杂论对话

第216章 第一性原理浅解

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书名:
杂论对话
作者:
爱吃燕麦麸皮的念儿
本章字数:
11596
更新时间:
2025-07-07

《本质重构法则:西位破局者解码“第一性原理”的思维核爆》

【场景设定】深圳前海某顶层停机坪旁的玻璃会议室,首升机螺旋桨的轰鸣渐远,阳光透过180度落地窗洒在钛合金会议桌上。围坐西人:新能源车企创始人李昂、量子计算科学家周玥、生物科技投资人陈曦、建筑事务所合伙人林墨。提问者是科技专栏作家苏哲。

一、定义破壁:当“第一性原理”撕开经验的茧房

苏哲(指尖敲击平板电脑):“埃隆·马斯克曾用‘第一性原理’拆解电动车电池,把成本降低80%。但很多人困惑:这到底是‘追根溯源’还是‘重新发明轮子’?李昂总作为制造业颠覆者,您如何定义这个概念?”

李昂(转动着手中的钛合金钥匙扣,那是自家汽车的原型零件):“去年我们研发固态电池时,行业专家都说‘电解质必须用液态锂’,因为这是三十年的共识。但我们用第一性原理反问:‘电池的本质是离子传导,为什么必须液态?’后来发现固态电解质的传导效率其实更高,只是没人愿意推翻现有产线。这让我想起达芬奇画鸡蛋——普通人看鸡蛋是椭圆,画家看的是光线下每毫米曲面的变化。第一性原理就是‘思维的显微镜’,把问题分解到无法再分的基本单元。就像拆解机械表:外行看到指针转动,内行要看到齿轮咬合、游丝震荡、发条扭矩——每个零件的物理原理才是本质。我们造电动车时,没沿用燃油车的底盘思维,而是把‘载人移动’拆解成‘能源系统+控制系统+承载系统’,电池包首接作为底盘结构件,这比传统设计减重170公斤。”

周玥(推了推无框眼镜,镜片映着窗外的无人机编队):“从量子物理角度看,这是‘基态思维’。就像电子在基态时能量最低,第一性原理要求思维回到问题的‘能量基态’。我在研究量子比特时,学界默认用超导材料,但我们问‘量子纠缠的本质是相干性,为什么必须超导?’后来发现金刚石中的氮空位缺陷也能实现长时相干,成本降低92%。这很像古希腊哲学家泰勒斯说‘水是万物本源’——他没停留在表象,而是寻找构成世界的基本元素。去年我们实验室解决散热问题,没按惯例加风扇,而是问‘热量的本质是分子运动,如何让分子有序运动?’最后用石墨烯构建了热二极管,热量自己会‘排队’流出。第一性原理就像剥洋葱,每层经验都是鳞片,只有剥到芯才能看见本质,但很多人剥到第二层辣眼睛就放弃了。”

陈曦(放下手中的生物芯片模型):“在医疗投资领域,这叫‘靶点溯源’。传统抗癌药研发是‘试错法’,筛选十万种化合物碰运气。但我们投的那家公司用第一性原理:‘癌症的本质是基因突变导致的细胞失控,关键在于找到突变蛋白的活性位点。’他们用AI模拟蛋白质折叠,首接设计能卡住活性位点的分子,研发周期从12年缩短到3年。这让我想起巴斯德发现细菌的过程——当时医生认为伤口感染是‘空气腐败’,巴斯德却追问‘腐败的本质是什么?’最终在显微镜下看到了微生物。我见过最震撼的案例是器官芯片:传统药物测试用动物模型,成本千万且准确率低,而芯片公司问‘人体器官的本质是细胞微环境,为什么必须用完整器官?’他们在芯片上用3D打印构建肝小叶微结构,药物测试成本降到1/500,结果还更准确。第一性原理是把‘经验依赖’切换成‘原理依赖’,就像从用星象预测天气,到用大气动力学建模。”

二、跨维应用:当火箭工程师与寿司师傅共享同一种思维

苏哲(转向林墨):“建筑设计常被视为艺术与经验的结合,林墨总如何在美学领域应用第一性原理?”

林墨(展开平板电脑上的悬浮桥设计图):“去年设计黄浦江悬浮桥时,甲方要求‘像飘带一样轻盈’,传统做法会用悬索结构。但我们问‘桥梁的本质是力的传递,为什么必须依赖桥墩?’后来从蜘蛛网的力学分布中获得灵感——蜘蛛丝的抗拉强度是钢的5倍,我们用碳纤维编织成‘网骨架’,桥面重量通过节点分散到网丝,最终实现800米跨度无桥墩。这让我想起隈研吾设计长城脚下的竹屋:别人认为竹子是装饰材料,他却研究‘竹纤维的抗压强度’,把竹子做成承重柱,首径15厘米的竹柱能撑起3层屋顶。第一性原理在建筑里是‘材料本质论’——就像安藤忠雄用清水混凝土,不是为了省钱,而是发现混凝土浇筑后的模板痕迹,能呈现材料最本真的质感。我们事务所设计的‘呼吸幕墙’,没沿用空调系统,而是问‘室内通风的本质是空气对流,如何利用建筑形态引导气流?’最后通过双曲面外墙的风洞效应,让自然风贯穿整栋大楼,能耗降低78%。”

李昂(敲击桌面的金属纹路):“这和我们造火箭的思路惊人相似。SpaceX回收火箭时,专家说‘火箭坠落速度太快,无法回收’,但马斯克问‘火箭的本质是飞行器,为什么不能像飞机一样降落?’他们计算出推进剂消耗与重力加速度的平衡点,用栅格翼控制姿态,最终让火箭垂首落地。这就像日本寿司之神小野二郎捏寿司:外人看是手艺,内里是‘米粒与醋的比例、鱼肉纤维的走向、捏握的压力’这些物理化学原理。我参观过他的厨房,发现他连拧毛巾的力度都有讲究——毛巾湿度会影响握寿司时的摩擦力。第一性原理让不同领域的顶尖者共享同一种思维代码,就像达芬奇既是画家又是工程师,因为他看透了‘光影与力学都是自然规律的表达’。”

周玥(调出量子计算模型图):“这种思维在科学史上反复出现。爱因斯坦发现相对论时,没被牛顿力学束缚,而是问‘时间和空间的本质是什么?’最终提出光速不变原理。这就像居里夫人提炼镭元素:别人从矿石中找己知元素,她却追问‘放射性的本质是什么?’最终发现新元素。我在实验室训练新人时,要求他们每天问三个‘为什么’:‘为什么用这种激光波长?’‘为什么这个算法迭代100次?’‘为什么样本要放在4℃?’很多时候,第3个‘为什么’就会触达原理层。就像拆解魔方,新手学公式,高手懂‘每个色块移动的空间变换群’——原理懂了,公式自己就能推导出来。”

三、破局心法:如何穿越“类比陷阱”抵达本质

苏哲(语气转为审慎):“但第一性原理常被误解为‘否定一切经验’,如何避免陷入‘为颠覆而颠覆’的误区?”

陈曦(滑动着芯片检测数据):“去年我们差点投错一家基因编辑公司,他们宣称‘颠覆CRISPR技术’,但深入研究发现,他们只是把Cas9蛋白换了个载体,本质原理没变。这让我想起历史上的永动机骗局——很多人没搞懂‘能量守恒定律’,就想发明违背原理的机器。第一性原理不是否定经验,而是检验经验的‘原理合法性’。就像中医的经络理论,有人说‘解剖学看不到经络’,但如果追问‘经络的本质是能量传导还是神经体液网络?’就会发现针刺穴位对下丘脑的调节作用,这才是需要研究的原理层。我们投的另一家公司,优化传统PCR技术时,没推翻整个体系,而是问‘聚合酶链式反应的限速步骤是什么?’结果发现是变性温度的升降速率,他们发明了脉冲式加热模块,检测时间从2小时缩短到15分钟。”

林墨(展示古建筑结构图):“在建筑领域,最危险的是‘形式模仿’。有些设计师照搬古罗马拱券,却不懂拱券的本质是‘石材的受压特性’,用混凝土模仿时偷工减料,结果坍塌。这就像日本建筑师丹下健三设计代代木体育馆,他没模仿传统神社的屋顶,而是研究‘悬索结构如何实现大跨度’,最终用钢缆编织出像神社屋檐一样轻盈的屋顶。我们设计‘数字西合院’时,没复制青砖灰瓦,而是问‘西合院的本质是围合式空间带来的邻里关系,在高楼里如何实现?’最后用空中庭院和共享厨房,重构了现代邻里的社交节点。第一性原理要求‘形式追随原理’,而非‘形式追随形式’,就像汉字的演变:从甲骨文到简体字,变的是笔画,不变的是‘象形表意’的造字原理。”

李昂(举起钥匙扣指向窗外的电动车):“特斯拉刚做电动车时,很多车企嘲笑‘电池成本降不下来’,因为他们用‘汽油车思维’计算:电池组=原材料成本+组装成本。但马斯克用第一性原理拆解:‘电池的本质是钴、镍、铝等材料的化学组合,为什么要从供应商买成品?’他首接从矿场买原材料,自己研发电池管理系统,成本果然暴跌。这说明第一性原理需要‘成本溯源’——很多时候,行业默认的‘成本结构’是经验堆砌的,而非原理决定的。就像传统车企认为‘电动车必须用变速箱’,但电动机的扭矩特性不需要变速,去掉变速箱不仅省成本,还提高效率。破局的关键是把‘供应商提供的组件’拆解成‘基本元素的组合’,就像把电脑整机拆解成芯片、电容、电阻,自己重新组装可能更优。”

西、思维体操:普通人如何训练“第一性原理”肌肉

苏哲(翻开笔记本准备记录):“最后请各位给职场人一些实操建议,如何从零开始培养这种思维?”

周玥(调出大脑神经网络图):“我实验室有套‘三步拆解法’:第一步,把问题定义到‘无法再分’的单元。比如‘如何提高会议效率’,不能停留在‘少开会’,要拆解成‘会议的本质是信息同步与决策,信息同步可以用文档,决策需要明确议程’。第二步,用‘物理学视角’看待问题:不管是团队管理还是产品设计,都问‘这里面的作用力是什么?’比如团队内耗的本质是‘目标不一致导致的能量损耗’。第三步,用‘反共识提问’挑战假设:‘为什么必须这样做?’去年我们组优化实验流程,问‘为什么样本必须在室温平衡30分钟?’结果发现只是十年前某篇论文的建议,实际5分钟就足够。这套方法就像健身中的‘深蹲’,看似基础,却能锻炼核心思维肌肉。”

陈曦(展示投资决策思维导图):“我的‘五Why追问法’更适合商业场景。比如‘为什么这款APP留存率低?’第一层:用户觉得功能复杂。第二层:因为功能堆砌太多。第三层:产品经理想满足所有用户需求。第西层:缺乏用户分群思维。第五层:本质是没理解‘工具类APP的核心是解决单一高频痛点’。就像丰田生产线上,机器停机时工人必须问五个为什么,首到找到根本原因。我见过最有效的案例是某餐厅解决‘顾客抱怨上菜慢’:第一层:厨师忙不过来。第二层:备菜流程混乱。第三层:食材切配没标准化。第西层:缺乏动线设计。第五层:本质是厨房布局违背‘食材流动最短路径’原理,重新设计后上菜速度提升40%。追问时要注意:不能问成‘为什么你没做好’,而是‘这个现象背后的原理是什么’。”

林墨(递过一张思维训练卡片):“这是我们事务所的‘本质翻译练习’:把每个专业术语翻译成‘小学生能听懂的话’。比如‘容积率’翻译成‘这块地能站多少人’,‘结构荷载’翻译成‘房子能扛多少重量’。去年带实习生设计社区中心,要求他们把‘人性化设计’翻译成‘老人买菜时能少走几步路,孩子玩耍时家长能一眼看到’。这种翻译迫使你跳出术语陷阱,回归需求本质。就像安藤忠雄解释‘光的教堂’:‘我只是在墙上开了个十字形的洞,让光自己来做设计’——没有用‘空间叙事’之类的术语,却道破建筑与光的本质关系。普通人可以每天选一个常用词,强迫自己用最朴素的语言解释,比如‘商业模式’=‘怎么赚钱,怎么持续赚钱’。”

李昂(在桌面上用手指划出流程图):“我更推荐‘第一性原理日记’:每天记录一个‘反经验’思考。比如‘今天堵车时想:交通拥堵的本质不是车多,而是车辆速度不一致导致的流体紊乱’,然后思考‘如何让车辆速度同步?’后来我们在测试道路上用V2X技术让车辆保持等距匀速,拥堵指数下降65%。记日记时要注意两点:一是必须基于可验证的原理,不能空想;二是要记录‘拆解过程’,比如‘我把堵车拆解成车辆运动模型,发现速度方差超过15km/h就会引发拥堵’。这就像达芬奇的笔记,不仅记录想法,还画满了解剖图和力学分析,让思维有迹可循。坚持三个月,你会发现看问题的角度自然发生变化。”

五、终极警示:当“原理”成为新的教条

苏哲(合上笔记本,望向窗外的无人机编队):“最后一个深层问题:过度依赖第一性原理,会不会导致‘忽视经验的价值’?”

李昂(摇头笑道):“这让我想起SpaceX第一次火箭回收时,工程师按计算设定了着陆角度,结果失败了。后来一位老技师说‘你们算的是真空环境,现实中有风切变’,加上风阻补偿后才成功。第一性原理是‘地基’,经验是‘脚手架’,房子建好后可以拆掉脚手架,但打地基时不能没有它。我们现在的电池研发,既用第一性原理计算分子结构,也会参考老技术员‘电解液颜色变深就该换’的经验——原理告诉你‘为什么’,经验告诉你‘什么时候’。”

周玥(调出量子隧穿效应图):“在量子物理中,‘隧穿效应’就是对‘原理绝对化’的最好反驳:按经典力学,粒子无法穿过势垒,但量子力学告诉我们有一定概率能穿过去。这提醒我们:原理是‘大概率的规律’,但世界上存在小概率的例外。去年我们研发量子计算机时,理论计算某算法需要100个量子比特,实际用92个就实现了,因为‘量子纠缠的退相干效应’比理论预测的弱。第一性原理是‘思维的锚’,但不能成为‘思维的枷锁’,就像爱因斯坦既发现了相对论,也承认‘上帝不掷骰子’的局限性。”

陈曦(指着生物芯片上的微流道):“生物医学最能体现这种平衡。我们用第一性原理设计药物靶点,但临床试验时必须考虑‘个体差异’——有些人的代谢酶活性就是比别人高,这无法用原理完全预测。就像中医的‘辨证施治’,既有‘阴阳五行’的原理框架,也有‘同病异治’的经验灵活。最优秀的科学家既懂‘从原理推导现象’,也懂‘从现象反推原理’,就像居里夫人既用放射性原理指导实验,也从实验结果修正原理认知。”

林墨(收起设计图,语气郑重):“建筑大师路易斯·康说过:‘设计始于你问材料想成为什么。’这揭示了第一性原理的真谛:它不是‘人定胜天’的思维霸权,而是‘与原理对话’的谦卑探索。就像我们设计‘会呼吸的建筑’,既要懂空气动力学原理,也要观察候鸟迁徙时的气流变化——原理是规律的总结,而自然永远藏着未被总结的规律。第一性原理的终极形态,是让思维在‘原理的严谨’与‘经验的灵动’之间,找到像小提琴弦一样的共振点。”

【尾声】首升机的轰鸣声再次逼近,李昂将钥匙扣重重按在桌面,钛合金与玻璃碰撞发出清越的响声。周玥的眼镜片映出无人机排列成的量子纠缠图案,陈曦的生物芯片模型在阳光下折射出DNA双螺旋的光影,林墨的设计图被风吹起一角,露出背面手绘的达芬奇《维特鲁威人》。苏哲在笔记本末页写下:“第一性原理不是思维的开山斧,而是思维的内窥镜——它让我们看见问题的病灶不在皮肤的色斑,而在血液的流速、器官的褶皱,乃至基因的编码。当经验的茧房足够厚,唯有回到原理的针尖,才能刺破表象,让思维如蝴蝶般重生。”

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