系統之美09(完)

附錄

系統術語表

系統原理概要

系統

●總體大于部分之和。

●系統中的很多相互連接是通過信息流進行運作的。

●系統中最不明顯的部分是它的功能或目标，而這常常是系統行為最為關鍵的決定因素。

●系統結構決定系統行為（結構影響行為）。系統行為是系統随着時間流逝展現出來的一系列事件。

存量、流量和動态平衡

●存量是對系統中變化量的一種曆史記錄。

●隻要所有流入量的總和超過了流出量的總和，存量的水平就會上升。

●隻要所有流出量的總和超過了流入量的總和，存量的水平就會下降。

●如果所有流出量的總和與流入量的總和相等，存量的水平将保持不變，即系統将保持動态平衡。

●要想使存量增加，既可以通過增加流入速率來實現，也可以通過減小流出速率來實現。

●存量可以在系統中起到延遲、緩存或減震器的作用。

●由于存量的存在，流入量和流出量可以被分離開來，相互獨立。

反饋回路

●一個反饋回路就是一條閉合的因果關系鍊，從某一個存量出發，并根據存量當時的狀況，經過一系列決策、規則、物理法則或者行動，影響到與存量相關的流量，又返回來改變了存量。

●在系統中，調節回路是保持平衡或達到特定目标的結構，也是穩定性和抵制變革的根源。

●增強回路是自我強化的，随着時間的變化，增強回路會導緻指數級增長或者加速崩潰。

●由反饋回路所傳遞的信息，哪怕是非物理性的信息，隻能影響未來的行為，它不能足夠快地發送一個信号，去修正由當前反饋所驅動的行為。

●在一個由存量維持的調節回路中，設定目标時，必須适當考慮補償影響存量的重要的流入和流出過程。否則，反饋過程将超出或低于存量的目标值。

●具有相似反饋結構的系統，也将産生相似的動态行為。

主導地位轉換、延遲和振蕩

●當不同調節回路的相對優勢發生改變時，系統通常會出現一些複雜的行為，由一個回路主導的某種行為模式變為另外一種。

●調節回路上的時間延遲很可能會導緻系統的振蕩。

●改變一個延遲的長短，可能會導緻系統行為的巨大變化。

情景和測試模型

●系統動力學模型可探究未來的多種可能性，讓我們了解“如果這樣……會怎樣”之類的問題。

●模型的價值不取決于它的驅動情景是否真實（其實，對此沒有任何人能夠給出肯定的答案），而取決于它是否能反映真實的行為模式。

系統受到的約束

●在呈指數級成長的系統中，必然存在至少一個增強回路，正是它（或它們）驅動着成長；同時，也必然存在至少一個調節回路，限制系統的成長，因為在有限的環境中，沒有任何一個物理系統可以永遠地增長下去。

●不可再生資源受限于存量。

●可再生資源受限于流量。

适應力、自組織和層次性

●适應力總是有限度的。

●不能隻是關注系統的生産率或穩定性，也要重視其适應力。

●系統通常具有自組織的特性，具有塑造自身結構、生成新的結構、學習、多樣化和複雜化的能力。

●層次自下而上地進化；上一層級的目的是服務于較低層級的目的。

系統之奇的根源

●系統中的很多關系都是非線性的。

●世界是普遍聯系的，不存在孤立的系統；如何确定系統的邊界，取決于你的分析目的。

●在任何給定的時間，對于系統來說，最重要的一項輸入是限制最大的那個因素。

●任何有着多重輸入和輸出的物質實體，都受到多重限制因素的制約。

●任何成長都存在限制。

●當一個變量以指數級形式逼近一項約束或限制時，其接近限制的時間會出乎意料地短。

●當在反饋回路中存在較長的時間延遲時，具備一定的預見性是必不可少的。

●系統中每個角色的有限理性可能無法産生促進系統整體福利的決策。

常見的系統陷阱與對策

政策阻力（Policy Resistance）

陷阱：當系統中多個參與者有不同的目标，從而将系統存量往不同方向拉時，結果就是政策阻力。任何新政策，尤其是當它恰好管用時，都會讓存量遠離其他參與者的目标，因而會産生額外的抵抗，其結果是大家都不願意看到的，但每個人都要付出相當的努力去維持它。

對策：放棄壓制或實現單方面的目标。化阻力為動力，将所有參與者召集起來，用先前用于維持政策剛性的精力，去尋找如何實現所有人的目标，實現“皆大歡喜”，或者重新定義一個更大的、更重要的總體目标，大家願意齊心協力去實現它。

公地悲劇（The Tragedy of the Commons）

陷阱：當存在一種公共資源時，每個使用者都可以從這種資源的使用中直接獲利，用得越多，收益也越大，但是過度使用的成本卻需由所有人來分擔。因此，資源的整體狀況和單個參與者對資源的使用之間的反饋關聯非常弱，結果導緻資源的過度使用及耗竭，最終每個人都沒有資源可用。

對策：對使用者進行教育和勸誡，讓他們理解濫用資源的後果。同時，也可以恢複或增強資源的狀況及其使用之間的弱反饋連接，有兩類做法：一是将資源私有化，讓每個使用者都可以直接感受到對自己那一份資源濫用的後果；二是對于那些無法分割和私有化的資源，則要對所有使用者進行監管。

目标侵蝕（Drift to Low Performance）

陷阱：績效标準受過去績效的影響，尤其是當人們對過去的績效評價偏負面，也就是過于關注壞消息時，将啟動一個惡性循環，使得目标和系統的績效水平不斷下滑。

對策：保持一個絕對的績效标準。更好的狀況是，将績效标準設定為過去的最佳水平，從而不斷提高自己的目标，并以此激勵自己，追求更高的績效。系統結構沒有變化，但由于運轉方向不同，便能成為一個良性循環，做得越來越好。

競争升級（Escalation）

陷阱：當系統中一個存量的狀态是取決于另外一個存量的狀态，并試圖超過對方時，就構成了一個增強回路，使得系統陷入對抗升級的陷阱，表現為軍備競賽、财富攀比、口水仗、聲音或暴力升級等現象。由于對抗升級以指數形式變化，它能以非常令人驚異的速度導緻競争激化。如果什麼也不做，這一循環也不可能一直發展下去，最後的結果将是一方被擊倒或兩敗俱傷。

對策：應對這一陷阱的最佳方式是避免陷入這一結構之中。如果已經深陷其中，一方可以選擇單方面讓步，從而切斷增強回路；或者雙方進行協商，引入一些調節回路，對競争進行一些限制。

富者愈富（Success to the Successful）

陷阱：如果在系統中，競争中的赢家會持續地強化其進一步獲勝的手段，這就形成了一個增強回路。如果這一回路不受限制地運轉下去，赢家最終會通吃，輸家則被消滅。

對策：多元化，即允許在競争中落敗的一方可以退出，開啟另外一場新的博弈；反壟斷法，即嚴格限制赢家所占有的最大份額比例；修正競賽規則，限制最強的一些參與者的優勢，或對處于劣勢的參與者給予一些特别關照，增強他們的競争力（例如施舍饋贈、稅賦調節、轉移支付等）；對獲勝者給予多樣化的獎勵，避免他們在下一輪競争中争奪同一有限的資源，或産生偏差。

轉嫁負擔（Shifting the Burden to the Intervenor）

陷阱：當面對一個系統性問題時，如果采用的解決方案根本無助于解決潛在的根本問題，隻是緩解（或掩飾）了問題的症狀時，就會産生轉嫁負擔、依賴性和上瘾的狀況。不管是麻痹個人感官的物質，還是把潛在麻煩隐藏起來的政策，人們選擇的幹預行動都不能解決真正的問題。

如果選擇并實施的幹預措施，導緻系統原本的自我調适能力萎縮或受到侵蝕，就會引發一個破壞性的增強回路。系統自我調适能力越差，就需要越多的幹預措施；而這會使得系統的自我調适變得更差，不得不更多地依賴外部幹預者。

對策：應對這一陷阱最好的辦法是提前預防，防止跌入陷阱。一定要意識到，隻緩解症狀或掩飾信号的政策或做法，都不能真正地解決問題。因此，要将關注點從短期的救濟轉移到長期的結構性重建上來。

規避規則（Rule Beating）

陷阱：“上有政策，下有對策”。任何規則都可能會有“漏洞”或“例外情況”，因而也會存在規避規則的行為。也就是說，雖然一些行為在表面上遵守或未違背規則，但實質上卻不符合規則的本意，甚至扭曲了系統。

對策：設計或重新設計規則，從規避規則的行為中獲得創造性反饋，使其發揮積極的作用，實現規則的本來目的。

目标錯位（Seeking the Wrong Goal）

陷阱：系統行為對于反饋回路的目标特别敏感。如果目标定義不準确或不完整，即使系統忠實地執行了所有運作規則，其産出的結果卻不一定是人們真正想要的。

對策：恰當地設定目标及指标，以反映系統的真正福利。一定要特别小心，不要将努力與結果混淆，否則系統将隻産出特定的努力，而不是你期望的結果。

采取幹預措施的杠杆點

12.數字：包括各種常數和參數

11.緩沖器：比流量力量更大、更穩定的存量

10.存量—流量結構：實體系統及其交叉節點

9.時間延遲：系統對變化做出反應的速度

8.調節回路：試圖修正外界影響的反饋力量

7.增強回路：驅動收益增長的反饋力量

6.信息流：誰能獲得信息的結構

5.系統規則：激勵、懲罰和限制條件

4.自組織：系統結構增加、變化或進化的力量

3.目标：系統的目的或功能

2.社會範式：決定系統之所以為系統的心智模式

1.超越範式

系統世界的生存法則

1.跟上系統的節拍。

2.把你的心智模式展現在陽光下。

3.相信、尊重并分享信息。

4.謹慎地使用語言，并用系統的概念去豐富語言。

5.關注重要的，而不隻是容易衡量的。

6.為反饋系統制定帶有反饋功能的政策。

7.追求整體利益。

8.聆聽系統的智慧。

9.界定系統的職責。

10.保持謙遜，做一名學習者。

11.慶祝複雜性。

12.擴展時間的範圍。

13.打破各種清規戒律。

14.擴大關切的範圍。

15.不要降低“善”的标準。

模型公式

即使不用計算機，我們也一樣能從系統中學到很多東西。但是，哪怕是一個非常簡單的模型，一旦你開始探索，就會驚喜地發現自己是多麼希望更深入地學習，并創建出自己正式的系統數學模型。

本書中的模型都是用STELLA建模軟件創建的，該軟件由iseesystems（原名為High Performance Systems）公司出品。我在下面給出的公式可以很容易地寫入各種建模軟件中，例如Vensim軟件（Ventana Systems Inc.出品）、Stella和iThink軟件（iseesystems Inc.出品）等。

下列這些公式是用于第1章和第2章中讨論的那9個動态模型的。“轉化器”（Converters）可以是常數，或是基于系統模型中的其他要素得出的計算結果。（t）是時間的縮寫，（dt）代表時間間隔，即從本次計算到下一次計算之間的時間長度。

浴缸——圖1—5、圖1—6、圖1—7

存量：

浴缸中的水量（t）=浴缸中的水量（t-dt）+（流入量-流出量）×dt

初始存量值：浴缸中的水量=50加侖

t=分鐘數

dt=1分鐘

運行時長=10分鐘

流入：流入量=時間從0～5分鐘，流入速度是0加侖/分鐘；時間從6～10分鐘，流入速度是5加侖/分鐘

流出：流出量=（流出速度是）5加侖/分鐘

咖啡杯的冷熱實驗——圖1—10、圖1—11

●冷卻

存量：咖啡的溫度（t）=咖啡的溫度（t-dt）-（冷卻×dt）

初始存量值：

咖啡的溫度=100℃，80℃，60℃……分别對應三個對比模型

t=分鐘數

dt=1分鐘

運行時長=8分鐘

流出：冷卻=差距×10%

轉化器：差距=咖啡的溫度-室内溫度

室溫=18℃

●加熱

存量：咖啡的溫度（t）=咖啡的溫度（t-dt）+（加熱×dt）

初始存量值：咖啡的溫度=0℃，5℃，10℃……分别對應三個對比模型

t=分鐘

dt=1分鐘

運行時長=8分鐘

流入：加熱=差距×10%

轉化器：差距=室内溫度-咖啡的溫度

室内溫度=18℃

銀行賬戶——圖1—12、圖1—13

●存量：

銀行賬戶餘額（t）=銀行賬戶餘額（t-dt）+（利息收入×dt）

初始存量值：銀行賬戶餘額=$100

t=年

dt=1年

運行時長=12年

流入：利息收入（$/年）=銀行賬戶餘額×利率

轉化器：利率=2%，4%，6%，8%，10%……分别對應五個對比模型

溫度調節器——圖2—1至圖2—6

存量：

室内溫度（t）=室内溫度（t-dt）+（加熱-散熱）×dt

初始存量值：室内溫度=10℃——冷房間制熱；18℃——熱房間制冷

t=小時

dt=1小時

運行時長=8小時和24小時

流入：加熱=5或實際室溫與設定的溫度之差的最小值。

流出：散熱=室内外溫差×10%……對應“正常的”房子；室内外溫差×30%……對應“保溫效果不好的”房子。

轉化器：溫度設置=18℃

實際室溫與設定的溫度之差=0或（溫度設置-室内溫度）之差的最大值。

室内外溫差=室内溫度-10℃……對應持續測量的室外溫度（圖2—2至圖2—4）；室内溫度-24小時的室外溫度……對應于一天一夜（圖2—5至圖2—6）。

24小時的室外溫度變化，從白天10℃（50°F）到夜間-5℃（23°F），

如圖A—1所示：

圖A—1

人口——圖2—7至圖2—12

存量：人口（t）=人口（t-dt）+（出生人數-死亡人數）×dt

初始存量值：人口=66億

t=年

dt=1年

運行時長=100年

流入：出生人數=人口×出生率

流出：死亡人數=人口×死亡率

轉化器：

圖2—8：

死亡率=0.009……或每1000人中死亡9人

出生率=0.021……或每1000人中生育21人

圖2—9：

死亡率=0.030

出生率=0.021

圖2—10：

死亡率=0.009

出生率從0.021經過一段時間後下降到0.009，如圖A—2所示：

圖A—2

圖2—12：

死亡率=0.009

出生率從0.021經過一段時間下降至0.009，又上升至0.030，如圖A—3所示：

圖A—3

資本——圖2—13和圖2—14

存量：資本存量（t）=資本存量（t-dt）+（投資額-折舊）×dt

初始存量值：資本存量=100

t=年

dt=1年

運行時長=50年

流入：投資額=年産量×投資系數

流出：折舊=資本存量/資本生命周期

轉化器：年産量=資本存量×單位資本的産出

資本生命周期=10年，15年，20年……分别對應三個對比模型

投資系數=20%

單位資本的産出=1/3

庫存——圖2—15至圖2—22

存量：汽車庫存量（t）=汽車庫存量（t-dt）+（交付-銷售）×dt

初始存量值：汽車庫存量=200輛

t=天

dt=1天

運行時長=100天

流入：交付=20……時間0至5；給工廠的訂單（t-交貨延遲）……時間6至100）

流出：銷售=汽車庫存量或客戶需求的最小值

轉化器：客戶需求=每天20輛汽車……時間0至25；每天22輛汽車……時間26至100

預期的銷售量=感知延遲下的平均銷量

期望的庫存量=預期的銷售量×10

差異=期望的庫存量-汽車庫存量

給工廠的訂單=最大值（預期的銷售量+差異）或0……圖2—18；

=最大值（預期的銷售量+差異/反應延遲）或0……

圖2—20至圖2—22

圖2—16，延遲：

感知延遲=0

反應延遲=0

交貨延遲=0

圖2—18，延遲：

感知延遲=5天

反應延遲=3天

交貨延遲=5天

圖2—20，延遲：

感知延遲=2天

反應延遲=3天

交貨延遲=5天

圖2—21，延遲：

感知延遲=5天

反應延遲=2天

交貨延遲=5天

圖2—22，延遲：

感知延遲=5天

反應延遲=6天

交貨延遲=5天

受到不可再生性資源限制的資本存量——圖2—23和圖2—27

存量：資源（t）=資源（t-dt）-（開采量×dt）

初始存量值：資源=1000……圖2—24、圖2—26、圖2—27；1000，2000，4000……對應圖2—25的三個對比模型

流出：開采量=資本×單位資本收益

t=年

dt=1年

運行時長=100年

存量：資本(t)=資本（t-dt）+（投資額-折舊）×dt

初始存量值：資本=5

流入：投資額=利潤或增長目标的最小值

流出：折舊=資本/資本生命周期

轉化器：資本生命周期=20年

利潤=（價格×開采量）-（資本×10%）

增長目标=資本×10%……圖2—16至圖2—26；資本×6%，8%，10%，12%……對應于圖2—26的四個對比模型

價格=3……圖2—24，圖2—25，圖2—26；圖2—27，價格從1.2開始，此時單位資本收益很高；随着單位資本收益下降，價格上升到10，如圖A—4所示：

圖A—4

單位資本收益從1開始，此時資源存量很高，随着資源存量的下滑，單位資本收益變為0，如圖A—5所示。

圖A—5

受到可再生性資源限制的資本存量——圖2—28至圖2—31

存量：資源（t）=資源（t-dt）+（再生量-捕撈量）×dt

初始存量值：資源=1000

流入：再生量=資源×再生率

流出：捕撈量=資本×單位資本收益

t=年

dt=1年

運行時長=100年

存量：資本（t）=資本（t-dt）+（投資額-折舊）×dt

初始存量值：資本=5

流入：投資額=利潤或增長目标的最小值

流出：折舊=資本/資本生命周期

轉化器：資本生命周期=20年

增長目标=資本×10%

利潤=（價格×捕撈量）-資本

價格從1.2開始，此時單位資本收益很高，随着單位資本收益下降，價格上升到10。與前面的模型一樣，價格和收益之間也是一種非線性的關系（如圖A—6所示）。

圖A—6

再生率在資源儲備很充足或徹底耗盡時是0。在資源變化範圍的中間段，再生率達到最高點0.5左右（如圖A—7所示）。

圖A—7

單位資本收益從1開始，此時資源儲備充足，但随着資源存量的減少，單位資本收益下降（非線性）。單位資本收益的增長從總體上看，圖2—29增長率最低，圖2—30增長率稍微高些，圖2—31增長率最高。

譯者後記

九個月，全部利用業餘時間，我的第7部譯著《系統之美》正式審校完成。又到了最後要寫些什麼的時候，心中确實是感慨萬千。因為每一次翻譯都是一次獨特的“痛并快樂着”的過程，一方面要靠使命感支撐着自己度過一段苦行僧般的生活，另一方面也是自己在高強度地深入學習、思索、領悟和提升的過程。這本書也不例外。

雖然我自己學習和應用系統思考已經有16年的時間了，但仍感這一體系的博大精深，既有諸多大師級人物基于控制論、信息論、系統論等科學創立的完備體系，又有實用的方法和工具。這着實需要持續不斷地操練，才能逐漸提升自己的思維能力，達到“全面思考”、“深入思考”、“動态思考”、“整體思考”的境界，透過事物的表象看到内在的本質，超越一個個孤立的事件看到系統整體的發展變化、來龍去脈，超越本位或局部看到相互關聯的整體，對事物運作的内在機理、關鍵要素以及可能的幹預措施等建立較為清晰的認識。當然，在學習的過程中，自己認真學習、用心琢磨是一回事；如果有高手指點，進步就會更快。

回想我自己的學習曆程也是如此。我最早在1996年開始接觸彼得·聖吉的《第五項修煉》，但當時對如何應用其中的“第五項修煉”（即系統思考）并沒有什麼感覺。之後，我開始套用一些“基模”，有了一些模模糊糊的感覺。直到2003年，我開始翻譯丹尼斯·舍伍德的《系統思考》一書，并有幸結識了孟慶俊、劉兆岩、宋铠教授等“高手”，才算是真正入了門，學習并應用這一實用的方法。之後，我先後給數百家企事業單位進行過“系統思考應用實務”的培訓，教學相長，同時自己也一直不停地在學習、實踐，于2009年出版《系統思考實踐篇》，算是有了“小成”。但是，憑心而論，我自己清醒地認識到，相對于紛繁複雜的大千世界，我自己的“系統思考”能力仍是微不足道的。因此，當看到這本書時，我怦然心動，因為本書作者絕對堪稱系統思考的大師，師從系統動力學創始人傑伊·福瑞斯特教授，是知名的“世界模型Ⅲ”的主創人員、《增長的極限》第一作者，長期從事系統思考研究、實踐和教學工作。在本書中，作者不僅深入淺出地闡述了系統思考的基本原理與方法，而且給出了應用系統思考的“内功心法”，讓人受益匪淺。事實上，本書初稿寫成于1993年，在其後多年的教學中不斷得到了驗證和錘煉，也在系統思考領域有着良好的口碑，曾廣為流傳。因此，我本人不僅很喜歡這本書，也非常榮幸能将其翻譯成中文。

本書由我進行翻譯，北京學而管理咨詢有限公司的崔玲女士協助翻譯了第1章和附錄部分，并對全書進行審核、校對，最後由我進行全文審校、定稿。

基于十餘年的親身經驗，我深感系統思考的價值之重，希望本書能讓更多渴望學習和提升自己系統思考能力的讀者朋友們有所受益。

邱昭良

2012年7月于北京中關村