系统的结构和行为

系统三要素

任何一个系统都包括三种构成要件:要素、连接、功能或目标

应该研究那些把要素整合在一起的关系。

通过实际行为推断出系统的目标——仔细地观察一段时间,看看系统有哪些行为。

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。

系统三要素的关系:

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,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。
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会让系统发生显著的变化。
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。

存量与流量

“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。

存量—流量图
行为模式图

所有模型、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。

存量的变化需要时间,因为改变它的流量运作需要时间。
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。

反馈回路

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。

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。

调节回路(balancing feedback loop,“保持平衡的回路”)

“调节回路”具有保持存量稳定、趋向一个目标进行调节或校正的作用。

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。

增强回路(reinforcing feedback loop,“不断强化的回路”)

增强回路会强化系统原有的变化态势。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。

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)。

一个存量、两个相互制衡的调节回路的系统

由反馈回路所传递的信息只能影响未来的行为,不能立即改变系统当前的行为。
这意味着在行为与结果响应之间经常会有时间延迟。

在类似的系统中,流量的散失和补充过程是持续的、动态变化的,不能静止地看。

每一个调节回路都有它的转折点,此时其他回路会取代该回路而居于主导地位,使存量远离它的目标且无法自动回到动态平衡状态。

一个存量、一个增强回路以及一个调节回路的系统

“主导地位转换”:当一个回路相对于另外一些回路居于主导地位时,它对系统的行为就会产生更强的影响力。虽然系统中经常有好几个相互矛盾的反馈回路同时在运作,但只有那些居于主导地位的回路才能决定系统的行为。

你可以通过减小流出量的速率或者加大流入量的速率,来使存量增长。

具有相似反馈结构的系统,也会产生相似的动态行为,即使这些系统的外部表现是完全不同的。

测试模型价值的问题

  1. 各种驱动因素会不会以这种方式发挥作用?
  2. 如果驱动因素这样发挥作用,系统将以何种方式应对?
  3. 影响各种驱动因素的又是什么?

含有时间延迟的系统

在系统中,时间延迟是普遍存在的,而且它们对系统行为有很强的影响。改变一个延迟的长短,可能会导致系统行为的很大变化,也可能不会,这取决于该延迟的类型以及与其他延迟相比的相对时间长短。

如果我们不知道延迟在哪儿、时间多长,我们就不可能真正理解系统的动态行为。

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

任何物理的、成长的系统,或早或晚都会受到某种形式的制约。这些限制因素通常以调节回路的形式存在,在某些条件下,这些调节回路会取代驱动成长的增强回路成为主导性回路,要么是提高流出量,要么是减少流入量,从而阻碍系统的进一步成长。

在现实环境中,受限制的成长是非常普遍的,以至于系统思考专家将其当成一种“基本模型”(也可称为“系统基模”,简称“基模”),命名为“成长上限”(limits-to-growth)。所谓“系统基模”,指的是一些常见的系统结构,可以导致人们熟悉的一些行为模式。

当一个变量以指数级形式逼近一项约束或限制时,其接近限制的时间会出乎意料地短。

有两个可再生性存量的系统

对于所有复杂的系统来说,判断系统未来行为走势的诀窍在于,了解什么样的系统结构包含哪些可能的行为,以及什么状况或条件可以触发这些行为。
换句话说,如有可能,我们可以调整系统结构和相关条件,从而减少破坏性行为发生的概率,增加有利行为出现的概率。

实际会出现哪种结果,取决于两方面:

  1. 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;

  2. 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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