讀書筆記|動態複雜系統的八個特性

2020-12-05 藝海雍夢

動態複雜系統的八個特性

在我們身邊,系統的例子比比皆是,例如生物有機體(包括人體)、大氣層、疾病、自然生態、工廠、化學反應、政治團體、工業、家庭、股票市場、你所在的團隊或部門以及所有的組織等。雖然這些系統的構成要素及其內部連接千差萬別,但它們卻有著很多共同特點。理解系統的特性,對於更好地掌握系統思考具有重要意義。

綜合各方面的研究,我認為,系統的特性包括如下八項。

(1)總體大於部分之和

系統整體所展現的特徵不能通過研究系統中任何部件而獲得,因此必須從整體上研究和看待系統。將事物分割開來,無論分割得多細,研究得多深,可能也無法辨識出系統層面上的特性。更糟糕的是,將系統各部分割裂開來研究,很可能會破壞系統本身。正如聖吉所講:把一頭大象切成兩半,並不會得到兩頭小象。如果你的目標是理解大象這個系統是如何運轉的,而你試圖將大象切成塊,並研究每一塊的性質,你根本達不到目的,因為將大象切成兩半這一舉動本身,切斷了大象密不可分的各個部分之間的聯繫,將一個良好運作的系統變成兩個無法運轉的部分。

簡單而言,如果把構成系統的各實體的特性看成「1」的話,那麼系統整體的特性就不是各實體特性的算術累加或平均,也就是說「1+1≠2」。之所以如此,其原因就在於那個「+」,即實體之間的連接(相互作用)。如上所述,連接是系統的基本構成要素之一,也是系統思考中最重要的概念之一。

系統的這一特性在有些複雜系統中就表現為「自組織」(self-organization)或「湧現」(emergence)。比如一群鳥,規模比較小的鳥群通常會排成V字形隊列,頭鳥飛在V字的頂點,其他鳥兒有規則地排在後面,像一個聽診器。無論鳥兒怎樣在天空中高飛或盤旋,鳥群整體的形狀卻基本保持不變。因此,從某種意義上講,系統思考的精髓就是整體思考。

(2)沒有絕對或唯一「正確」的答案

日本管理學家大前研一曾指出:按照傳統的思維模式,相同的原因一定會造成相同的結果,然而在當今複雜的世界中,卻並非如此。對於動態性複雜系統而言,系統由多個實體持續動態地相互影響、相互作用,具有成百上千個變量,而且它們都是時間的函數,隨時隨地都在變化,從而使系統行為具有多種可能性、不確定性,從某種程度上講甚至是不可預測的。

尤其對於動態複雜性系統,一組變量相互聯繫,產生多重反饋,就會自發性地創造出新秩序(稱為「自組織」或「湧現」),無法預測。在這方面,複雜性理論學者常用「蝴蝶效應」來闡釋:亞馬孫雨林裡的一隻蝴蝶扇動了一下翅膀,將引發美國佛羅裡達海岸的一場龍捲風。雖然這聽起來有些誇張,但有其內在機理。這隻蝴蝶起飛時拍打翅膀,造成空氣運動,影響了本地的大氣運動格局,由於全球大氣系統的相互聯繫,經過一段時間的一系列複雜作用,可能引發全球天氣系統的變化,從而造成某處的龍捲風。其內部系統聯繫的複雜性、微妙性、多變或易變性、不穩定性,造成其沒有固定的聯繫或模式,結果難以預測。

(3)因果互動

對於動態系統而言,因果關係並非單方向的運動,而是不斷循環,互相影響。例如,對於人口問題,某一段時間之內的出生量導致人口總量增長——在這裡,出生量是因,人口總量是果;然而,由於人口總量增多,一定時期之後每年的出生量也會增長——在這種情況下,人口總量是因,出生量是果。再如,雖然人們尚未破解是先有雞還是先有蛋的難題,但雞與蛋確實是一個互為因果的動態作用關係——雞越多,生的蛋就越多;而蛋越多,孵出來的雞也就越多,如此循環不已、周而復始。在這些例子中,因果並不是絕對的,而是相對的、互動的。

其實,這一特性早就蘊涵於古老的中國哲學之中。例如,老子在《道德經》四十二章說:「道生一,一生二,二生三,三生萬物。」可見,在老子看來,道是萬物衍生的本源。那麼,什麼是「道」呢?「道」是如何運動的呢?《道德經》四十章對此做了回答:「反者道之動,弱者道之用。」意思是說,「道」的運作規律是循環往復,表現形式是微妙、柔弱。學者陳鼓應指出,歷代的研究學者普遍認為,這個「反」字有兩層含義——相反對立和循環往復,它們在《道德經》一書中都有蘊涵,是老子思想的核心。而這種因果互動、循環往復的特性是系統運作的基本方式。的確,對於動態性複雜系統而言,各個構成要素之間也存在著微妙的反饋,因因、因果、果果之間存在著循環往復的相互連接。

(4)反饋

反饋是系統內部的信息流動,是系統中各種要素之間的相互聯繫,對於系統的運作是至關重要的。從某種程度上可以說,正是由於反饋的存在,系統才能表現為一個有效運作的整體。約翰·斯特曼教授甚至指出,系統最複雜的行為通常產生於各組成部分間的相互作用(反饋),而並非源於各組成部分自身的複雜性。例如,對於一支足球隊來說,為了使球隊這個整體表現出高水平,場上的每個球員都必須不停地接收和處理「信息流」:關於對方球員的隊形的信息,以及自己隊友站位的信息等。如果給一名或多名球員戴上眼罩,讓其無法得知什麼球員在什麼位置,他或他們就無法發揮作用,整個系統就無法順暢地運作。正是這種對大量動態信息的持續處理,結合各位球員為了團隊的整體目標而進行自我約束的一些規則和意願,才能使得整個球隊表現優異。

當然,反饋的作用並不僅僅是用來進行控制、限制或者約束;有時候,反饋也可以起到擴大或者增強的效果。這樣的例子也不少,比如參加公共集會的人群,在某些情況下會變得越來越狂熱,或者越來越恐慌。對於股票市場,這種效果更明顯。

(5)目的性

每個系統都有一個特定的目的。雖然有些系統非生命體、無意識,但它們通常也有「最後的穩定狀態」。這一理念可追溯到亞里斯多德的哲學,而現代科學則以物理學、化學等原理來解釋系統的目的性,例如,為什麼樹上的蘋果不會飛到天上去而是會落到地面上?高爾夫球為什麼會掉到洞底而不是停在洞深的一半處?其背後有結構因素使然。這可以看作系統的目的性。

按照控制論創始人諾伯特·維納(Norbert Wiener)的觀念,系統中存在的負反饋導致系統產生有目的的行為,可以實現自我調節,從而實現特定目標。此外,對於社會和組織系統,由於其構成主體——人類和組織具有自己的利益或意圖,系統往往具有多重目標,需要綜合考慮多個「行動者」(actors)和「利益相關者」(stakeholders)的觀點。因此,系統思考的精髓之一是全面思考。

(6)動態穩定性

對於複雜系統而言,系統會表現得像一個強韌有力、充滿彈性的「網子」。當你將系統中任何一個組成部分拉出來的時候,它只會在你用力的時候受到你的牽制,而當你一鬆手,它就立刻彈回原來的地方。因此,大多數系統在不受幹擾的情況下具有「自組織」、自我調適的特性,可以保持動態平衡的狀態,即使受到幹擾(只要不超出適當的限度)仍能回到其平衡點上。

當然,你必須了解系統的結構,以便識別哪些事件僅僅暫時影響系統的行為,哪些會對系統產生永久性影響。從原理上講,不能改變系統重要的反饋迴路的任何變化,不管它有多大,也僅僅是暫時的;相反,能影響系統關鍵迴路之間關係的任何變化,不管它有多小,都將改變該系統的長期行為。

(7)結構影響行為

包括著名的「啤酒遊戲」在內的一系列實驗表明,即使是非常不同的人,當他們置身於相同的系統之中時,也傾向於產生類似的行為與結果。因此,系統思考基本原理之一即系統的行為由其結構決定。結構是系統中關鍵要素之間的相互聯繫模式,包括系統的物理和機制構造(例如潛規則、價值觀等)及其與系統主體的決策制定過程之間複雜、動態的相互作用。

例如,《墨子·兼愛》中云:「昔者楚靈王好士細要(腰),故靈王之臣皆以一飯為節,脅息然後帶,扶牆然後起。比期年,朝有黧黑之色。是其故何也?君說之,故臣能之也。」翻譯成白話就是,從前楚靈王喜歡細腰之人,所以,靈王的臣下就節食,一天就吃一頓飯,收著氣然後系上腰帶,扶著牆然後才站得起來。一年以後,朝廷之臣都面有深黑之色。這是為什麼呢?因為君主喜歡這樣,所以臣子就這麼去做。

與此類似,人們常說「企業文化就是一把手的文化」,確實,企業最高負責人(「一把手」)的習慣、偏好、價值判斷等均屬於影響系統行為的結構層面的因素,它們會影響或左右企業成員的行為。凡是順應或符合領導習慣、偏好的行為,就會令領導滿意,獲得肯定或嘉獎;不符合領導價值判斷的行為,就會被制止。甚至在一些小的細節方面,這一特性都表現得淋漓盡致。譬如,某個領導喜歡某類體育運動,比如網球,其他人就會苦練網球,以求能有更多機會和領導切磋,因而在這家企業中,網球運動就會盛行,很多人都會成為網球高手!如果某位領導有很強的守時觀念,則這家企業開會時大多數人都不會遲到……諸如此類,不勝枚舉。

「結構影響行為」是系統最重要的特性之一,它的引申含義就是:如果你想改變或影響系統的行為,那就應該改造或順應其結構。著名的成語故事「庖丁解牛」就是如此,庖丁的行為之所以順暢自由,其原因就在於他對於牛的身體結構了如指掌,並順勢而為。相反,在沒搞清楚系統的結構之前,不要貿然行動,否則輕則「事倍功半」或「徒勞無功」,重則受到系統的反彈或傷害。

然而,在社會系統中,系統結構通常是隱而不見的,能夠洞悉系統的結構非常不易。這需要系統思考的修煉。同時,這樣的深入思考也是系統思考的精髓之一。

(8)邊界

每個系統都存在於更大的系統之中,一個系統中也可能包含很多子系統。沒有任何一個系統可以獨立於其他事物而存在,因此,每個系統都有其相對的邊界。

由於邊界的存在,每個系統得以保持其相對獨立性。與此同時,每個系統都與其他系統共同服務於一個更大的系統。確定合適的邊界是系統思考的重要技能之一。

選自:如何系統思考

作者:邱昭良

出版社:機械工業出版社

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