こんにちは、皆さん。この質問はなかなか面白いですね。実は、それほど難しいことではありません。いわゆる「第一原理」とは、簡単に言えば**「根本を掘り下げ、本質に立ち返る」**ということです。
あなたがエンジニアではなく、「これまでにない」料理を作りたいシェフだと想像してみてください。
ほとんどのシェフはどうするでしょうか？彼らは既存のレシピ、例えば豚の角煮の作り方を探し、少しアレンジして新しいスパイスを加え、「秘伝の豚の角煮」にするでしょう。これは既存の枠組みの中で最適化を図るやり方です。
しかし、第一原理を用いるシェフはどのように考えるでしょうか？彼はこう問いかけます。
- この料理の究極の目標は何だろう？それは、食べる人に「脂っこくなく、口の中でとろけるような、甘じょっぱい」体験を味わってもらうことだ。
- この目標を達成するために、最も基本的な要素は何だろう？豚肉の脂肪とタンパク質、醤油のアミノ酸、砂糖のカラメル化反応、水の温度と圧力だ。これらは物理的・化学的な法則であり、避けて通れない「公理」だ。
- 私たちの過去の仮定は何だろう？例えば、「鉄鍋で長時間煮込む必要がある」というものだ。しかし彼は疑問を投げかけます。「なぜ？温度を均一にするためか？それとも肉を柔らかくするためか？同じ効果を達成する他の方法はないのか？例えば圧力鍋を使うとか？あるいは低温でじっくり煮込んでから素早く焼き色をつけるとか？」
ご覧の通り、彼は「豚の角煮」という「解決策」から出発するのではなく、「食感」という「目標」と「物理化学の法則」という「本質」から出発し、全く新しい道を再構築するのです。
エンジニアリングの解決策に話を戻すと、プロセスは同じです。
ステップ1：あなたの解決策の目標を「原点に戻す」
「橋を建設する」とか「アプリを開発する」とすぐに口にするのはやめましょう。あなたは、このことを行う最も根本的な目的は何なのかを問うべきです。
- 「橋を建設する」のではなく、「1時間あたり10,000人が安全にこの川を渡れるようにする」こと。
- 「アプリを開発する」のではなく、「ユーザーが30秒以内に注文を完了できるようにする」こと。
解決策（橋の建設、アプリ開発）と目標（川を渡る、注文する）を切り離しましょう。目標こそがあなたの「第一原理」です。
ステップ2：この目標を達成するために「避けて通れないルール」をリストアップする
これが物理、数学、化学における「厳然たる事実」です。
- 川を渡る問題： 重力、水流の速度、川底の地質状況、既存材料の強度限界（鉄筋がどれだけの張力に耐えられるか）、エネルギー保存の法則。これらはあなたが従わなければならないゲームのルールであり、誰も変えることはできません。
- 注文問題： 情報伝達の限界速度（光速）、サーバーのデータ処理能力、ユーザーのスマートフォンの性能、人間の目が情報を認識し指でクリックする反応速度。
このステップであなたがすべきことは、「理論上の限界」を計算することです。例えば、エネルギー保存の法則に基づき、1トンのものをA地点からB地点へ移動させるのに、最低限どれだけのエネルギーが必要か？この数字を算出します。もしあなたの解決策が必要とするエネルギーがこの理論値をはるかに超えるなら、「なぜだろう？」と問いかける必要があります。
ステップ3：すべての「当然だと思われている」仮定を疑う
これが最も重要なステップです。私たちの頭の中には「常識」、「業界慣習」、「ベストプラクティス」が多すぎますが、これらは往々にしてイノベーションの最大の障害となります。
- 川を渡る問題： 「川を渡るには橋を架けるしかない」。本当にそうでしょうか？トンネルを掘るのはどうか？超大型ドローン編隊で渡し船のように運ぶのはどうか？数分間川の水を抜き、また満たすのはどうか（馬鹿げているように聞こえるかもしれませんが、このように考えることが重要です）？
- 注文問題： 「注文にはカートが必須だ」。本当にそうでしょうか？ワンクリック注文はできないか？音声注文はできないか？「サーバーはJavaで書くべきだ」。本当にそうでしょうか？GoやRustを使えば、もっと速く、もっとリソースを節約できるのではないか？
あなたは3歳児のように、すべての「ルール」に対して「なんで？」と問いかけるべきです。これらの仮定を一つずつリストアップし、それが「ステップ2」の物理法則の下で最適な解決策であるかどうかを検証するのです。
ステップ4：「本質」から出発し、解決策を再構築する
さて、あなたの手元には、純粋な目標（ステップ1）、乗り越えられない物理法則の山（ステップ2）、そしてあなたが打ち破った古い仮定の山（ステップ3）があります。
よし、これで「積み木遊び」を始めることができます。
イーロン・マスクのSpaceXを例にとってみましょう。
- 目標： 人と貨物を宇宙に送り、しかも極めて安価に。
- 物理法則： ロケットを宇宙に送るには地球の重力に打ち勝つ必要があり、これには大量の燃料消費が必要で、ロケット方程式（ツィオルコフスキーのロケット方程式）に従う。ロケットの材料は主にアルミニウム合金、チタンなどの金属である。
- 仮定を疑う： 「ロケットは使い捨てである」。マスクは問いかけました。「なぜ？ボーイング747型機は一度飛ぶたびにエンジンを捨てるのか？捨てない。ではなぜロケットは捨てるのか？単にこれまで誰も再利用可能なものを作れなかっただけだ。」
- 再構築： 彼はロケットの原材料コストを調べ、それが総製造費の約2%に過ぎないことを発見しました。結論は、「ロケットが高いのは、材料が高いからではなく、『捨てているから』だ」というものでした。したがって、ロケットを回収して再利用できれば、コストは10分の1以下にまで削減できる。こうして、会社全体の核となる目標は「再利用可能なロケットの開発」となったのです。
まとめると：
エンジニアリングの解決策の実現可能性を判断する際、第一原理の観点から見ると、それは次のようになります。
その解決策自体がどれほど派手か、あるいは他の皆がそうしているかどうかは気にしないでください。それを最も基本的な物理的・数学的単位に分解し、「理論上の限界」を計算するのです。もし理論上、全く成り立たない（例えばエネルギー保存の法則に反する）のであれば、それは間違いなくうまくいきません。もし理論上可能であれば、あなたの解決策が理論上の限界とどれだけ乖離しているかを見てください。その乖離こそが、あなたが革新し、最適化できる余地なのです。
これは思考法の一つであり、絶えず計算し、疑問を投げかける必要があるため、非常に疲れます。しかし、一度理解すれば、他の人には見えない道を見つけることができるでしょう。