近年來最紅的哲學與物理學的概念，肯定非「第一性原理」（First principle）莫屬。
「第一性原理」，指的是無需其他前提、經驗和假設，就能恒常成立的最基本事實。
這個概念最早可以追溯到古希臘哲學家：亞里斯多德（Aristotle）。
亞里斯多德認為，任何一套知識體系裡，必定存在一些最基本的事理和原則。它們不可被省略、也無法被違反，更不會因為外在條件的改變而動搖。
這些事理與原則，就是理解事物本質的關鍵，其他延伸的知識和推理都應該建立這個基礎之上。
在數學與形式邏輯中，第一性原理被稱為「公設」（Axiom）。
為什麼這個名詞會紅極一時？在 2012 年，伊隆．馬斯克接受一家媒體訪談，裡面提到他非常推崇「第一性原理」這種思考方式，並且使用它來解決實際遇到的創業問題。
當時的馬斯克正苦惱於電動車的電池成本太高，怎麼樣都壓不下來，
比起直接動手模仿電池業界其他對手的作法，他首先問了許多基礎的問題：
「電池的原料有什麼？」
「這些原料的價格是多少？」
這些問題的答案，會帶來製作電池時的最基本事實，這就是他思考的起點。
他不斷地推理、構想、持續提問，一步一步找尋是否有任何不同於當前業界的作法，可以讓他把電池做出來，而成本卻比傳統方法更低。
最後，他真的做到了，這也是特斯拉的電動車會如此成功的其中一個原因。
當然，這個成功的背後，也托了正好當時的技術條件能配合之福，但不可否認的，馬斯克這種追根究底的思考方式仍立了大功。
因為馬斯克本人的影響力，「第一性原理」重新成為當代顯學，是許多人模仿、熱烈討論的對象。許多人也開始試著採用這樣的思維，拆解自己所遇到的複雜問題，找尋核心和根本關鍵。
長期以來，我所關注的主題是「思考」和「思維」。我在想，如果使用「第一性原理」來探討「人類的思考」這回事的話，它會是什麼呢？
這一次，我想從腦神經科學的角度來切入。
從腦神經學的角度來看，人類思考的第一性原理，當然是大腦的「神經元」（neuron）無誤。
神經元，是構成大腦的最小單位。它是一種特殊的細胞，能夠極為快速地傳遞電流訊號和化學物質給其他的神經元。
我們所有的思想、感覺、記憶、甚至行為，都是神經元透過以電流訊號的形式，來處理、整合和儲存的。
神經元的其中一個特性：「數量龐大」。根據研究，人類的大腦裡大約有 860 億個神經元。
這個數字本身就已經大到非常驚人了，但重點還不只是神經元本身的數量，而是在於「與其他神經元之間的連結」。
目前估計，我們的大腦內部總共有超過 100 兆個神經元連結──也就是說，每顆神經元，平均能與其他 7,000 個神經元連線。
這樣的連結密度，讓大腦神經元呈現一個極為密集的網狀結構，若能從外側來觀看，會像是一顆繭。
而且那不會是個單純靜止不動的繭，那是個時常在高速運作的動態系統。
如果把神經元之間的連結想像成是道路，那整顆人腦就是一張複雜到恐怖的高速公路網。
說到神經元的電流傳導速度，依其種類不同而有所差異，最快可以達到每秒 200 米（約每小時720公里）。
在這張高速物流網上跑的不是汽車，而是一波又一波以毫秒單位來傳輸的電流訊號，承載了我們每一個念頭，每一段回憶，每一次感受。
這就是神經元的另一個特性：「難以想像地快速」
依其掌管的功能不同，神經元也可以細分為不同類型，大致有以下三種：
第一種：感覺神經元（Sensory Neurons）
感覺神經元的功用就是負責接受外界來的刺激。
當我們的五官─像是眼睛、耳朵、皮膚等─接受到光線、聲音、熱度等外在訊號之時，感覺神經元就會作出反應，並將這些信號轉化為大腦能讀懂的電流訊號。
也就是說，我們之所以能「看到」、「聽到」、「摸到」、「感受到」什麼事物，背後都是感覺神經元幫我們工作。
第二種、運動神經元（Motor Neurons）
運動神經元的角色，則是從大腦或脊髓接收指令，再把訊息透過電流送往身體的其他部分，調節運動和反應。
每當大腦要命令身體要做什麼事情，都是運動神經元叫身體去付諸執行。
第三種：中間神經元（Interneurons）
中間神經元的角色很重要，它的主要機能是「感覺神經元」和「運動神經元」之間資訊整合、協調與判斷。
換句話說，感覺神經元講的話，運動神經元不一定能直接理解，中間神經元就像是兩者之間的翻譯官。
不只是單純的翻譯，中間神經元也時常扮演將領的角色，負責判斷和決定。通常在決定什麼樣的資訊是有價值的，要儲存起來。
學習、記憶、決策等很多高階思考功能，都是透過中間神經元在背後支援才得以實現的。
我們可以這麼理解，電流和化學物質，就是大腦內部神經元之間的共通語言。這種訊息傳播方式極為快速，把我們所有的想法、反應、記憶、和感覺，透過四通八達、極為密麻的神經元網路裡四處宣達。
任何一種看似很平常的舉動，在大腦內部都是以這種極為快速而且廣泛傳遞的方式來運作。
在此我們拿網球比賽當例子。職業網球選手在場上的球來球往，尤其是發球的時速通常超過 160 公里。
從看到球的那一刻開始，選手就必須瞬間就做出反應，到揮動球拍到擊到球為止的過程，不會超到半秒。
而在這麼短的時間之內，大腦神經元其實用了更快的速度完成了一連串的事情。
首先，選手的眼睛先看到「球來了」這件事，感覺神經元補捉這個訊號，轉譯成電流訊號而傳給中間神經元。
收到訊號後，中間神經元加以分析、協調，並決定回擊的時機與方向，同樣也是以電流訊號傳給運動神經元。
於是，運動神經元再把一整套指令，快速地傳遞到相對應的身體部分──從肩膀、手臂、手腕、雙腳的每一塊肌肉和骨骼都是。
這一切，都必須在短短幾毫秒之內完成。
也就是說，在我們無意識之下，大腦神經元早就以其「龐大的連結網絡」和「驚異的訊息傳輸速度」，幫我們完成了感知、分析與行動的一整套活動。
比起揮拍的那半秒鐘，神經元網路的速度更快了十倍以上。
大腦神經元，總是在這電光火石之間，完成一段又一段的極限演出。
不論我們是否有所察覺，所有的思考、以及與大腦運作相關的行為，都來自於大腦中那些數量龐大、個體微小的單位，以及它們彼此之間不斷連結與傳訊的過程。
我們可以說，沒有神經元，就沒有思考。理解神經元的工作方式，就是拆解「思考」這回事的第一步。