如何理解 Elon Musk 的第一性原理？

Elon Musk认为他的思维方法是符合物理学的第一性原理的，就是把事物的基本原理搞清楚，然后再把后面的知识结构捋下来。我的问题是：这样做，为什么会提高效率呢？难道这样做不是需要耗费更多的时间和精力吗？而且，尤其是统计学做出来的结论，恐怕是很难找到背后的原理吧。我们应该怎么看待这个第一性原理呢？

周末花了半天时间，整理的马斯克最新访谈实录，马斯克说：

物理学是基础，其他都是建议。我见过很多违反法律的人，但还没有见过可以违反物理学的人。

整个访谈2个半小时，文字记录1.6万字，从第一性原理出发，马斯克谈了极值思考，火箭技术，人工智能，对年轻人的建议等多个话题。
我摘要对我启发的4个要点，分享给你。
一、「不放弃」的态度

谈到制造「可重复使用火箭」难度很高时，马斯克说这是一个非空集，是有可能实现的，「放弃这两个字不在我的字典里，管他乐观还是悲观，都滚蛋，干就完了！」
我理解不放弃有两个层面：

• 坚定你的目标
  
• 坚守你的目标
  

目标不坚定，抱着无所谓的心态，遇到挫折很容易放弃。马斯克认为火箭技术的梦想，是建立一个完全和快速可重复使用的轨道系统。
有了坚定的目标后，就需要坚毅力来坚守。坚毅力是不顾艰难，持之以恒的力量。由意志力，思维模式和热情决定。
二、如何本质思考

这个话题谈得很多，包括第一性原理，极值思考，以及从信息论角度看金钱。先看熟悉的第一性原理。
1.第一性原理
马斯克这次详细的谈了他的第一性原理思考方式，并举了例子：

第一性原理是分析，我认为分析可以应用于任何生活中所出现的事情。实际上，我们可以把一些事情归结为最基本的原则。
马斯克：物理学是基础，其他都是建议。我见过很多违反法律的人，但还没有见过可以违反物理学的人。如果是技术问题，你只需要确保自己没有违反物理学。

物理学是最底层的，化学是物理的应用，生物是化学的应用，而认知科学则是生物学的应用，心理学、社会学、经济学是这些基础科学的组合应用。
根据马斯克的谈话，我们可以这样来理解第一性原理：
第一性原理就是从基本原则出发分析事物的方法。
越底层的原则，就越牢靠，如下面几个基本原则：

• 物理学：能量守恒原理
  
• 信息论：信息的传输率永远都不可能超过信道容量
  
• 经济学：边际成本永远不可能为零
  
• 心理学：奖励什么，获得什么
  
• 自我改变：走阻力最小的路
  

如果将第一性原理跟极值思考结合起来效果倍增。
2.极值思考

另一个方法是在极限中思考问题，如果你在思考一件事情的同时，把它扩展到一个非常大的范畴或一个非常小的范畴，事情会发生什么变化？

这就是极大极小化思考。举例来说，制造火箭成本很高，如果生产100万支还是很贵，数量就不是贵的原因，根本问题出在设计上。
产品制造是把原子排列成需要的形状，决定成本的是如何去排列这些原子。因此，基于第一性原理思考，
产品最低成本=原材料价值（获取原子的成本）+所需知识产权（排列原子的方法）
难点在哪里？移动一个原子比移动一个比特难多了。
马斯克说，把一个拥有先进技术的产品量产，比设计这款产品难许多。就猛禽发动机来说，最耗时间的不是发动机的设计，而是发动机的生产。
3.第一性原理思考步骤
有两种思考方式，一种是使用熟悉的工具，部件和方法，尝试用现有的工具和方法制造一个产品。这样做出的不太可能是完满产品。
另一种是从第一性原理出发，想象完美产品或技术，这个过程我整理成三步：
第1步：想象理论上完美的产品是什么样的？原子怎样才能完美的排列，形成什么样的形状？
第2步：现在我们需要创造什么工具、方法、材料才能让原子变成需要的形状？
第3步：不断学习，你学习得越多，对完满产品的定义也会随着改变。
从第一性思考，马斯克认为：
火箭技术的梦想，就是建立一个完全和快速可重复使用的轨道系统。
我自己联系得到的观点：
认知的核心，就是建立一个将信息转化为行动的高效能系统。
4.钱是一种数据
马斯克说认识金钱的本质，要从信息理论的角度谈看待钱。

金钱本身并没有力量，钱则是资源分配的数据库，我们可以把货币看作是一个跨时空的资源分配数据库。
可以把整个经济系统看作是一个互联网连接，有带宽、时延抖动和丢包这些网络通信中经常会出现的错误。因此我们也可以从这个角度思考货币，然后从信息理论的角度想究竟什么样的系统能使经济运行得最好。

财富的广义定义——满足需求和欲望的通用能力。
我对金钱和财富的理解：

• 钱是印出来的，财富是长出来的
  
• 钱没有生命，财富有生命
  
• 钱会贬值，财富能繁殖
  
• 财富能换成钱，钱不一定能买到财富
  

三、全自动驾驶实现难点

全自动驾驶其实是模拟人类驾驶。人类驾驶是用感觉器官搜集信息，然后用大脑的神经网络处理信息，再控制肌肉去完成驾驶行为。
可以用智能体三大系统来分析自动驾驶。一个会学习的智能体包括感知，思考和活动三大系统。汽车的活动系统问题早就解决，启动，停止，转弯，机器控制的比人更好。
难点在于感知和思考系统。特斯拉的FSD系统（全自动驾驶）模拟人类的感知和思考，具体方式就是将视觉算法和神经网络，以数字形式重建。摄像头就像眼睛，神经网络就像大脑。
工程上的努力是提升摄像头性能，增加芯片计算能力。计算中最难的是什么？马斯克说难点是建立一个准确的向量空间， 并对这些空间实际预测。
向量空间是一个术语，我理解就是对三维物体建模，还要考虑时间因素。这跟大脑建立心智模型是一样的，眼睛看到的是二维图像，但真实世界是四维的（三维空间+一维时间），中间差的维度需要脑补——根据以前学到的知识和最新信息合成。
脑补生成的模型与现实的越逼真，我们就越能准确认识事物真相。
在自动驾驶中，摄像头感知图像之后形成数字信号，将数字信号映射到向量空间，最终可以识别汽车、人、车道线、曲线和红绿灯等等。马斯克说，一旦建立起了准确的向量空间，控制车辆就会变得像玩游戏一样简单。
四、对年轻人的建议：过有用的生活

谈到对年轻人有什么建议时，马斯克说：

尝试做一些有用的事，做对你同胞、对世界有用的事情。随时思考你贡献的比你消耗的多吗？要努力为社会作出积极的贡献，我认为这就是目标
如果你过着有用的生活，那就是美好的生活，值得过的生活。
我鼓励人们阅读大量书籍，尽可能多的吸收信息。你至少对知识景观有一个大致的了解，尝试了解很多东西，因为你可能不知道自己感兴趣的是什么。广泛的探索，和不同的人交谈，了解各行各业，喜欢什么职业就去做。尽可能的多学习，寻找意义。多阅读和尝试，找到和你的才能相匹配的事情去做。

通过尝试探索，找到匹配是关键。经济学上有一个术语「匹配质量」，匹配质量就是描述技能、兴趣和工作之间的匹配程度。
专业化是社会发展的必然，研究发现，在收入上，早期专业化获得了先发优势，但这种优势不会持久。工作6年后，在职业生涯早期进行大量多样化尝试的人会追上并超过早期职业化发展者。
因为前期通过多次尝试，找到的工作跟自己的匹配质量会更高。匹配质量越高，学习速度就越快。《成长的边界》作者爱泼斯坦说，当你的能力，兴趣和工作匹配时，匹配质量看起来就像一种坚毅力。
行为设计也一样，找到黄金行为的焦点地图是行为设计中的核心工具。一个行为能否持续，关键是匹配质量。
以上四点有马斯克的原话，也有我的个人理解，我还增加了自己联系到的一些私货，希望有助于你建立更准确的心智模型。
大辉感谢你的点赞和支持！
更多思维模型，认知原理，推荐我放在手边，随时回顾的进步黑客3件套
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本期内容约3000个字，阅读时间大约4分钟，你想知道的就是你即将看到的。

问题引入

前几天有位网友在我关于马斯克的视频中提了一句，他让我说说第一性原理，说句实话，在此之前，我还真没有听说过这个概念，但“第一性原理”这五个字让人听起来高深莫测，本着学习的态度，今天花了点时间去研究了一下，明白了之后立马提神醒脑！


说来也巧，在搜索引擎中敲入这五个字，搜索结果在显眼的位置给我推荐了马斯克七年前的一个视频，这一下子就激发了我这个狂马粉的热情，难道马斯克跟第一性原理有什么关系？事后才知道，古往今来，也许马斯克才是最会使用第一性原理的人，让我们先看一下这个视频，先从马斯克的话中了解一下第一性原理到底是干啥的。


视频中马斯克说道，使用第一性原理比使用类推更加的烧脑，采用第一性原理解决问题类似于通过物理学来观察世界，第一性原理的真谛是将一个整体拆解为最基础最原始的组成部分，并且保证这些部分都是正确或者无限接近于正确的，然后再从这个最基础原始的层面，重新构建出一个新的整体。


其实视频中马斯克对第一性原理的解释还是略微有点抽象，但至少我们心中已对它有了一个粗略的概念，那就是先分再合，咱们可以通过两个案例再具体领会一下。
案例一：电池组

马斯克说在早期每当人们谈论起电动车时，总会抱怨电池组太贵，这都是基于传统的你一言他一语流行开来的，很多人并没有独立思考过，他说如果采用第一性原理的策略，就可以将市面上的电池组进行拆解，电池组无非就是用碳啊锂啊等材料构成的，如果将一个电池组拆分成多个组成部件或材料，然后再分别计算一下他们的市场价，那么就会发现构成一块完整电池组的材料费用其实很低，此时降低电池组成本的办法也就显而易见了，那就是通过在市场上购买这些材料，然后将其组装成一个电池组就可以了。


案例一中提及的问题是电池组到底成本是多少，解决方案是将电池组拆解，然后按照市场价计算每一种材料的价格总和，于是就得出了电池组的真实成本，典型的分与合。
案例二：SpaceX

2002年的马斯克对太空产生了强烈的兴趣，他当时的诉求亦或是目标也是很明确的，那就是将火箭发射到火星上，此时他遇到的核心问题就是需要一枚火箭，他首先想到的解决方案是去购买，但走了一圈下来，他现发6500万美元的报价是难以接受的，虽然他当时有财力可以发射几枚火箭，但却并没有持续性，于是他开始重新思考这个问题，并基于物理框架寻找这个问题的答案。


前面已经提及，在马斯克看来，从物理框架的角度来解决问题跟第一性原理的思维策略很相似，于是他通过书本学习火箭知识，目的是为了罗列出火箭的核心构件与制作材料，后来他得出的结论是，火箭大致上是由一些航空级铝合金，再加上一些钛、铜和碳纤维组成的，如果从市面上购买制作一枚火箭所需的材料，其总成本只有6500万美元的2%，也就是区区130万美元左右！这一下子为马斯克打开了航天之门，他决定创办SpaceX，购买材料，打造自己的火箭，相较于传统火箭的发射费用，如今的马斯克在保证火箭发射利润的前提下，已将发射成本降低了10倍！


案例二跟案例一如出一辙，第一性原理类似于一种追根溯源的思维策略，虽然看似重复走了几遍别人已走的路，但第一性原理可以让人看到事物的源头亦或是本来面目，在这种最基础原始的层面，人的思维往往是最清醒的。
定义

2000多年前的亚里士多德曾将第一性原理定义为“认识事物的第一个基础”，其实如果用通俗的话来讲，正是前面提到的马斯克关于第一性原理的定义：

在你的认知范围内，将一个事物拆分成是真理或无限接近于真理的最小单元，然后在这个细微层面重新构建出满足你需求的新事物。

如果要说得再简单明了一点，那就是解构与重构！

当然如果我们想让第一性原理指导我们的生活和工作，完全没有必要将事物拆分到最小的组成单元，因为那将需要花费大量的精力，我们其实只需要比多数人深入一两个层次就可以了，在明确了第一性原理的定义之后，很多人包括大O在内都会想到这个问题：

如何在生活中应用第一性原理去解决各种问题呢？

形式与功能

各位在看完了马斯克是如何运用第一性原理的案例之后会发现，第一性原理其实从字面上很容易描述，它的定义也是相当的简单，无非就是解构与重构的过程，但想要在实际中运用第一性原理却是有点困难的，解构的过程需要专业领域的相关知识，这个可能就需要花费大量的学习时间，就像马斯克啃航天书本一样，而在优化并重构的过程中，多数人又会犯一个严重的错误，那就是在重构的过程中，倾向于“形式”而非“功能”的重构，咱们还是以火箭为例来说一说。


给你一枚火箭，你有能力将它拆解开来，你也能明白每一个部件是由什么材料打造的，现在你想研发自己的火箭品牌，那么多数人的做法会模仿着拆解之前的火箭再将它重新组装起来，有时候为了彰显与众不同，会适当调整一下火箭部件的尺寸或外形，然后再打上自已的Logo，一枚全新的火箭在你眼中就诞生了！


这是典型的“形式导向”而非“功能导向”，因为经你重构之后的火箭在功能上，跟原来的火箭没有本质的区别！如果后期你为了适配多个火箭发射市场，可能会对之前的发动机进行再次的解构与重构，打造出不同动力的发动机型号，这里才能稍微体现出功能导向，因为至少在发射能力上，你的新火箭相较于之前的火箭更能适应市场的需求。


那马斯克是怎么做的呢？其实在猎鹰9号之前，马斯克跟多数人一样，他的SpaceX也是只打造出了能够飞往地球轨道的火箭，跟历史上其它的火箭没有什么区别，但后来，他又有了新的目标，那就是大幅降低火箭的发射成本，而降低火箭发射成本的一条有效之路就是利旧，此时他必须在火箭的功能上下功夫，既然飞机可以从天而降，那火箭为什么就不可以呢？如果从第一性原理的角度来分析，马斯克肯定是拆解了当下主流航天器的功能，发现了比如月球着陆器具备了垂直降落的功能，如果在重构火箭的过程中，把垂直降落技术添加上火箭身上，那么至少一级火箭就可以复用了，这就实现了降低火箭发射成本的诉求！可以说猎鹰9号的诞生，是马斯克对第一性原理的绝佳实践案例，当然万事开头难，马斯克的坚毅在这个过程中也发挥了重要的作用。


所以不难看出，“形式导向”的重构其实只是一种细微的迭代优化，最终产物始终脱离不了最初的影子，而功能导向更类似于跨域结合，跟孔子的“三人行必有我师，择其善者而从之”有异曲同工之即妙！
说到激情处，大O还想再说一个案例，那就是近两年SpaceX的头号项目星舰！二级星舰是普通二级火箭跟航天飞机的典型结合体，它同时具备了二者的核心功能，二级星舰的前后襟翼跟航天飞机的机翼类似，可借助空气动力学让箭体在空中保持水平降落，二级星舰底部的9台猛禽发动机又让它具备了火箭的核心功能，能垂直爬升和降落，二级星舰也是典型的在重构过程中为了100%可复用的目标这个功能导向而推导出的解决方案！

一句话，多一点内涵，少一点外在。

革命

其实说了这么多，大O认为，想要推出革命性的产品，在具备多个领域专业知识的前提下，第一性原理应该是顶层战略，在其下，可通过模仿持续优化其核心构件，在重构整体的过程中以功能导向为主，以形式导向为辅，只要能熬过前期的艰苦岁月，后期大成可望！


苹果的IPhone就是又一个典型案例，在苹果刚推出IPod之前，记得谁好像说过一句话，如果在IPod的基础之上再添加上通信功能，那全世界的手机岂不全玩完了？一语中的！2007年苹果推出IPhone后震惊世界！各位有没有一个感觉，跨域结合往往会产生革命性的产品，而跨域结合的过程，不正是对各域功能的拆解、混合与按需重构的过程吗？这不正是第一性原理的典型案例吗？


苹果为了让IPhone的体验更加丝滑这一核心目标，不断优化自家的IOS和A系列芯片，苹果为了让手机屏幕看起来更大，率先用上了刘海屏，苹果为了让Mac的续航更加给力，重构出了M系列芯片，这都是功能导向的典型案例，至于形式上，很多人都在嘲笑苹果手机的外观千年不变，其实这正是苹果的聪明之举，因为苹果明白，任何产品，功能第一！


结束语

宇宙已经138亿年了，科学家们为什么非得去推断宇宙的年龄呢？大O相信你已经有了自己的答案。第一性原理中最核心的就是“第一”二字，通过拆解去寻找事物的“第三”、“第二”与“第一”，而在拆解之前，你需要明确拆解方向，也就是为了解决哪个疑问而去拆解它，当一切原始构件都摆在你面前时，你豁然开朗了！该优化的优化，该替换的替换，该整合的整合，重构出一个功能更强大的东西，这就是第一性原理！


我是大O，专注航天科普，有兴趣的朋友就关注一波吧！

一般过了中二期的人呢，思考问题都会有自己各自的套路，我们可以笼统的把这个套路叫做思想框架。通常这个思想框架的好坏，基本上就决定了一个人做事成功的机率。
获得思想框架主要有两个途径，学习和领悟。很多大学级别的课程已经不教很多新的只是了，而是教的思想框架framework，模型(model)之类的东西了。但是纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行，书本教的framework思想框架好比一个万能的工具，虽然能凑合使用，却不是适合所有人各自不同的情况，在实践中领悟的思想框架对人的指导意义往往是心法级的，远高于framework的工具级。
在有大量实践经验的人心里，这个思想框架或者思维方法其实早就存在，但是把这个思想框架仔细的罗列描述出来，告诉别人知道，是非常困难的，因为在很多时候，“我”为什么这么想，是与本体复杂的人生体验有极大的联系的。这个时候，最简单易行的表达方法，就是借用一个相近的思想框架来描述，这将大大降低听者理解的痛苦。
Elon Musk这里是借了物理学的第一性原理，描述了他的思想框架，并不表示他思考问题的时候也从物理学的第一性原理出发。
那么这样做，为什么会提高效率呢？因为人的大脑具有非凡的联想能力，你会发现原理相近的事物，可以互相佐证，反而效率更高。

物理的第一性原理难道不是不使用任何经验参数、直接求解体系的薛定谔方程的方法么……
不过确实，第一性原理计算是要消耗更多时间精力的，属于分子动力学模拟中的史诗级巨坑。Musk这种类比当鸡汤看比较好。
顺便想到一个致富信息：格里菲斯的量子力学概论里有一道充满恶意的“习题”——用第一性原理计算出精细结构常数。能完成这个计算的人可能是有史以来拿诺奖最稳的人选了，然后你就有奖金了。