn)象的歷史(當(dāng)然他還漏掉了一個,就是我們中國)。
比如,歐幾里得的幾何學(xué)就形成了非常龐大的體系。但最初只是從五條公設(shè)推出來的。歐幾里得幾何學(xué)的五條公設(shè):
任意兩個點可以通過一條直線連接;
任意線段能無限延伸成一條直線;
給定任意線段,可以以其一個端點作為圓心,該線段作為半徑作一個圓;
所有直角都全等;
若兩條直線都與第三條直線相交,并且在同一邊的內(nèi)角之和小于兩個直角,則這兩條直線在這一邊必定相交;
這五條就是亞里士多德所說的第一性原理。在亞里士多德眼中第一性原理有著至高無上的地位,甚至是充滿神性的。他曾這樣說過:“神性無所不在,就在那自然之中?!边@是一種泛神論的思想,與希臘早期神話的觀念和其他民族對神話的想法格格不入。亞里士多德將這種性質(zhì)看作是最高貴的,所以叫做第一性原理。
再舉個例子。畢達(dá)哥拉斯定理就是中國的勾股定理,在畢達(dá)哥拉斯發(fā)現(xiàn)了這個定理的瞬間,又唱又跳,還去祈禱。他覺得這是非常偉大的,只有神靈才可以完成的公理。這就是古代人對第一性原理的看法。
從理論上講,第一性原理思維要求你層層地深入挖掘,直至剩下最基礎(chǔ)的事實真相。法國哲學(xué)家、科學(xué)家勒內(nèi)·笛卡爾用一種現(xiàn)被稱為“笛卡爾的懷疑論”的方法接受了這種思維方式,即“系統(tǒng)性地懷疑任何能夠懷疑的事物,直至他看見所剩下的事物都是不容置疑的純粹真理”。
在實踐中,你并不需要將每個問題都分解到原子級。你只需要比大多數(shù)人更深入一兩個層次,就能獲得第一性原理思維帶來的諸多益處。著名戰(zhàn)斗機飛行員、軍事家約翰·博伊德創(chuàng)造了以下思維實驗,用來展示如何在實際中運用第一性原理思維。
想象你有下面這三樣?xùn)|西:
一輛摩托艇(后面有一副滑雪板)
一輛軍用坦克
一輛自行車
現(xiàn)在,我們將這些物品分解為基本的構(gòu)成部件:
摩托艇:發(fā)動機、船體、一副滑雪板。
坦克:金屬履帶、鋼板裝甲、一挺槍。
自行車:車把、車輪、齒輪和車座。
你能用這些單獨的部件做出什么?其中之一是,把自行車的車把和車座、坦克的金屬履帶、摩托艇上的發(fā)動機和滑雪板組合在一起,你就能做出一輛雪地摩托。這就是第一性原理思維方式的簡單展示。它是一個循環(huán)過程,首先將一種情況分解為核心部分,再將各個部分以更有效的方式整合在一起。先進(jìn)行解構(gòu),再進(jìn)行重構(gòu)。
第一性原理如何推動創(chuàng)新
雪地摩托的例子也反映出了第一性原理思維的另一個特點,即將看似無關(guān)領(lǐng)域中的元素結(jié)合起來。一輛坦克和一輛自行車看起來似乎毫無共通之處,但坦克零件和自行車零件可以組合在一起,創(chuàng)造出雪地摩托這種全新的東西。
歷史上許多最具開創(chuàng)性的想法,都利用了第一性原理,一層層剝開事物的表象,看到里面的本質(zhì),再從本質(zhì)一層層向上推演。例如,約翰內(nèi)斯·古登堡將螺旋壓濾技術(shù)(用于釀酒的一種裝置)和活字、紙、油墨結(jié)合到一起,最終發(fā)明了印刷機。活字印刷術(shù)在這之前已經(jīng)使用了幾個世紀(jì),但是古登堡將印刷部件和另一個完全不同領(lǐng)域的技術(shù)相結(jié)合,使印刷效率得到大大提高。這一發(fā)明是一次世界性的變革,促成了有史以來第一次廣泛的信息傳播。
第一性原理思維能幫你將不同學(xué)科的信息組合起來,從而產(chǎn)生全新的想法和創(chuàng)新。首先你要做的是了解事實。一旦你了解了事實真相,你就可以制定計劃來改善其中的每一個細(xì)微之處。這個過程自然有助于更廣泛地探索無關(guān)領(lǐng)域之間的信息整合。
第一性原理思維的挑戰(zhàn)
描述第一性原理思維很容易,但實踐起來卻是非常困難的。第一性原理思維的主要障礙之一是人們傾向于形式而不是功能。下面這個有關(guān)行李箱的故事就是一個典型的例子。
古羅馬時期,士兵們使用皮革制的郵差包和背包來裝運食物。同一時期,古羅馬有很多種帶輪子的車輛工具,像敞篷雙輪馬車、載客四輪馬車、運貨四輪馬車。然而,幾千年來,沒有人想過將包袋與輪子結(jié)合起來。第一個滾輪行李箱是由伯納德·薩多夫在1970年發(fā)明的,當(dāng)時他正在機場搬運自己的行李,看見一個工人用滑輪移動一架笨重的機器。
整個19世紀(jì)和20世紀(jì),皮包都是有特殊用途的——上學(xué)背包、登山背包和旅行箱。1938年,人們才給背包加上拉鏈。1967年尼龍背包首次售賣。盡管有了這些改進(jìn),但包袋的形式基本上保持不變。創(chuàng)新者把所有時間都用在了同一主題的微小重復(fù)上。這些創(chuàng)新看起來只是形式的改變,而不是核心功能的改進(jìn)。當(dāng)其他人都聚焦于如何(在形式上)做出更好的包袋時,薩多夫考慮的是,如何更加有效地(在功能上)裝載和運輸物品。
如何獨立思考
人類的模仿傾向是第一性原理思維的常見障礙。大多數(shù)人在展望未來時,他們會映射出對當(dāng)前形式的遞進(jìn),而不是拋棄形式,著眼于功能的改造。例如,在批評技術(shù)進(jìn)步時,有些人問,“會飛的車在哪兒呢?”事情是這樣的:我們有會飛的車,它們被稱為飛機。問這個問題的人都是過于專注于形式(看起來像汽車的飛行物),而忽略了實際的功能(通過飛行來運輸)。這就是伊隆·馬斯克說的“人們通常用類比來生活”的真正意義所指。警惕自己的一些固有思想。舊習(xí)俗和過往的形式通常會被毫無疑問地接受,而一旦接受,這些根深蒂固的思想就會嚴(yán)重影響創(chuàng)造力。
第一性原理思維要求你拋棄對先前形式的執(zhí)著,將功能放在更前頭和更中心的位置。你的目的是什么?你希望達(dá)到的功能結(jié)果是什么?優(yōu)化功能,忽略形式。這就是學(xué)會如何獨立思考的方法。
第一性原理的力量
創(chuàng)新的最好方法可能要先將事物分解為最基本的原理。即使你目前沒有創(chuàng)新的想法,也可以去了解一下你所在領(lǐng)域的第一性原理,牢牢掌握基礎(chǔ)知識,這樣有助于個人競爭力的提高。
每一項創(chuàng)新都需要長時間的迭代和改進(jìn)。文章開頭提到的Space X公司,進(jìn)行了多次模擬和成千上萬次的調(diào)整,最后才建造出一枚廉價且可以重復(fù)使用的火箭。
不斷改進(jìn)有它的必要性,第一性原理思維能改變改進(jìn)的方向。如果沒有第一性原理思維,你可能會將時間花在細(xì)微地改進(jìn)自行車上,而不是造出雪地摩托。第一性原理思維使你走上不同的軌道。
如果你想學(xué)會如何獨立思考,那么第一性原理思維是最好的方法。第一性原理的思維方式強調(diào)獨立思考,而不是人云亦云。馬斯克在這一點上非常像喬布斯。“Think Different”是喬布斯最喜歡的廣告詞,一般譯為“不同凡響”,有朋友說譯為“不同凡想”更貼切。Think Different中的Different一詞從英語語法上說是錯誤的,正確的用詞應(yīng)該是副詞Differently。喬布斯團隊巧妙地借助了這個語法錯誤,強調(diào)自己的標(biāo)新立異,既然英語語法說Think Differently,蘋果就要說Think Different創(chuàng)新的本質(zhì)就是要與眾不同,如果干什么都和別人一樣,就不是創(chuàng)新了。
第一性原理的思維方式強調(diào)質(zhì)疑 (Question),不輕易接受否定的答案。馬斯克在小的時候凡事都喜歡問“為什么”,有時會讓父母生氣。如果別人說某件事不可能做成,馬斯克就要挑戰(zhàn)嘗試一下,看看為什么這件事不可能做成。世界是發(fā)展變化的,以前人們做不成的事,后來條件變化后可能做成。
第一性原理的思維方式強調(diào)實驗,用實踐去驗證。硅谷一位風(fēng)險投資家說過,很多聰明的人喜歡用類比推理,但是很少有人真正動手去做個實驗。17世紀(jì),研究科學(xué)的人都信奉亞里士多德,把這位古希臘哲學(xué)家的話當(dāng)作真理。亞里士多德曾說過:兩個鐵球從高處落下來,重的一定先著地。25歲的伽利略不相信,在比薩斜塔上做了一個著名的實驗,結(jié)論是兩個鐵球同時落地。埃隆·馬斯克雖然有很多奇思怪想,但他絕不是一個魯莽冒進(jìn)的人,他的做法是“大膽假設(shè),小心求證”。
第一性原理思維方式的基礎(chǔ)是自信心。沒有強大的自信心,很難挑戰(zhàn)常規(guī)。愛因斯坦說過:自信是向成功邁出的第一步。而馬斯克則是一個“固執(zhí)”的第一性原理思維的踐行者。
第一性原理與類比思維
用第一性原理思考問題,而不是類比。多數(shù)人考慮問題時會局限于類比(Analogy)思維。類比是一種重要的邏輯思維和推理方法,是人們解決陌生問題的一種常用策略。
類比思維運用已有的知識和經(jīng)驗將陌生的、不熟悉的問題與熟悉的問題或其他相似事物進(jìn)行類比,嘗試找到解決問題的辦法。類比是從兩類對象具有某些相似或相同的屬性出發(fā),推出其中一個對象可能是有另一類對象已經(jīng)具有的其他屬性的思維方法?;灸J绞牵喝鬉對象具有屬性a、b、c、d,且B對象具有屬性a、b、c,則推論:B對象也具有屬性d。
在投資和創(chuàng)業(yè)領(lǐng)域,一些人喜歡把美國已經(jīng)成功的產(chǎn)品或商業(yè)模式移植到中國,被稱為C2C-Copy to China。這就是典型的類比思維模式。國外的云存儲公司DropBox和Box.net很成功,國內(nèi)很多投資人也覺得云存儲在中國也一定有前景;國外有了商務(wù)社交網(wǎng)站LinkedIn,國內(nèi)也出現(xiàn)不少模仿者;國外打車軟件Uber火了,國內(nèi)立刻涌現(xiàn)出很多出租車的叫車應(yīng)用……
但是類比推理并不是因果推理。Uber在美國的成功,和中國打車App的成功之間并沒有因果關(guān)系。“這幾家打車軟件,上月給我這部電話就充了3000元;每單獎勵10元到50元,發(fā)展一個用戶也給錢;有一家只要掛著,一個月一桶食用油,還給米…… ”一名出租車司機對朋友說。從常識來分析,這種“花錢”買客戶的方式肯定是不可持續(xù)的,在互聯(lián)網(wǎng)泡沫的時候,美國一家公司甚至用免費送電腦的方式來吸引客戶。運用第一性原理思考問題,強調(diào)在基本事實的基礎(chǔ)上探究問題的本源,不被過去的經(jīng)驗知識所干擾。
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