混沌大学创新三部曲之三：第一性原理
引子第一性原理，本来是一个物理学词汇，并不为大家所熟知。特斯拉的创始人埃隆·马斯克，在一次采访中谈到：
“常人喜欢做类比思维，别人怎么做，我就怎么做。但是，我更喜欢用第一性原理的方式思考，一层一层的揭开事物的表象，看到里面的本质，然后再从本质一层一层往上走。”
在采访中，马斯克向记者详细的介绍了自己如何应用第一性原理，来解决电动车的电池成本问题。
这次采访之后，第一性原理在硅谷传开，并逐渐为商业人士所知。
在本系列的前两篇中，我们先后介绍了第二曲线模型和两条曲线背后的非连续性原理。
应用第二曲线模型于现实世界，最困难的地方在于，如何跨越两条曲线之间的非连续性。
而第一性原理，提供了一种系统性的方法论。
这也是本篇即将介绍的主题：如何运用第一性原理，来跨越第二曲线模型的非连续性鸿沟。
归纳与演绎人类认知世界的基本方法有两个：归纳和演绎。
归纳法更适用于连续性阶段，而演绎法更适用于非连续性阶段（图片来源：混沌大学）
归纳法运用最为广泛，每个人都无师自通。
举一个经典的例子：欧洲的天鹅是白色的，亚洲的天鹅是白色的，美洲的天鹅是白色的，所以所有的天鹅都是白色的。
通过观察样本，从中提炼规律，进而推而广之，这就是归纳法。
然而，归纳法天生具有逻辑缺陷：再多的样本观察，也不可能穷尽所有的例子，因而这个推广很有可能会失效。比如，天鹅总是白色的归纳，到了澳洲就失效了，因为人类在那里第一次看到了黑色的天鹅。
历史上，哲学家休谟第一次指出了归纳法的问题：（举例再多也）不能证明，只能证伪（一个反例即可）。
与归纳法不同，演绎法是从若干不证自明的前提出发，基于逻辑进行严格的推导，从而得出结论。
如果前提正确，推导的过程严密，那结论一定是正确的。
代表性的例子是亚里士多德的三段论：大前提“所有的人都会死”，小前提“亚里士多德是人”，结论“亚里士多德也会死”。
然而，演绎法也有自身的问题，即不证自明的前提必须正确，结论才会正确。
所以，演绎法与归纳法恰好相反，它能够证明（需要前提正确），不能证伪（无法证明前提本身的正确性）。
那前提又从哪里来呢？答案还是归纳法。
所以，世间并无绝对正确的方法。
第一性原理如果我们要证明某项事情可行，演绎法是不二之选。
而我们所说的第一性原理，实际上就是演绎法的前提。
我们来看亚里士多德所给出的定义：
“任何系统都有自己的第一性原理，它是一个根基性的命题或者假说，既不能被缺省，也不能被违反。”
所以，第一性原理，就是整个理性系统中的根基与元起点。由它，可以推导出所有其他的理性前提。
第一性原理，宛若大树的树根，深入地下，不为大家所见。然而，地面上的枝枝叶叶、繁花硕果，却都离不开它的支撑。
第一性原理之于理性系统，就像大树的树根之于树干和枝叶（图片来源：混沌大学）
公理化方法如果我们想建立一个系统，最究竟的方法是建立这个系统的第一性原理。
当第一性原理建立起来之后，整个系统的全部内容就会像发芽的种子一样，自动的生发出来。
那怎样建立系统的第一性原理呢？
答案是公理化方法。
公理化方法，起源于一千多年前的巨著《几何原本》。
作者欧几里得，是我们中学必修的欧式几何的创始人。他原本想用一种形论的方式，来证明柏拉图的理念论是成立的，最终写就了《几何原本》。
欧几里得本人并没有原创任何一条几何原理，他在前人已有的几何学知识中，选出几条作为公理，然后建立了整个几何学。
建立的过程，是从几条公理出发，运用演绎法，逐步递进式的推导出整个几何系统。
系统的底层依据，是几条虽然没有加以证明，但是看起来相当明显并且符合人类经验的假设。这些不证自明的假设，我们称之为公理。
由于这个方法从公理出发，顺理成章的就被称之为公理化方法。
就是这样一种方法，成就了人类思维的奇迹，达到思维之美的巅峰。
自此之后，一代又一代科学大家，都沿着公理化方法所指引的道路阔步前行。
如果把牛顿的巨著《自然哲学的科学原理》和《几何原本》同时打开，我们会惊讶的发现，这两本书的体例几乎是一模一样的。
同样的，爱因斯坦《相对论》的开篇，也充满了《几何原本》的风味。
反过来，如果我们希望打破一个系统，最究竟的方法仍然是找到该系统的第一性原理，通过打破它的第一性原理，来打破整个系统。
最好的例子，仍然来自欧氏几何。
自从公元前三百年诞生以来，直至十九世纪，欧氏几何都被奉为经典。
欧氏几何中有一条著名的第五公设，“通过直线外一点，有且仅有一条直线与它平行。”
欧氏几何的第五公设示意图（图片来源：混沌大学）
这条公设的背后，有着隐藏的逻辑奇点：默认我们所处的空间是平直的。
这个逻辑奇点，来自于我们日常的感官经验，并深藏在我们的脑海深处而不自知。
直到两位数学家黎曼和罗巴切夫斯基，分别发现第五公设是可以改变的，对应着不同的非平直空间。
于是，逻辑奇点下移，原有欧式几何被突破了，新的非欧几何诞生了。
非平直空间示意图（图片来源：混沌大学）
再后来，黎曼基于新的第五公设，所建立起来的黎曼几何，成为了爱因斯坦广义相对论的数学基础。
发现第一性原理爱因斯坦曾说过，理论家的工作分为两步：第一步，发现公理；第二步，从公理出发推出结论。
哪一步更难呢？
爱因斯坦说，第二步只要有相当勤奋和聪明，就一定能够成功；而第一步，如何找出作为演绎出发点的公理，是非常困难的。
所以，世界级的大科学家都是建立公理的人。
迄今为止，人类发展出两套系统性的寻找第一性原理的方法。
第一套方法，从空间入手，将物体不断切分，直到找到最小单元，称之为物理还原论。
第二套方法，从时间入手，从元起点出发，一路演化而成今天大千世界的万事万物，称之为生物进化论。
物理还原论所谓还原论，是指整体可以分解为部分，然后部分可以组成整体，整体等于部分之和。
自牛顿以来，还原论一直是自然科学里边最基础的研究方法，到今天为止取得了辉煌的成就。
在物理里面，最早从古希腊时代德谟克里特提出原子论开始，几十代的科学家一直在寻找整个自然界里边不可分割的最小单元是什么。
从分子开始，后来发现分子可以分割为原子；再后来，又发现原子是由原子核和电子组成的，其中原子核是由质子和中子组成；然后，再发现质子和中子是由夸克组成的；而最新的弦理论，又认为夸克是由弦组成的。
物理学的每一次重大进步，都是由还原论一层一层的往里去挖。每挖到一个更低层级的细微颗粒时，整个物理学就会进步一大步。
物理学通过还原论，一步步揭示出物质的组成（图片来源：混沌大学）
在实际运用中，组合式创新的基本功，就是通过还原论的思想，将基本要素进行更细粒度的拆分，并在新洞察的指引下重新组合，进而引发创新产生。
生物进化论生物进化论的发端始于达尔文的名著《物种起源》。
通过遗传变异 自然选择，达尔文构建出生物世界的整个演化体系。
原有物种中的某个变异为自然所选择，形成新的物种（图片来源：混沌大学）
与牛顿机械论世界观不同，达尔文的进化论世界观，完全颠覆了传统的决定论（给定输入一定得到给定输出），代之以蝴蝶效应为代表的混沌理论。
世界的产生，从此不再由某个伟大的设计师一手设计，而转变为在漫长的历史长河中逐步的演化而成。
更为重要的是，整体不再只是部分的组合，而是在大量个体基于相互作用的简单规则基础上，基于正反馈机制涌现出整体性的智慧。
这种基于自组织思想的演化动力学模型，和牛顿机械论世界观的静态动力学模型，截然不同。
达尔文的新模式，就其整体而言，代表了最先进的新世界观，进化思想成为了研究任何一种随时间而变化的问题所必需的新范式。
回到当代世界，我们看到科技时代的代表性产品，比如电脑、手机、汽车等等，一代又一代，不断的进行迭代更新。过去产品的特性，过去技术的积累，对未来的技术与产品有着重大的影响，这些都符合进化论的演化思想。
做个小结，从最早古希腊时代，公元前三世纪，亚里士多德基于目的论构建出人类最初的世界观开始；到公元后十七世纪，牛顿基于三大定律，创立机械论世界观；再到公元后十九世纪，达尔文基于物种演化，提出进化论世界观；人类文明史上一共发生了三次重大的世界观革命。
这些世界观革命的底层思维，即第一性原理，是我们认知这个世界最强有力的思想武器。
人类文明史上的三次世界观革命（图片来源：混沌大学）
结语老子在《道德经》中，开宗明义：
“道生一，一生二，二生三，三生万物。”
学习了第一性原理之后，对于老子微言大义背后的哲学深意，由衷的多了一份赞叹。
庄子说：“吾生也有涯，而知也无涯。以有涯随无涯，殆已！”
以有限的人生，追随无限的知识，实际上是做不到的。
在一个落后的思维模型里面，即使增加再多的信息量，不过是低水平的重复。既不能提升个人的价值，也不能提升个人在职场中成功的几率。
因而，成年人学习的目的，不仅是为了获取更多的知识，而应追求更好的思维模型，并用它来系统性的整顿已有的知识。
如果你问我，未来十年，中国最大的变化会是什么？
在《第二曲线》的开篇，我们谈到：当红利日益散尽、效率日趋极致的时候，唯有创新才能指引未来前行的方向。
与此同时，我们看到当下的资本市场，正在为更加鼓励创新营造越来越浓厚的氛围。
那未来十年，又有什么东西不变呢？
答案就是每个人的第一性原理。
为此，我们能做的就是：顺应变化，把握不变。
最后，请允许我向人类数千年来的代表性思想家，以及混沌大学的创始人李善友教授和他的老师王东岳先生，致以深深的敬意！
各时代的千年思想家（图片来源：混沌大学）
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