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系统之美

摘要:厘清系统的定义、要素,和几种联系样态。

系统的定义

  • 概念: 系统并不仅仅是一些事物的简单集合,而是一个由一组相互连接的要素构成的、能够实现某个目标的整体。

  • 特征: 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 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。系统会产生各种变化,对各种事件做出反应,对各种错误或不足进行修补、改善和调整,以实现其目标,并生机勃勃地生存下去,尽管很多系统本身可能是由各种无生命的要素构成的。系统可以自组织,并且常能通过局部的瓦解来进行自我修复;它们具有很强的适应性,很多系统还可以自我进化、演变,生成另外一些全新的系统。

  • 举例

    • 正向例子: 消化系统包括牙齿、酶、胃、肠等要素,它们通过身体血液的流动和一系列化学反应产生相互的连接;消化系统的功能是将食物转化为人体所需的基本营养成分,并将这些营养成分输送到血流中(另一个系统),同时通过新陈代谢,排出各种废物 一支足球队是一个系统,它的要素包括球员、教练、场地和足球等;它们之间通过游戏规则、教练指导、球员技能、球员之间的交流以及物理法则等产生连接;而球队的目标是赢球、娱乐、锻炼或赚钱等
    • 反向例子: 随机散落在路上的一堆沙子,就其本身来说就不是一个系统,因为它们之间没有什么稳定的内在连接,也没有特定的功能。你可以任意添加或取走一些沙子,而它们仍旧只是路上的一堆沙子。
  • 反思: 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。

系统结构三要件:要素、连接、功能目标

要素

  • 概念:组成系统的有形或无形事物
  • 特征: 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。 当然,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 当你想罗列出一个系统中的所有要素时,你会发现那几乎是一项不可能完成的任务。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”。
  • 举例
    • 正向例子: 有形要素,例如: 树是由树根、树干、树枝、树叶这些要素构成的 ;无形要素,例如: 在一所大学中,学校的声誉和学术能力就是该系统中至关重要的两大要素
    • 反向例子:
  • 反思

连接

  • 概念: 把要素整合在一起的关系
  • 特征: 系统中的某些连接是实实在在的物质流,例如树干中的水分,或者学生在大学中的改变;还有很多连接是信息流,也就是系统中影响决策和行动的各种信号。
  • 举例
    • 正向例子: 在树木系统中,内在的连接关系是那些影响着树木新陈代谢过程的物质流动和化学反应,也就是让系统中某一部分对另外一些部分的状况做出反应的各种信号 ;信息流举例: 学生们可能会通过一些非正式的信息渠道,去了解每门课获得高分的概率,从而决定选修哪些课;消费者可能会参考其收入、储蓄、贷款额度、家中的存货量、商品价格和数量等信息,来做出是否购买的决策;政府在出台切合实际的治污法规之前,也需参考水污染的种类和数量等信息
    • 反向例子:
  • 反思

功能 OR 目标

  • 概念: 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。

  • 特征: 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。 只有通过分析系统的运作,我们才有可能明确地表述出系统的功能或目标。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。

  • 举例

    • 正向例子: 温控系统的功能是让建筑物内的温度保持在一个设定的水平;植物的功能是结出果实、繁育更多的植物;国家经济的目标是保持增长。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。

    • 反向例子:

  • 反思: 系统的目标不一定符合人们的初衷,或系统中某个个体的意愿。在很多情况下,系统中各个要素的目标是不一致的,并都会或多或少地对系统整体行为产生影响。最后,系统所呈现出来的结果很有可能事与愿违,谁都不满意,谁都不愿意看到。 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。

三要件关系

  • 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。

系统行为的动态性:存量、流量

存量

  • 概念: 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。
  • 特征: 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。
  • 举例
    • 正向例子: 浴缸中的水、人口数量、书店中的书、树木的体积、银行里的钱
    • 反向例子:
  • 反思: 存量是对系统中变化量的一种历史记录。

流量

  • 概念: 流量,是一段时间内改变的状况。
  • 特征
  • 举例
    • 正向例子: 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
    • 反向例子:
  • 反思: 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。

存量与流量的关系

  • 存量的变化一般比较缓慢,即使在流入量或流出量突然改变的情况下,也是如此。因此,存量可以在系统中起到延迟、缓存或减震器的作用。 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。

系统的运作机制:反馈回路

  • 概念: 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。

调节回路

  • 概念: 一类反馈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,我们称之为“调节回路”
  • 特性: 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。
  • 举例: 例如,放射性物质逐渐衰变、导弹的自动制导、固定资产的折旧、水库的蓄水或放水、你的身体对血糖浓度的调节,以及你在停车入位时,都会经历类似的行为模式。
  • 反思: 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。

增强回路

  • 概念: 第二类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
  • 特性: 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。
  • 举例: 两个小孩子发生了争执,一个孩子打了另一个孩子一拳,后者就会踢前者一脚,这样就导致前者更大力度地反击……就这样,冲突不断升级。 土壤流失越严重,植被就越稀少;而植被越稀少,巩固和维系土壤的根就越少,从而导致更大的土壤流失,植被更加稀少。 我练习弹钢琴的次数越多,技术水平越好,从琴声中体味到的乐趣就越多,从而让我更加愿意弹琴,进行更多练习。
  • 反思: 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。