在本文开始前，我们先看一个特斯拉车间里面的小故事：
有个零件很关键，但是一直有质量问题，工程师团队解决了很久，都没有找到办法。
马斯克看到之后说：为什么我们一定要这个零件，可以把它删掉吗？
这就是马斯克从第一性原理思维出发，既然这个零件不好，那我就不要了！要解决问题，我需要跳出盒子，回归事物的本质，从更高维度去想办法。
以上故事不确定真假，但确实体现了马斯克的风格。马斯克曾经在多个场合谈到第一性原理思维，第一性原理思维在SpaceX火箭降本、特斯拉电动车降本上发挥了无与伦比的作用。如果使用常规方式难以实现降本目标时，你想通过一个较大创新去降本，那么你可以试试第一性原理思维。
第一性原理思维（first principles thinking），简称第一性原理，是从物理学的角度回归事物的本质，一层层向上推演，这样才能产生颠覆性的突破。
它是用来解决复杂问题和想出原创解决方案的最有效的策略之一，也是学习如何独立思考的最有效的方法。
在物理学的语境下，第一性原理意味着把任何系统拆解到最基础，不可还原的要素，或是把任何问题追溯到最原始、不可简化的原因，然后从这些物理上没有模糊的基础上，“ab initio” (从头开始) 重构出这个系统或问题的本来面貌。
将“第一性原理”这种思维方式贯彻到我们做事的过程中，就是要求我们在解决问题时，要勇于打破知识的藩篱，回归事物的本质，去思考最基础的要素，在不参照经验或其它的情况下，直接从事物最本源出发寻求突破口，逐步完成论证。
第一性原理最早由亚里士多德提出，他说“任何一个系统都有自己的第一性原理，是一个根基性命题或假设。它不能被缺省，也不能被违反。”
大概意思就是说，只有那些“最基本的”、“不证自明的”的知识，才能称之为第一性原理。
欧几里得的五大公理和五大公设，它是史上最经典的第一性原理。欧几里得仅仅凭借这十个第一性原理，就推理出了整个几何学所需要的知识。
五大公理：
①等量间彼此相等。
②等量加等量，和相等。
③等量减等量，差相等。
④能完全重合的东西是全等的。
⑤整体大于部分。
五大公设：
①过两点能作且只能作一直线。
②任意线段能无限延伸成一条直线。
③以任一点为圆心，任意长为半径，可作一圆。
④所有直角都全等。
⑤若两条直线都与第三条直线相交，若在直线同侧的两个内角之和小于180°，则这两条直线经无限延长后在这一侧一定相交。
1）归纳法和演绎法的概念
归纳法是根据一类事物的部分对象具有某种性质，推出这类事物的所有对象都具有这种性质的推理。
例如，欧洲人之前见过的天鹅都是白的，那么我们就得出天鹅都是白的结论。
马斯克所说的类比思维，就是归纳法的一种。
演绎法是从一般性的前提出发，通过推导即“演绎”，得出具体陈述或个别结论的过程。
著名的演绎法的例子就是那个三段论：大前提、小前提和结论。
大前提是：人固有一死；
小前提是：苏格拉底是人；
结论：苏格拉底也会死。
这里，人固有一死是一个基本的假设和命题，是不能违背和忽视的。
2）归纳法和演绎法在降本设计中的案例
我们用一个降本设计的案例，来更好的说明归纳法和演绎法。
一个产品外壳，是注塑成型加工而成的塑胶件，现在我们需要对它进行降本。
使用归纳法，那么方法大概是这样：
组织一个头脑风暴会议，找到经验丰富的相关工程师参与，大家根据自己的经验和知识，提出降本思路：
我之前在一个塑胶件上，通过把壁厚减薄的方法，实现了降本
我之前通过更换便宜的材料，实现了降本
我之前通过气辅注塑，实现了降本
。。。。
从现有经验出发，于是我们针对现有的塑胶件，就会得到一些降本的方法；这就是归纳法。
使用演绎法，那么方法大概是这样：
第一步，弄清楚通过注塑成型的塑胶件成本的各项组成，找到影响塑胶件成本的每一个成本动因。
第二步，从每一个成本动因入手，一层一层抽丝剥茧，找到最底层的根本因素，从而会发现无数个潜在降本解决方案。
第三步，我们把无数潜在解决方案，应用到实际塑胶件上，最后找到适合的最终降本解决方案。
（注：三维降本中的逻辑思维，就是按照这种方法进行的）。
3）归纳法和演绎法的区别
二者的区别主要有：
从结论正确角度。归纳法是通过归纳总结，得出的结论不一定是真的。例如之前欧洲人归纳得出天鹅都是白色的结论，后来在澳大利亚发现了黑天鹅，那么这个结论就是错的。而演绎法，只要大前提正确，小前提正确，结论一定正确。
从创新角度。归纳法是从现有的、已经存在的案例出发，我们很难得出一些创新的思路和解决方案，归纳法无法创新。而演绎法从事物的本质出发，有助于得到创新的思路和解决方案，使用演绎法往往会得到颠覆性的创新。
从解决方案多少的角度。归纳法，比较依赖参与者的经验和技术水平，如果经验丰富、水平高，有机会得到较大的解决方案；但是，无论如何，归纳法都无法得到以前从未发生过的新方案。演绎法，不依赖经验和技术水平，如果掌握好演绎法的推理逻辑，层层推理，有机会得到更多、更新、更全的解决方案。不过演绎法要求参与人员去学习和熟悉思维方式，同时推理的过程，需要配合大量的研究工作，难度比较大。
4）第一性原理思维是演绎法
第一性原理思维是演绎法思维，层层地深入挖掘，直到找到最底层的那一条或多个条大前提，这些大前提就是第一性原理，然后再从第一性原理出发，层层向上推演，最后得到创新的思路和解决方案。
这个案例，发生在我写这篇文章过程中，让我对第一性原理思维的威力更加深有体会。
家里抽油烟机的抽油烟效果变差了，我仔细检查，发现原来是过滤网被油堵住了。一种方法是找外面的人来清洗。我在网上看了一下价格，要200元左右，太贵了。然而，因为没有专业清洗液，过滤网很难清洗，我大概洗了半个小时，依然没有清洗干净。正在我郁闷的时候，我猛的醒悟过来，我不是在学习第一性原理思维吗？为什么不用第一性原理思维去试试呢？我用第一性原理去思考：抽油烟机的过滤网被油堵住了，一定要去清洗吗？换一个新过滤网行不行？因为清洗的本质目的，是为了过滤网的通风顺畅。一个新过滤网，当然也可也达到通风顺畅的目的。换一种思维方式，问题的解决效率和成果就完全不一样。
2.1 马斯克对第一性原理思维的定义
马斯克所说的第一性原理思维又是什么呢？
马斯克说：
我们运用第一性原理，而不是用类比思维去思考问题是非常重要的。
我们在生活中总是倾向于类比，对别人已经做过或者正在做的事情我们也都去做，这样发展的结果只能产生细小的迭代发展。
第一性原理的思想方式是用物理学的角度看待世界，也就是说一层层拨开事物表象，看到里面的本质，再从本质一层层往上走。
一味地通过借鉴同类，寻找“表象规律”的做法，似乎已经难以适应时代的变化了。
关于如何用第一性原理思维PK掉比较思维，这里不妨再看一个经典的小故事：
在开始设计飞机时，很多工程师都觉得如果人类想要飞的话，就得像鸟一样扇动翅膀，结果全都失败了。
但莱特兄弟想明白了一件事，从根本上讲，飞机压根不是鸟儿，应该寻找更底层的技术原理，最后受到帆船的启发，将飞机的机翼变更成帆形。
飞行靠的是空气动力学（第一性原理思维），而不是仿生学（比较思维）。
任何事物或现象都有第一性原理，抓住了，一切迎刃而解。与传统的比较思维相比，吃透第一性原理，在这个时代会活得更加滋润，赚钱也会更加容易。
如果你仔细去思考，马斯克运用第一性原理思维的目的是什么？你会发现，绝大多数时候，马斯克利用第一性原理思维去对产品进行降本。SpaceX只有把成本降低，才能获得NASA的订单，才能够生存。电动汽车，只有成本足够低，才有机会替代燃油汽车。下图是美国运载火箭的成本对比（每公斤发射价格），SpaceX的成本是“阿特拉斯 5”（Atlas V）价格的40%，是“米诺陶”（Minotaur）运载火箭的近十分之一。下图是动力电池的成本降低趋势，动力电池的成本每年按照约18.9%的比例降低。特斯拉从2003成立，马斯克2004年加入，2008发布第一款新能源汽车Roadster，2003年以后的动力电池成本降低，很难说与马斯克的第一性原理思维方式完全脱离关系。而据彭博新能源财经估计，2024年，动力电池的成本会降到100美元/千瓦时。这已经无限接近当成马斯克单独计算动力电池原材料的80美元/千瓦时，虽然这个值不能直接对比，但是我们至少看出了趋势。当然，马斯克使用第一性原理思维对产品进行降本的手段很多，包括产品设计、生产工艺、大批量生产、自动化、供应链优化等。不过，通过产品研发和设计进行降本即研发降本，一定是其中最必不可少的一个环节。3.1 马斯克运用第一性原理思维的步骤
马斯克运用第一性原理思维的步骤包括以下三步：
第一步，拆解
把实物拆解成最基本的构成元素。例如，马斯克把电池拆解为括碳、镍[niè]、铝以及一些聚合物等，把火箭拆解为航空用铝合金，还有钛、铜和碳素纤维等。
第二步，重构
抛弃现有的事物组成方式，从零开始，进行重构，得到全新的解决方案。
马斯克不会从现有产品上去进行小范围的迭代，而是从头开始。
第三步，迭代
针对新的解决方案，不断通过设计、流程、工艺和供应链等，一代一代不断进行迭代优化。
3.2 马斯克运用第一性原理思维的案例
马斯克在研发电动汽车的时候，电池成本高是一个关键性问题，当时储能电池的价格是每千瓦时600美元，85千瓦电池的价格超过了5万美元，当时大部分人认为电池成本不可能降太多。
马斯克把问题进行拆解，电池的组成到底是什么材料？马斯克经过分析发现，组成的电池组成包括碳、镍[niè]、铝以及一些聚合物等。
最后他发现，如果从伦敦金属交易所购买这些原材料组合在一起，电池成本只需要80美元/千瓦时，比市面上的600美元足足少了一个数量级。
马斯克发现了问题的基本事实和本质，那接下来就可以着手解决，马斯克并没有去买现成的电池去改；而是分析它的组成部分，采用新的电池排列技术，经过很多次的实验，最终让电池成本大幅下降，这才成就了今天的特斯拉。
你会发现，马斯克降本的诸多动作和思路，例如保持质疑、删除（删零件、删工艺、删4S店、删营销、星舰发射基地删围墙等）、白痴指数、跨行业思维等等，均是从第一性原理思维出发。要降本，你必须使用第一性原理思维，从事物的本质去思考，才能得到颠覆性、突破性的降本方案。在三维降本中，我把第一性原理思维、逻辑思维和横向思维作为降本的三个维度；而如果单纯要论哪一个维度的降本效果最好、幅度最大？
作者简介：钟元，著有书籍《面向制造和装配的产品设计指南》和《面向成本的产品设计：降本设计之道》，《研发降本实战：三维降本》预计2025年初出版
