マスク氏が世界一の富豪になる、その秘密は「第一原理」か？

マスク氏は世界で最も裕福な人物だ。彼はテスラ、スペースX、ツイッターなど多くの有名企業を所有しています。彼の成功は「第一原理」をうまく活用したことと密接に関係している。この影響を受けて、自分も第一原理を使っていると主張する人をよく見かけます。実際のところ、第一原理の誤用は少なくありません。

第一の原則とは何ですか?

第一原理は物理学から来ています。これは、システムの最も基本的な物理方程式を使用して、システム内で発生する可能性のあるすべての現象を計算するため、アブ イニシオとも呼ばれます。対照的に、システムの最も基本的な物理法則を探求するのではなく、いくつかの法則を現象レベルで要約して、ラテン語で「アドホック」と呼ばれる特別で高速な計算を実行します。

第一原理は物理学および関連分野で広く使用されています。比較的単純なシステムの場合、通常、第一原理を使用して計算し、正確な結果を取得します。たとえば、原子や小分子の構造を計算する場合、基礎となる物理学は量子力学であり、これを直接計算に使用できます。比較的大きな分子の場合、量子力学を第一原理として使用する作業は困難になります。この分野は、分子の結合と分解が化学反応であり、本質的には量子力学によって支配される運動過程であるため、量子化学と呼ばれています。量子化学における第一原理計算には、コンピューターのパワーと特殊なソフトウェアが必要です。コンピュータのソフトウェアとハ​​ードウェアの進歩により、第一原理は量子化学から物質構造の計算、さらには生物学的高分子の計算にまでさらに拡張されました。

システムが複雑になるにつれて、第一原理計算の難度は大幅に増加し、その過程では、DFT、密度汎関数理論、モンテカルロ分子シミュレーションなど、多くの近似モデルを実装する必要があります。システムがますます複雑になるにつれて、第一原理で正確な定量的な結果を出すことはますます難しくなりますが、少なくとも定性的な結果、つまり主要な矛盾を把握することはできます。

マスク氏が第一原理をどのように活用しているか

マスク氏は第一原理の考え方を自身の起業家精神の指針とした。物理学を専攻していた彼は、第一原理を拡張しました。世の中のあらゆるものは物理法則に従わなければならないので、テクノロジーの面では物理法則は本質的に越えられない一線です。永久機関がエネルギー保存則に挑戦するなど、物理法則に挑戦する技術は実現不可能です。しかし、技術が既知の物理法則に完全に従うのであれば、それは実現可能であるに違いありません。再利用可能なロケットと長距離電気自動車はどちらも物理的に実現可能です。

しかし、マスク氏は物理学を単なる第一原理として使っているわけではない。ビジネスにおいても、人間社会の基本原理、つまり経済を第一原理として活用することに長けています。しかし、多くの技術革新は実際にはこの経済学の第一原則を無視しています。経済原則によれば、新しい技術が広く使用されるためには、コストを削減し、効率を高めることによって生産性を向上させる必要があります。コスト削減と効率改善は 2 つの独立した側面です。市場が受け入れ可能な新技術は、次の3つのカテゴリーに分類されます。(1) 効率を同じか少し犠牲にしてコストを大幅に削減する。 （２）コストを現状維持するか、若干増加させながら効率を大幅に向上させる。 （３）大幅なコスト削減と効率化を同時に実現このような「選ばれし者」の技術は非常に稀です。

写真はTuchong.comより

4番目の状況、つまり効率が大幅に向上する一方でコストが大幅に増加する状況が発生した場合、市場展開は非常に困難になり、国家レベルでの政策がいかに優れていても、産業化は不可能になります。多くの新興技術はコストを考慮せずに効率性を向上させており、その結果、研究室から出ることができなくなったり、贅沢品として富裕層にしか提供されなくなったりしています。したがって、コストを削減し、効率を高めるという第一の原則は、科学技術産業が労働者に奉仕しなければならないことを決定づけます。

マスク氏はロケット回収技術を活用して衛星打ち上げコストを桁違いに削減し、ボーイング社やロッキード・マーティン社が提示した価格の10分の1でNASAから受注を獲得した。テスラの電気自動車も電気エネルギーを使用することで、化石エネルギーに比べてコストを削減し、効率を高めています。初期段階では多額の投資が必要ですが、長期的には省エネや排出削減、産業構造など多くの観点からメリットをもたらすでしょう。

第一原理を慎重に使用する

経済学の第一原理を用いると、半導体がなぜ高度なプロセスを進化させ続けなければならないのかは簡単に理解できます。つまり、同じサイズの集積回路の場合、チップ上のトランジスタの数を増やす必要があります。チップは一般の人々の市場ニーズを対象としているため、コストを削減し、効率を高める道を歩む必要があります。ウェハコストは変わらず、トランジスタが小さくなるほど単位面積あたりに製造できるトランジスタの数が増えるため、トランジスタ 1 個のコストは低くなり、一定面積のチップ 1 個あたりの作業効率は高くなります。

逆に、高精度兵器の技術革新の多くは一般人の市場需要を狙ったものではなく、量も比較的少ない。したがって、経済の第一原理の制約を受けず、コストに関係なく製造することができます。しかし、それは科学技術産業の規模には到達できない運命にあることを意味します。

したがって、科学技術分野においては、物理学と経済学の原理が技術が産業化できるかどうかを決定する第一原理であり、どちらも不可欠である。マット・リドリーは著書『イノベーションの起源』の中で、テクノロジーの進化について非常に包括的な理解と分析を示し、次のような有名な言葉を残しています。「人々は常に、新しいテクノロジーの短期的なメリットを過大評価し、その長期的な影響を過小評価する。」

新しい技術が物理学の第一原理には準拠しているが、経済学の第一原理には準拠していない場合、人々はその技術の短期的な利益を過大評価してしまいます。この新しいテクノロジーによってコストが削減され、効率性が向上するとき、人々はその長期的な影響を過小評価してしまいます。

この記事は、科学普及中国星空プロジェクトの支援を受けた作品です。

著者: 張文卓

査読者: 羅慧謙 (中国科学院物理研究所研究員)

制作：中国科学技術協会科学普及部

制作：中国科学技術出版有限公司、北京中科星河文化メディア有限公司