哈喽,朋友。这个问题挺有意思的,其实没那么玄乎。所谓“第一性原理”,说白了就是**“刨根问底,回归本质”**。
想象一下,你不是一个工程师,而是一个想做一道“前所未有”的菜的厨师。
大部分厨师会怎么做?他们会去找现有的菜谱,比如红烧肉怎么做,然后稍微改一改,加点新香料,变成“秘制红烧肉”。这是在现有框架里做优化。
但用第一性原理的厨师会怎么想?他会问:
- 这道菜的终极目标是什么?是想让食客尝到一种“肥而不腻、入口即化、咸中带甜”的体验。
- 要达到这个目标,最基础的元素是什么?是猪肉里的脂肪和蛋白质、酱油里的氨基酸、糖的焦化反应、水的温度和压力。这些是物理和化学规律,是绕不开的“公理”。
- 我们过去的假设是什么?比如“一定要用铁锅炖很久”。但他会质疑:为什么?是为了让温度均匀?还是为了让肉变软烂?有没有其他方法能达到同样的效果?比如用高压锅?或者先低温慢煮再快速上色?
你看,他不是从“红烧肉”这个“方案”出发,而是从“口感”这个“目标”和“物理化学规律”这个“本质”出发,重新组合出一条全新的路径。
回到工程方案上,流程是一样的:
第一步:把你的方案目标“打回原形”
别一张嘴就说“我要建一座桥”或者“我要开发一个APP”。你要问,你做这件事最最根本的目的是什么?
- 不是“建一座桥”,而是“让10000人/小时安全地跨过这条河”。
- 不是“开发一个APP”,而是“让用户能在30秒内完成下单”。
把方案(建桥、做APP)和目标(过河、下单)分离开。目标才是你的“第一性”。
第二步:列出实现这个目标,有哪些“绕不开的规则”
这就是物理、数学、化学上的“硬道理”。
- 过河问题: 重力、水流速度、河床的地质情况、现有材料的强度极限(钢筋能承受多大拉力)、能量守恒定律。这些是你必须遵守的游戏规则,谁也改变不了。
- 下单问题: 信息传输的极限速度(光速)、服务器处理数据的能力、用户手机的性能、人眼识别信息和手指点击的反应速度。
在这一步,你要做的就是算“理论上的极限账”。比如,根据能量守恒,把一吨重的东西从A点移动到B点,最少最少需要多少能量?把这个数字算出来。如果你的方案需要的能量远超这个理论值,你就得问问“为什么”了。
第三步:质疑所有“想当然”的假设
这是最关键的一步。我们脑子里有太多“常识”、“行业惯例”、“最佳实践”,而这些往往是创新的最大障碍。
- 过河问题: “跨河就得建桥”。真的吗?挖隧道行不行?用超级无人机编队摆渡行不行?把河水抽干几分钟再填上行不行(虽然很扯,但就是要这样去思考)?
- 下单问题: “下单必须要有购物车”。真的吗?能不能一键下单?能不能语音下单?“服务器必须用Java写”。真的吗?用Go或者Rust会不会更快、更省资源?
你要像个三岁小孩一样,对所有“规矩”都问一句“为啥?”。把这些假设一条条列出来,然后去验证它在“第二步”的物理规则下,是不是最优解。
第四步:从“本质”出发,重新组合方案
现在你手里有:一个纯粹的目标(第一步),一堆不可逾越的物理规则(第二步),以及一堆被你打破的旧假设(第三步)。
好了,现在你可以开始“搭积木”了。
以伊隆·马斯克的SpaceX为例:
- 目标: 把人和货物送上太空,而且要极度便宜。
- 物理规则: 把火箭送上天需要克服地球引力,这需要消耗大量燃料,遵循火箭方程(Tsiolkovsky rocket equation)。火箭的材料主要是铝合金、钛等金属。
- 质疑假设: “火箭是一次性的”。马斯克问:为什么?一架波音747客机飞一次扔一台发动机吗?不扔。那火箭为什么就要扔?只是因为过去没人做成可回收的而已。
- 重新组合: 他去查火箭的原材料成本,发现只占总造价的2%左右。结论是:火箭之所以贵,不是因为材料贵,而是因为“扔掉了”。所以,只要能把火箭回收复用,成本就能降到十分之一甚至更低。于是,整个公司的核心目标就变成了“研发可回收火箭”。
总结一下:
判断一个工程方案的可行性,用第一性原理来看,就是:
别看这个方案本身有多花哨,也别管别人是不是都这么干。你就把它拆解到最基本的物理/数学单元,算一笔“理论极限”的账。如果理论上都走不通(比如违背能量守恒),那肯定不行。如果理论上可行,再看看你的方案跟理论极限差了多少,这中间的差距就是你可以去创新和优化的地方。
这是一种思维方式,很累,因为你要不停地计算和质疑。但一旦想通了,往往就能找到别人看不到的路。