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  1. 马斯克那个巨牛的思维方式“第一性原理”是什么?

马斯克那个巨牛的思维方式第一性原理”是什么

我们思考问题是一般遵循着因果的逻辑关系,当出现一种现象或者结果的时候,我会去思考是什么造成了这个结果,当知道原因之后,又会继续往前探索产生这个原因的原因是什么。这就是在用演绎法去追寻那个终极的原因,而那个终极原因就是第一性原理。

第一性原理其实是一个物理学和哲学的概念,它来自于古希腊哲学家亚里士多德,它的表述是这样的:“在每一系统的探索中都存在第一性原理,这是一个最基本的命题或***设,不能被省略或删除,也不能被违反。”换而言之就是从头计算,不需要任何参数,只需要一些基本的常量,就可以得到体系基态的基本性质的原理。

举个例子,在欧拉几何学中有五大公设:

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1.两点之间必可连成一条直线。

2.直线可以任意延长。

3.已知圆心及半径可做一圆。

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4.凡直角皆相等。

5.过直线外一点,有且仅有一条直线与已知直线平行。

数学家们靠这五条公设推倒出了一系列的平面几何定理,从而建立了一套完整的几何学理论,这五条公设显然就欧拉几何学中的第一性原理。

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再比如,牛顿三大运动定理也是建立在两个***设之上:1、力的***设。2、惯性的***设。这两条***设就是牛顿定理的第一性原理。牛顿认为物体运动是由于外力的作用地球上的物体围绕地球运动是因为地球给了物体一个外力的作用,同样的,行星围绕太阳运动是因为太阳给了行星一个引力作用的结果。

物理学中的第一性原理,英文叫做First Principle。实际上就是从最基本的相互作用规律出发,来推演物体运动的规律。在现代物理学中,决定材料基本物性的,就来自于其内部原子和电子等相互作用,而微观层面上的相互作用的基本方程就是薛定谔方程。

也就是说,在微观尺度下,电子在原子堆积的材料内部,其运动行为可以用薛定谔方程来描述。基于量子力学基本原理,从微观上考虑粒子之间的相互作用,从而计算出物体宏观的一些性质等,这种计算方法,就被广泛称之为第一性原理计算。

第一性原理计算是典型的从一到二,二到三,三到万的从底往上的推演。***设我们可以用方程描述每一个粒子的运动轨迹,是否可以推导出所有粒子的运行行为呢?这种1+1=2的思想固然有其好处,起点总是对的——薛定谔方程,但往往走到的终点的时候,得到的结果并不一定很好地符合实验观察。那是因为在材料中往往还需要考虑粒子和粒子的相互作用,典型的就是电子和电子之间的相互作用。一旦考虑起来,因为材料内部粒子数目巨大,即使能写出复杂的薛定谔方程,却用再牛的计算机也算不出来——是在太难了。正是如此,第一性原理对材料进行数值计算,往往还需要增加许多近似过程。

一种是从头计算,就是只考虑粒子的一些基本物理量,硬解薛定谔方程,这样能处理的粒子数目有限,大概做到几十个原子就很难进行下去了。一种是密度泛函计算,包括后来基于此发明的多种动力学平均场理论等等,这是在考虑粒子相互作用的前提下,通过一些数据处理方法,简化计算过程。后者能够处理更加复杂的一些体系,但若粒子之间存在非常强的关联效应,也是很难算出准确的结果的。