第一章 系统之基础

Part1:系统的结构和行为

第一章 系统之基础

总体大于部分之和

任何一个系统都包括三种构成要件:要素、连接、功能或目标。

一个系统中可能包含很多子系统,而它也可以嵌入到其他更大的系统之中,成为那个更大的系统中的一个子系统。

没有任何内在连接或功能的随机组合体就不是一个系统。

系统既有外在的整体性,也有一套内在的机制来保持其整体性。

从关注要素到透视游戏规则

要素并不一定是有形的事物,一些无形的事物也可以是系统的要素。

你可以把一些大的要素分解为若干子要素,并进而细分为子子要素,但很快,你就会迷失在系统中,正如人们所说的“见树不见林”。
为避免这种情况,你应该从细究要素转向探寻系统内在的连接关系,即研究那些把要素整合在一起的关系。

系统中的连接是物质流与信息流(系统中影响决策和行动的各种信号)。

要想推断出系统的目标,最好的方法就是仔细地观察一段时间,看看系统有哪些行为。
必须通过实际行为来推断系统的目标,而不能只看表面的言辞或其标榜的目标。

总的来说,“功能”一词常用于非人类系统,而“目标”一词则用于人类系统。但它们之间的区分并不是绝对的,因为很多系统兼具人类和非人类要素。

几乎每一个系统都有一个重要的目标,那就是确保自我永存。

由于系统中嵌套着系统,所以目标中还会有其他目标。
一个成功的系统,应该能够实现个体目标和系统总目标的一致性。

一般说来,改变要素对系统的影响是最小的。
只要不触动系统的内在连接和总目标,即使替换掉所有的要素,系统也会保持不变,或者只是发生缓慢的变化。

改变系统中的内在连接,会让系统发生显著的变化。

目标的变化会极大地改变一个系统,即使其中的要素和内在连接都保持不变。

系统三要件的关系

对一个系统来说,要素、内在连接和目标,所有这些都是必不可少的,它们之间相互联系,各司其职。一般来说,系统中最不明显的部分,即功能或目标,才是系统行为最关键的决定因素;内在连接也是至关重要的,因为改变了要素之间的连接,通常会改变系统的行为;尽管要素是我们最容易注意到的系统部分,但它对于定义系统的特点通常是最不重要的——除非是某个要素的改变也能导致连接或目标的改变。

理解系统行为的动态性

“存量”是所有系统的基础。所谓存量,是指在任何时刻都能观察、感知、计数和测量的系统要素。

存量不一定非得是物质的。

存量会随着时间的变化而不断改变,使其发生变化的就是“流量”。所谓流量,是一段时间内改变的状况。

存量是对系统中变化量的一种历史记录。

如何阅读存量—流量图

在本书中,存量用方框来表示,流量则用流入或流出存量的、带箭头的水管来表示。在每个流量上标有一个T型图案,代表“水龙头”,表示流量可以被调高或调低、打开或关闭;在流量的前端或后端,有时会画一个“云朵”图案,表示该流量的资源和消耗,也就是该流量从哪里来、到哪里去。虽然我们可以进一步明确这些来源和去处,但这样会把我们对当前系统的分析变得过于庞杂。因此,出于简化当前讨论的需要,我们可以把这些因素用“云”来概略地表示。

关于行为模式图的阅读提示

系统思考者经常会使用图表来辅助理解系统的动态变化,了解系统行为随时间而变化的趋势或模式,而不只是关注个别的事件。借助行为模式图,我们可以判断系统是否正在趋向某个目标或极限点变化,也可以了解其变化的速度。图表中的变量可以是存量,也可以是流量。在阅读这类图表时,要重点关注其变化模式,即表述变量数值变化的线条的形状和方向,相对来说具体的数字并不重要。横轴是时间轴,有助于你探究问题的来龙去脉,促使你关注所研究问题的时间范围。

所有的模型,无论是心智模型还是数学模型,都是对现实世界的简化。
借助这些模型,我们可以了解浴缸系统所有可能的动态变化。由此,你可以推断出几项重要的原则,它们同样适用于其他更为复杂的动态系统:

  • 只要所有流入量的总和超过了流出量的总和,存量的水平就会上升。
  • 只要所有流出量的总和超过了流入量的总和,存量的水平就会下降。
  • 如果所有流出量的总和与流入量的总和相等,存量的水平将保持不变;事实上,无论在任何情况下,当系统的流入量和流出量相同时,系统就处于动态平衡的状态。

人类的大脑似乎更加容易关注存量,而不是流量。更进一步地说,当我们关注流量时,我们更容易倾向于关注流入量,而不是流出量。

存量的变化需要时间,因为改变它的流量运作需要时间。这是一个关键点,是理解各种系统行为为什么如此运作的一把钥匙。譬如,因为存量的变化一般比较缓慢,它们可能表现为延迟、欠货、缓存、压舱物以及系统中动量的源泉等。存量,尤其是比较大的存量,在应对变化时,只能通过逐步的增加或释放来实现,即使对于突然的变化也是如此。

人们经常低估存量的内在动量。
在系统中,由于存量变化缓慢而产生的时间滞后可能会导致一些问题,与此同时,它们也是系统稳定性的根源所在。
存量变化缓慢所产生的时间滞后,让人们有了一定的余地去调整、尝试一些做法,并根据反馈来修订那些不奏效的政策。

由于存量的存在,流入量和流出量可以相互独立,并在一定时期内不必保持平衡或一致。这一原则可以引导我们直接了解反馈的概念。

由于存量的存在,流入量和流出量可以被分离开来,相互独立,并可以暂时地失衡。

从系统思考的角度来看,我们这个世界可以被视为各种各样存量的组合,围绕着这些存量,存在着各种不同的存量调节机制,而后者主要表现为各种各样的流量。

这意味着,系统思考者将世界视为各种“反馈过程”的组合。

反馈:系统是如何运作的

长期保持一致的行为模式是反馈回路存在的首要线索。
当某一个存量的变化影响到与其相关的流入量或流出量时,反馈回路就形成了。

反馈回路可能导致存量水平维持在某一个范围内,也可能使存量增长或减少。在任何一种情况之下,只要存量本身的规模发生了改变,与之相关的流入量或流出量也会随之而变。

不是所有系统都有反馈回路。

自动洄游的鱼:调节回路

所有系统图,不管其繁简程度如何,都是对现实世界的简化;
我们每个人都在以不同的复杂或简化程度来看待这个世界。

“调节回路”(balancing feedback loop,“保持平衡的回路”)具有保持存量稳定、趋向一个目标进行调节或校正的作用。

当系统中存在调节回路时,面对各种变化,它都会采取措施,消除这些变化对系统的影响,使存量保持在某一个目标值或可接受的范围之内,系统行为会因此表现出“寻的”或“动态平衡”的特征。无论你是想让存量水平升高或降低,调节回路都会想方设法,将其拉回到预期状态或设定的范围之内。

不管系统存量的初始值怎样,也不管它是高于或低于“目标”状态,调节回路都会将其引导至目标状态。一开始变化很快,后来逐渐趋缓,直到存量和目标之间的差距消失。

在系统中,调节回路是保持平衡或达到特定目标的结构,也是稳定性和抵制变革的根源。

反馈其实是系统中各种要素之间的相互联系,是构成系统的信息要件。因为种种原因,反馈有可能会失效。

脱缰的野马:增强回路

“增强回路”(reinforcing feedback loop,“不断强化的回路”):一个良性循环或恶性循环,既可能导致系统不断成长,越来越好;也可能像脱缰的野马,导致局势越来越差,造成巨大的破坏甚至毁灭。
在这类回路的作用下,系统的存量越大,存量的流入量也就越多,导致存量进一步变得更大;反之亦然。总之,增强回路会强化系统原有的变化态势。

增强回路也很常见,当你发现系统中某个要素具有自我复制或繁殖的能力,或者持续增长时,你就能找到推动其增长的增强回路。

调节回路和增强回路是系统的基础。

对增强回路和时间翻倍的提示

因为我们经常会遇到增强回路,所以很容易知道这一速算诀窍:对于指数级增长来说,存量翻倍所花费的时间,约等于70除以增长率(以百分数来表示)。

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