亚里士多德是最早提出第一性原理的人。他认为,在每一个系统里面都存在着第一性原理。第一性原理是基本的命题和假设,它不能被省略,不能被删除,也不能被违反。
例如欧几里得的几何学,其第一性原理共有五条公设和五条公理。
五条公设
1.过两点只能做一直线;
2.线段可以无限延长;
3.以任一点为圆心,任意长为半径,可做一圆;
4.凡事直角都相等;
5.同平面内一条直线和另外两条直线相交,若在直线同侧的两个内角之和小于180°,则这两条直线经无限延长后在这一侧相交。
五条公理
1.等于同量的量彼此相等;
2.等量加等量,其和仍相等;
3.等量减等量,其差仍相等;
4.彼此能够重合的物体是全等的;
5.整体大于局部。
正因为有了这五条公设和五条公理,为整个欧几里得的几何学打下基础,影响了这个世界几千年。
所谓公设和公理是指依据人类理性的不证自明的基本事实,经过人类长期反复实践的考验,不需要再加证明的基本命题。也即是说,公设和公理是一个自确定的原起点,自确定就是自己就能确定他是对的,是整个逻辑推理的基石假设,只要基石假设正确,那么站在其上的推论,结果必然正确。
就像苏格拉底三段论一样,“所有人都会死,苏格拉底是人,所以苏格拉底会死”。整个三段论的推导前提是“所有人都会死”,一旦确认这个基石假设是准确的,那么苏格拉底这个人会死的结论就必然正确。
那么如何确定基石是正确的呢?有两种思维方法:归纳性思维和演绎性思维。
以上面的三段论为例,“所有人都会死”的基石假设是源于人类历史的归纳,历史上所有人都会死,从来没有出现长生不死的特例,因此得出“所有人都会死”的基石假设。这种思维方法是有N个已知的数据或现象,推论出一个规律。但从历史规律来看,归纳性思维得出的结论未必可靠,未必能把握住事物的本质,并且对未来的事物难以概括。“黑天鹅”事件就较好的诠释了归纳性思维的劣势。
从现代生物学的角度来看,因为生物的遗传信息中有一个“自毁”程序,这个“自毁”程序会导致细胞工作达到一定时间或者出现不可修复的损伤后即“自杀”。而绝大多数生物的细胞的分裂次数是有限的,当达到极限值后,细胞的衰老死亡数量超过了新生数量,体现在宏观上就是人体的衰老。当这种微观上的变化达到生命所能承受的上限,生命就死了。这个就是演绎性思维,即从反应客观规律的理论为依据,推知事物的未知部分,也就是找出一个已知的正确的前提假设,不断不断地推导,最后得出结论。比如,人是由细胞构成的,所有的细胞都会“自杀”,当细胞“自杀”数量超过新生数量这一过程不可逆,且达到生命所能承受的上限,最终人一定会死。
第一性原理有什么作用呢?可以带来一种颠覆性的创新。比如交通工具的本质就是将人或其他物体从A点转移到B点,要实现这一目的,人类迭代了各类交通工具,无论是通过马车、汽车还是飞机,不管是采用燃油、燃气还是电动,最终其本质都是不变的,但效率和成本则在迭代中不断被颠覆。
同样是交通工具,比如特斯拉电动汽车的横空出世之前,按照传统思维,研发电动汽车电池成本太高,得不偿失。但马斯克运用第一性原理,将电池生产重新归零、结构、重构,大大降低了电动车成本,成功开拓了市场。其第一性原理的应用首先是另辟蹊径,不在原来成熟的电池技术上进行研发,而是通过分析电池构成的基本要素“铝、镍,以及一些聚合物”,从物理学的基本定律来重构电池,大大降低了成本。
第一性原理如此重要,我们在建立自己的知识之塔的时候,首先需要深入剖析遵循的第一性原理是什么,通过借助他人建立的第一性原理,创造或衍生出自己的第一性原理。正如爱因斯坦所说“理论家的工作就分成两步,第一步是发现公理,第二个从公理出发推出结论”。发现公理就是找到第一性原理的过程,而从公理出发推出结论就是创造或衍生出第一性原理的过程。
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