热力学第一定律是否等同于第一性原理?
Silja B.A.
Silja B.A.
Systems engineer with 10 years experience in first principles.
哈喽,这个问题挺有意思的。简单来说,它俩不是一回事,但又有那么点关系。
你可以这么想:
热力学第一定律,说白了就是“能量守恒定律”。它告诉我们一个宇宙的基本规则:能量不能凭空变出来,也不会凭空消失,它只会换个“马甲”,从一种形式变成另一种形式。比如,你烧开水,是把电能(或燃气化学能)变成了水的内能(热能);你手机充电,是把电能变成了电池里的化学能。这是一个通过无数次观察和实验总结出来的、颠扑不破的物理规律。它是一个“结论”,一个“事实”。
而第一性原理,它不是一个具体的规律,而是一种思考问题的方式或思维模型。它的核心思想是:看待任何问题,都要回归到最基础、最核心的本质(那些不言自明、不能再被分解的“公理”),然后从这些基本点出发,一步步地推导出结论和方法。它鼓励你不要用类比的方式去思考(比如“因为别人都这么做,所以我也应该这么做”),而是要自己从头想一遍。
最有名的例子就是埃隆·马斯克造火箭。他没有想“火箭一直以来都很贵”,这是类比思维。他的第一性原理思维是:“造一个火箭最基础的材料是什么?铝合金、钛、铜、碳纤维……这些东西在市场上卖多少钱?” 他从最基础的材料成本开始算,发现如果自己采购原材料来造,成本可以降到当时市价的2%,于是就有了SpaceX的低成本火箭。
所以,它俩的关系是:
- 热力学第一定律 是一个“基础事实”,是物理世界的一个本质。
- 第一性原理 是一个“思维方法”,这个方法要求你找到并利用像“热力学第一定律”这样的“基础事实”去分析和解决问题。
换句话说,当一个工程师用“第一性原理”去设计一个新发动机时,他必须把“热力学第一定律”作为他思考的基石之一,因为任何设计都不能违背能量守恒。这个定律是他推理的出发点,但这个“从最根本出发去思考”的过程,才叫“第一性原理”。