第一性原理，英文First Principle，是一个计算物理或计算化学专业名词，广义的第一性原理计算指的是一切基于量子力学原理的计算。
我们知道物质由分子组成，分子由原子组成，原子由原子核和电子组成。量子力学计算就是根据原子核和电子的相互作用原理去计算分子结构和分子能量（或离子），然后就能计算物质的各种性质。
从头算（ab initio）是狭义的第一性原理计算，它是指不使用经验参数，只用电子质量，光速，质子中子质量等少数实验数据去做量子计算。但是这个计算很慢，所以就加入一
第一性原理些经验参数，可以大大加快计算速度，当然也会不可避免的牺牲计算结果精度。[1]
那为什么使用“第一性原理”这个字眼呢？据说这是，来源于“第一推动力”这个宗教词汇。第一推动力是牛顿创立的，因为牛顿第一定律说明了物质在不受外力的作用下保持静止或匀速直线运动。如果宇宙诞生之初万事万物应该是静止的，后来却都在运动，是怎么动起来的呢？牛顿相信这是由于上帝推了一把，并且牛顿晚年致力于神学研究。现代科学认为宇宙起源于大爆炸，那么大爆炸也是有原因的吧。所有这些说不清的东西，都归结为宇宙“第一推动力”问题。
科学不相信上帝，我们不清楚“第一推动力”问题只是因为我们科学知识不完善。第一推动一定由某种原理决定。这个可以成为“第一原理”。爱因斯坦晚年致力于“大统一场理论”研究，也是希望找到统概一切物理定律的“第一原理”，可惜，这是当时科学水平所不能及的。现在也远没有答案。
但是为什么称量子力学计算为第一性原理计算？大概是因为这种计算能够从根本上计算出来分子结构和物质的性质，这样的理论很接近于反映宇宙本质的原理，就称为第一性原理了。
广义的第一原理包括两大类，以Hartree-Fork自洽场计算为基础的ab initio从头算，和密度泛函理论（DFT）计算。也有人主张，ab initio专指从头算，而第一性原理和所谓量子化学计算特指密度泛函理论计算。
第一性原理就是从头计算，不需要任何参数，只需要一些基本的物理常量，就可以得到体系基态的基本性质的原理
航空行业美国太空探索技术公司（SpaceX）创始人埃隆·马斯克曾说过：“如果你真的想做一些新的东西出来，就必须依赖物理学的方法。”2002年，马斯克有了一个想法：将第一枚火箭发送到火星。可是，当他拜访完全球各地的航空制造商之后，发现这是一件成本很高的事情，购买运载火箭的成本高达6500万美元。于是，他采用了第一性原理思维将起初的情况分解为最基础的问题，重新研究了一番造火箭这件事，最后在对比了自造和采购的优劣势后，发现与其花几千万美元购买一枚已经造好的火箭，还不如购买便宜的原材料自造。于是，马斯克决定创立SpaceX，并在几年时间内，把发射火箭的成本削减至原本的十分之一，大大地弥补了自造带来的那部分成本提升，让SpaceX成为了世界史上第一家成功发射火箭的私人公司。汽车行业著名汽车企业特斯拉（Tesla）在早期开发电动车的时候，被电池的高成本所困扰。当时储能电池的价格是每千瓦时600美元，85千瓦电池的价格将超过5万美元。当时的马斯克认为，这个高成本肯定是有解决办法的。于是，马斯克从第一性原理的角度进行思考，分析电池组的材料组成，发现了购买成本和自组产品之间的巨大价格成本落差。因此，特斯拉在2013年建立了电池厂，投产之后电池的价格下降了30%，每年可以支持150万辆电动车对电池的需求。家居行业目前家居行业涌现的“工厂直销”的商业模式，其实也是第一性原理的应用。我们试着从第一性原理的思维出发来想一下家居的定价问题。以一套实木床为例：生产一张实木床，工厂直接生产成本（包括生产材料，生产人工，车间制造费用）是A元，实际出厂价得加上间接生产成本B元（间接生产成本=水电费+房租+器材损耗费+管理人员工资+出差等管理费用+税费+利润），即A+B元。但，这只是生产成本。家居从工厂生产出来后，需要做外包装加固和运输到相存放的仓库。这部分的钱，我们假设是C元。接下来，一般做法是，拿到卖场展示给消费者了。正常卖场需要20%的销售成本，含场地租金和销售费用，我们假设是D元。经销商要保证至少20%的理论利润，我们假设是E元。最后，还要计算运输到客户那的运输成本，假设是F元。到了这里，这套床呈现在消费者面前的价格，已经是：A+B+C+D+E+F。如果再加上宣传费用，估计还是往上涨一涨。但是，假如是“工厂直销”呢？也就是去除不必要的环节，回归最基础的成本支出，你会发现，其实一套实木床的价格只需要是A+B+C+F。而目前，在使用这种模式的家居百货行业，有NITORI（日本）、可比优居（中国）等。
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