在科技创业领域,有一个词如今备受关注,那就是 “第一性原理”,著名的发明家、企业家埃隆・马斯克堪称运用这一原理的典范,他凭借此指导自己的诸多科技创业项目,使得 “第一性原理” 广为人知。
当下我们常常能看到,在形形色色的场景中,不少人都宣称运用了第一性原理,其中却存在诸多误用的情况。那么究竟什么是第一性原理?科技产业又该如何正确运用它呢?
物理学中的 “第一性原理” 真相第一性原理源自物理学,简单来讲,就是运用一个系统最底层的物理学方程,去推算该系统可能呈现出的各类现象,它还有个名称叫 “从头计算法”。
在物理学及其相关领域,第一性原理的应用极为广泛。对于相对简单的系统而言,通常借助第一性原理展开计算,就能收获精确的结果,像是原子结构或者小分子结构的计算等,其底层物理学依据便是量子力学,可直接运用量子力学进行运算。
不过当面对相对较大的分子系统时,若运用量子力学实施第一性原理计算,任务量便会变得极为繁重,这个领域就是我们常说的量子化学。
分子的组合、分解本质上属于由量子力学主导的动力学过程,也就是化学反应。在量子化学中,第一性原理计算必须依靠计算机以及专用软件的力量才能达成。得益于计算机软硬件技术的持续进步,第一性原理的应用范畴得以从量子化学进一步拓展到材料结构等领域,甚至在生物大分子的计算中也有它的身影。
一些第一性原理计算的难度会随着系统复杂性的提升而急剧增大,在此过程中就不得不运用诸多近似模型,比如密度泛函理论、蒙特卡洛分子模拟等。面对愈发复杂的系统,尽管第一性原理越来越难以给出精准的定量结果,但至少能够提供定性判断,也就是我们常说的抓住关键问题。马斯克正是巧妙运用了第一性原理的思想来指引他的各项创业实践。
马斯克对 “第一性原理” 的双重演绎马斯克出身物理学专业,他还对第一性原理进行了拓展延伸。在他看来,世间万物皆需遵循物理学规律,因而在技术层面,物理学规律宛如一条不可逾越的底线。
打个比方,如果一项技术公然挑战物理学规律,就如同永动机妄图挑战能量守恒定律,那必然是无法实现的。
反之,若一项技术严格遵循已知的物理学规律,那么它在物理层面便是可行的。马斯克的可回收火箭、长续航电动汽车等项目,无一不是建立在物理可行的基础之上。不仅如此,马斯克的智慧不止于运用物理学作为第一性原理,在商业维度,他还擅长将人类社会的基本原理 —— 经济学,当作第一性原理加以运用,而这恰恰是许多科技创新容易忽视的一点。
经济学 “第一性原理” 主导科技产业化之路从经济学原理出发,一项新技术若要实现广泛应用,就必须通过降本增效来提升生产力,这里的降本与增效是两个独立的关键维度。市场能够接纳的新技术大致分为以下三种情形:其一,保持效率基本稳定,即便牺牲些许效率,却能大幅削减成本;其二,维持成本大致不变,哪怕增加一点成本,却能显著提高效率;其三,如果能够同时实现大幅降低成本与提升效率,那无疑是极为理想的,这类技术堪称凤毛麟角。
一旦出现第四种情况,也就是在大幅提升效率的同时,成本也大幅攀升,那么该项技术在市场推广方面就会举步维艰,即便国家出台一系列利好政策助力,也难以真正达成产业化。
现实中,诸多新兴技术往往专注于提升效率,却全然不顾成本因素,最终只能被困于实验室,或者沦为仅供少数富人阶层享用的奢侈品。由此可见,降本增效这一经济学的第一性原理,决定了科技产业必须服务于广大民众。
马斯克凭借火箭回收技术,让卫星发射成本骤降一个数量级,以仅为波音公司和洛克希德马丁公司十分之一的报价,从NASA斩获大量订单。再看他的特斯拉电动车,运用电力能源,相较于传统的化石能源,完美契合降本增效的第一性原理。虽说前期投入不菲,但从长期的节能减排以及产业结构优化等诸多视角来看,优势尽显。
以经济学的第一性原理审视,便能轻易理解为何半导体产业必须坚定不移地推进先进制程。对于同样尺寸的集成电路,也就是芯片而言,其上面的晶体管数量必然是越多越好。毕竟芯片面向的是普通百姓的大规模市场需求,走降本增效之路势在必行。
由于晶圆成本相对固定,晶体管越小,单位面积上能够制造的晶体管数量就越多,如此一来,单个晶体管的成本便会随之降低,固定面积的单个芯片工作效率也会得以提升,成功实现降本增效。
反观许多高精尖武器的科技创新,因其并非面向普通大众的广泛市场需求,产量相对稀少,所以在一定程度上可以不受经济学第一性原理的严格约束,能够不惜成本地进行打造,但这也注定了它们难以实现科技产业所追求的大规模发展。
【文本来源@返朴的视频内容】