第一部分 系统的结构和行为
第1章 系统之基础
1、对于一个系统来说,整体大于部分之和。
任何一个系统都包括三种构成要件:要素、连接、功能或目标。它具有适应性、动态性、目的性,并可以自组织、自我保护与演进。
2、从关注要素到透视游戏规则
构成系统的要素是比较容易发现的,因为它们多数是可见、有形的事物。例如,树是由树根、树干、树枝、树叶这些要素构成的。如果更仔细地观察,你还会发现其中有一些更小、更具体的单元,如流动着液体的叶脉以及叶绿体等。
(1)系统中的很多连接是通过信息流进行运作的。信息使系统整合在一起,并对系统的运作产生重要影响。
(2)系统中最不明显的部分是它的功能或目标,而这常常是系统行为最关键的决定因素。
(3)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。
3、理解系统的动态性
(1)“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。如其名称所示,在系统中,存量是储存量、数量或物料、信息在一段时间内的积累量。它有可能是浴缸中的水、人口数量、书店中的书、树木的体积、银行里的钱,等等。但是,存量不一定非得是物质的,你的自信、在朋友圈中的良好口碑,或者对世界的美好希冀等,都可以是存量。
(2)存量是对系统中变化量的一种历史记录。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。例如浴缸中注入或流出的水量、出生或死亡的人数、买入或卖出的数量、成长或衰退、存入或取出、成功或失败等
存量-流量示意图●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。
要想使存量增加,既可以通过提高流入速率来实现,也可以通过降低流出速率来实现。请注意,要灌满一个浴缸,不是只有一种方式。
4、反馈:系统是如何运作的
一个反馈回路就是一条闭合的因果关系链,从某一个存量出发,并根据存量当时的状况,经过一系列决策、规则、物理法则或者行动,影响到与存量相关的流量,继而又反过来改变了存量。
带反馈回路的存量-流量图【举例-喝咖啡】
如果你习惯喝咖啡(或茶),当你感觉有些倦怠时,你可能会煮上一杯浓浓的黑咖啡,让自己重新振作起来。你,作为喝咖啡的人,在头脑中有一个期望的精神状态;当你察觉到实际精神状态与期望状态之间存在差异时,你会通过喝咖啡这一系统,摄入咖啡中的咖啡因,从而调整自身能量的新陈代谢,使自己的实际精神状态(存量)接近或达到期望的水平。当然,你喝咖啡可能还有其他目的,比如喜欢咖啡的味道或者是一项社交活动等,在此不展开讨论。
喝咖啡的人的能量系统所有系统图,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。
【咖啡变冷/变热】
开始时,咖啡有不同的温度,可能是仅低于沸点(热咖啡)或者仅高于冰点(冰咖啡)一点点,如果你没有把它们喝掉,经过一段时间之后,它们的温度变化情况如图1—11所示。在这里,你可以看到调节回路“自动寻的(返航)”的行为特征。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。
一杯咖啡逐渐冷却(左图)或变热(右图)的回路在系统中,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。
大千世界是纷繁复杂的,在实际中,一些调节回路的目标可能永远也无法达到。当然,我们上面所举的例子很简单,咖啡的温度一定会逐渐与室温相同。
5、脱缰的野马:增强回路
(1)反馈回路的作用是不断放大、增强原有的发展态势,自我复制,像“滚雪球”一样。它们是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。我们将这一类回路称为“增强回路”
银行存款账户增强回路增强回路是自我强化的。随着时间的变化,增强回路会导致指数级增长或者加速崩溃。当系统中的存量具有自我强化或复制的能力时,你就能找到推动其增长的增强回路。
第2章 系统大观园
所有理论的目标都是将基本要素尽可能减少和简化,而不是考虑完整地呈现真实的体验。——爱因斯坦
单存量系统
系统1.1:一个存量、两个相互制衡的调节回路的系统
受温度调节器和火炉控制的室内温度系统1.2:一个存量、一个增强回路以及一个调节回路的系统
人口受出生(增强回路)和死亡(调节回路)的影响系统1.3:含有时间延迟的系统
汽车库存量的行为变化模式对这个简单的模型进行了一些微调,加入了三个时间延迟(感知延迟、反应延迟和交货延迟),这些都是我们在现实中经常会遇到的情况。
有时间延迟的汽车库存量行为变化模式双存量系统
系统2.1:一个可再生性存量受到另外一个不可再生性存量约束的系统
经济资本系统上图:从本质上还是我们上面已经看到过的资本—增长系统,只不过用“利润”代替了“产出”
系统2.2:有两个可再生性存量的系统
渔业经济可再生性资源系统的行为模式有三种可能性:
●过度开发,然后逐渐适应、调整至相对稳定的平衡状态,并长期保持;
●过度开发,超出了均衡状态,之后上下振荡;
●过度开发,之后导致资源的枯竭,产业崩溃。
系统提示两个影响因素实际会出现哪种结果,取决于两方面:
第一,关键转折点是否被突破。一旦关键转折点被突破,资源的种群数量实现再生的能力就会被破坏;
第二,在资源逐渐衰减的过程中,抑制投资增长的调节回路的力度。如果该调节回路可以在关键转折点到来之前,快速起作用,控制资本的增长,那么整个系统就能平滑地达到均衡状态;如果该回路速度比较慢,不足够有效,系统就会振荡;如果该回路非常弱,或者起作用的速度很慢,这样一来,即使资源已经降低到难以再生的水平,但资本仍在持续增长,最终的结果是,该资源和产业都将崩溃。
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