哲学や科学において、第一原理とは、他の命題や仮定から演繹できない基本的な命題や仮定のことである。哲学における第一原理は、第一原因[ 1 ]の態度から生じ、アリストテレス派によって教えられ、第一原理の微妙な違いのあるバージョンは、カント派によって公準と呼ばれている。[ 2 ]
数学や形式論理では、第一原理は公理または仮説と呼ばれます。物理学やその他の科学では、理論的研究は、確立された科学のレベルから直接開始し、経験的モデルやパラメータフィッティングなどの仮定を行わない場合、第一原理またはab initioからであると言われます。「第一原理思考」は、与えられた領域における基本的な公理まで物事を分解し、どの公理が目の前の問題に関係しているかを問い、選択した公理に基づいて結論を相互参照し、結論が基本法則に違反していないことを確認することによって推論を推し進めることから成ります。物理学者は、直感に反する概念を反復して含めます。
形式論理体系、つまり互いに矛盾しない命題の集合においては、いくつかの命題が他の命題から演繹される可能性がある。例えば、「すべての人間は死ぬ。ソクラテスは人間である。ソクラテスは死ぬ。」という三段論法では、最後の命題は最初の二つの命題から演繹できる。
第一原理とは、その体系内の他のいかなる公理からも導き出すことのできない公理のことである。古典的な例としては、ユークリッドの『原論』が挙げられる。この著作に収められた数百もの幾何学的命題は、一連の定義、公準、および基本概念から導き出すことができる。これら3つの要素はすべて第一原理を構成する。
哲学において、「第一原理」とは、一般的にアプリオリな用語や議論と呼ばれる第一原因[ 1 ]の態度に由来し、アプリオリな用語、推論、議論とは対照的である。前者は単に仮定され、推論プロセスの前に存在し、後者は最初の推論プロセスの後に演繹または推論される。第一原理は一般的に認識論として知られる哲学の領域で扱われるが、あらゆる形而上学的思弁において重要な要素である。
哲学において、「第一原理」はしばしば、先験的原理、データム、公理的推論とほぼ同義語として用いられる。
古代ギリシア哲学では、他の原理が派生する最初の原理はアルケー[注1 ]と呼ばれ、後に「第一原理」または「要素」と呼ばれるようになりました。さらに、「第一の場所」、「統治の方法」、「帝国」、「領域」または「権威」を意味することもあります[注2]。アルケーの概念は、ヘシオドスとオルフェウス教の初期の宇宙論から、ソクラテス以前の哲学とプラトンの物理理論を経て、アリストテレスによって形而上学の一部として形式化されました。アルケー[注3 ]は、アルケーと転写されることもあり、古代ギリシア語で、主な意味は「始まり」、「起源」、「行動の源」[注4 ]、始まりから、または最初の議論、「命令」[ 3 ]です。第一原理または要素は、「究極の根底にある実体」および「究極の証明不可能な原理」に対応します[ 4 ] 。
ギリシャ神話の遺産には、現実を全体として表現したいという願望がすでに体現されており、この普遍化の衝動は、思弁的理論化の最初のプロジェクトにとって根本的なものであった。存在の秩序は、抽象的に考えられる前に、まず想像的に視覚化されたように思われる。[ 5 ]
近東の神話的宇宙論では、宇宙は形がなく空虚であり、創造以前に存在していたのは水の深淵だけであった。バビロニアの創造物語『エヌマ・エリシュ』では、原始世界は「水の混沌」として描写され、そこから他のすべてが出現した。[ 6 ]この水の混沌は、ギリシャの神話学者シロスのフェレキュデスの宇宙論と類似している。[ 7 ]ヘシオドス(紀元前8世紀から7世紀)のギリシャ神話的宇宙論では、世界の起源はカオスであり、それは他のすべてが出現した神聖な原始状態と考えられている。創造において「カオス」はぽっかりと開いた空虚であるが、後にこの言葉は、地球と天が分離した後の、地球と天の間の空間を表すために使われる。「カオス」は無限の空間、または区別できる形のないものを意味する可能性がある。[ 8 ]時間的無限の概念は、古代ギリシャ人の心には不死の宗教的概念として馴染み深いものであった。[ 9 ]「神性」を起源とする概念は、最初のギリシャ哲学者たちに影響を与えた。[ 10 ]オルフェウス教の宇宙論では、不老不死のクロノスがアイテールとカオスを生み出し、神聖なアイテールの中に銀色の卵を作り、そこから他のすべてが生じた。[ 11 ]
初期のソクラテス以前の哲学者たち、イオニアの唯物論的一元論者たちは、自然(ピュシス)のすべてを一つの統一的なアーケーで説明しようとした。唯物論的一元論者の中には、ミレトス出身の3人の哲学者、すなわち、すべてが水で構成されていると信じたタレス、それがアペイロンであると信じたアナクシマンドロス、そしてそれが空気であると信じたアナクシメネスがいた。これは、その生成において保存される、一つまたは複数の永続的な物質と考えられている。すべてのものはまずここから生じ、最終的な状態ではこれに還元される。この存在の源は常に保存される。[ 12 ]彼らの理論は原始的であったが、これらの哲学者たちは超自然的なものに言及することなく物理世界を説明した最初の人々であり、これは超自然的なものに頼らずに世界を説明するという同じ目標を持つ現代科学(および哲学)の多くへの道を開いた。[ 13 ]
「哲学の父」として知られるミレトスのタレス(紀元前7世紀から6世紀)[ 14 ]は、万物の第一原理は水であると主張し[ 15 ]、水を運動と変化を内包する物質とみなした。彼の理論は、世界中に湿気が存在するという観察によって裏付けられ、地球が水の上に浮かんでいるという彼の理論と一致していた。彼の考えは、近東の神話的宇宙論、そしておそらくホメロスの「周囲のオケアノス(大洋)はすべての泉と川の源である」という記述に影響を受けている。[ 16 ]
アナクシマンドロスは、水は反対の火を生み出すことができないため、アルケーにはなり得ないと主張した。アナクシマンドロスは、同じ理由で、どの元素(土、火、空気、水)もアルケーにはなり得ないと主張した。その代わりに、彼は、すべてのものが生まれ、すべてのものが戻る不確定な物質であるアペイロンの存在を提唱した。 [ 17 ] [ 18 ]アペイロン(無限または無限)は完全に不確定なものであり、アナクシマンドロスはおそらくヘシオドスの原初の混沌(口を開けた深淵)の影響を受けていた。
アナクシマンドロスは、アリストテレス以降の著述家が「基体」と呼んだものに初めてアルケーという言葉を用いた哲学者であった(シンプリキオス『自然学』150、22)。[ 19 ]彼は恐らく、主に「種類が不定」という意味でこの言葉を使おうとしたが、「無限の範囲と期間」を持つとも想定していた。[ 20 ]時間的無限の概念は、古代ギリシャ人の心には不死の宗教的概念として古くから馴染みがあり、アナクシマンドロスの記述はこの概念にふさわしい言葉遣いであった。このアルケーは「永遠で不老」と呼ばれている。(ヒッポリトス I、6、I;DK B2)[ 21 ]
アナクシマンドロスの弟子であるアナクシメネスは、また別の理論を提唱した。彼は元素理論に戻るが、今回は水ではなく空気をアルケーとして想定し、それに神聖な属性を帰した。彼は変化の理論を提供し、それを観察によって裏付けた最初の記録された哲学者であった。希薄化と凝縮(薄くなることと濃くなること)という2つの相反するプロセスを用いて、空気が一連の変化の一部であることを説明する。希薄な空気は火になり、凝縮すると、まず風になり、次に雲、水、土、石の順になる。[ 22 ] [ 23 ]アルケーは厳密にはすべての現実/現象の根底にあるものである。
テレンス・アーウィンは次のように書いています。
アリストテレスは、自身の哲学著作で何をしようとしているのかを概括的に説明する際、「第一原理」(または「起源」;archai)を探求していると述べている。
第一原理、原因、あるいは要素が存在するあらゆる体系的な探究(方法論)において、知識と科学はこれらの知識の獲得から生じる。なぜなら、私たちは、根本原因、すなわち第一原理から要素に至るまでの知識を獲得した場合にのみ、何かを知っていると考えるからである。したがって、自然科学においても他の分野と同様に、まず第一原理に関する問題を解明しようと試みるべきであることは明らかである。私たちの進むべき自然な方向は、私たちにとってよりよく知られ、より明瞭な事柄から、自然によってより明瞭かつよく知られている事柄へと向かうことである。なぜなら、私たちにとって知られている事柄は、無条件に知られている事柄(ハプロス)とは異なるからである。したがって、私たちはこの手順に従って、自然によってあまり明瞭ではないが私たちにとってはより明瞭な事柄から、自然によってより明瞭かつよく知られている事柄へと進んでいく必要がある。(物理学 184a10–21)知識と第一原理とのつながりは、アリストテレスが第一原理を(ある意味で)「物事が知られる最初の基礎」(形而上学 1013a14-15)と表現したように、公理的なものではない。アリストテレスにとって、アルケーは何かが存在するために必要な条件であり、彼が「第一哲学」あるいは形而上学と呼ぶものの基礎である。[ 24 ]第一原理の探求は哲学に特有のものではなく、哲学はこの目的を生物学、気象学、歴史学などの研究と共有している。しかし、アリストテレスが『自然学』の冒頭部分や他の哲学的研究の冒頭で第一原理に言及していることは、それが哲学の主要な課題であることを示唆している。[ 25 ]
ユークリッドに深く影響を受けたデカルトは、哲学の基礎主義体系を創始した合理主義者でした。彼は、現在ではデカルト的懐疑と呼ばれる懐疑の方法を用いて、疑い得るあらゆる事柄を体系的に疑い、最終的に純粋に疑いようのない真理とみなせるものだけを残しました。これらの自明の命題を公理、すなわち基礎として用い、そこから自身の知識体系全体を演繹しました。これらの基礎は、アプリオリな真理とも呼ばれます。彼の最も有名な命題は「我思う、ゆえに我あり」(Je pense, donc je suis、またはCogito ergo sum )であり、彼は『方法序説』の中で、これを「私が探求していた哲学の第一原理」であると述べています。
デカルトは『哲学原理』(1644年)の序文から、第一原理の概念について次のように述べている。
まず最初に、哲学とは何かを説明するつもりだったのですが、哲学という言葉は知恵の研究を意味し、知恵とは単に物事を管理する際の慎重さではなく、人間の生活の運営や健康の維持、あらゆる技術の発見のために、人間が知り得るすべてのことに関する完全な知識であり、これらの目的に役立つ知識は必然的に第一原因から演繹されなければならない、したがって、その獲得を研究するために(これは適切に哲学と呼ばれます)、原理と呼ばれる第一原因の調査から始めなければなりません。さて、これらの原理は2つの条件を満たさなければなりません。第一に、それらは人間の心が注意深くそれらを考察するときにその真実性を疑うことができないほど明瞭で明白でなければなりません。第二に、他の事物の知識はそれらに依存していなければならず、原理自体はそれに依存する事物とは別に知ることができるとしても、後者は前者とは別に知ることはできない。したがって、その後は、それらの原理からそれらに依存する事物の知識を、一連の演繹全体において完全に明らかにならないものが何もないように演繹するよう努める必要がある。[ 27 ]
物理学において、計算が第一原理、あるいはab initioから行われると言われるのは、それが確立された物理法則のレベルから直接出発し、経験的モデルやフィッティングパラメータなどの仮定を置かない場合である。
例えば、実験データにモデルを適合させない一連の近似内でシュレーディンガー方程式を使用して電子構造を計算することは、第一原理的アプローチである。