第1章 系統之基礎

波爾·安德森

美國科幻作家

無論一個問題多么復雜，如果能以正確的方法去看待，它都會變得簡單起來。

總體大于部分之和

系統并不僅僅是一些事物的簡單集合，而是一個由一組相互連接的要素構成的、能夠實現某個目標的整體。從這一定義可見，任何一個系統都包括三種構成要件：要素、連接、功能或目標。

例如，你的消化系統包括牙齒、酶、胃、腸等要素，它們通過身體血液的流動和一系列化學反應產生相互的連接；消化系統的功能是將食物轉化為人體所需的基本營養成分，并將這些營養成分輸送到血流中（另一個系統），同時通過新陳代謝，排出各種廢物。

再如，一支足球隊是一個系統，它的要素包括球員、教練、場地和足球等；它們之間通過游戲規則、教練指導、球員技能、球員之間的交流以及物理法則等產生連接；而球隊的目標是贏球、娛樂、鍛煉或賺錢等。

同樣，一所學校、一座城市、一家工廠、一個公司以及國家經濟等，都是系統。動物是一個系統，樹也是一個系統，而森林則是一個更大的系統，包含了很多樹木和動物等這些子系統。地球是一個系統，太陽系、銀河系都是系統，包含了地球和其他很多子系統。

因此，一個系統中可能包含很多子系統，而它也可以嵌入到其他更大的系統之中，成為那個更大的系統中的一個子系統。

那么，有什么事物不是一個系統嗎？是的，沒有任何內在連接或功能的隨機組合體就不是一個系統。舉例來說，隨機散落在路上的一堆沙子，就其本身來說就不是一個系統，因為它們之間沒有什么穩定的內在連接，也沒有特定的功能。你可以任意添加或取走一些沙子，而它們仍舊只是路上的一堆沙子。

但是，對于系統來說，如果你更換了其中的要素，系統就被改變了。例如，如果你新引進或開除了某一個球員，或者將你消化系統中的某些器官進行了一些調整，那么它們很快就不是原來的那個系統了。當一個生物死去，使其成為一個有機系統的多種連接不再產生作用時，它就喪失了作為一個系統的存在狀態，盡管它仍是一個更大的食物鏈系統中的組成部分。類似地，在一座老城中，人們彼此熟識、經常交流，就會形成一個社會系統；而一個充滿了各色陌生人等的新街區，就不是一個社會系統，直到這些人之間產生了一些新的連接關系，一個系統才會形成。

系統之思

對于一個系統來說，整體大于部分之和。任何一個系統都包括三種構成要件：要素、連接、功能或目標。它具有適應性、動態性、目的性，并可以自組織、自我保護與演進。

可見，系統既有外在的整體性，也有一套內在的機制來保持其整體性。系統會產生各種變化，對各種事件做出反應，對各種錯誤或不足進行修補、改善和調整，以實現其目標，并生機勃勃地生存下去，盡管很多系統本身可能是由各種無生命的要素構成的。系統可以自組織，并且常能通過局部的瓦解來進行自我修復；它們具有很強的適應性，很多系統還可以自我進化、演變，生成另外一些全新的系統。

從關注要素到透視游戲規則

蘇菲教育故事

因為“一加一等于二”，所以你自認為只要知道“一”，就能知道“二”，但是你忘了，你還必須理解兩個“一”之間的關系。

構成系統的要素是比較容易發現的，因為它們多數是可見、有形的事物。例如，樹是由樹根、樹干、樹枝、樹葉這些要素構成的。如果更仔細地觀察，你還會發現其中有一些更小、更具體的單元，如流動著液體的葉脈以及葉綠體等。一所大學也是一個系統，它由建筑物、學生、教師、管理人員、圖書館、圖書、計算機等構成——諸如此類，不勝枚舉。

當然，要素并不一定是有形的事物，一些無形的事物也可以是系統的要素。比如在一所大學中，學校的聲譽和學術能力就是該系統中至關重要的兩大要素。事實上，當你想羅列出一個系統中的所有要素時，你會發現那幾乎是一項不可能完成的任務。你可以把一些大的要素分解為若干子要素，并進而細分為子子要素，但很快，你就會迷失在系統中，正如人們所說的“見樹不見林”。

為避免這種情況，你應該從細究要素轉向探尋系統內在的連接關系，即研究那些把要素整合在一起的關系。

系統多棱鏡

請思考以下問題：

如何才能知道你觀察的是一個系統，而不是一堆材料的集合？

1）你能夠識別出各個部分嗎？

2）這些部分相互之間有聯系嗎？

3）這些部分單獨作用時產生的影響和它們整合在一起時產生的影響有所不同嗎？

4）這些影響和長期的行為在各種環境中都是固定不變的嗎？

在樹木系統中，內在的連接關系是那些影響著樹木新陳代謝過程的物質流動和化學反應，也就是讓系統中某一部分對另外一些部分的狀況做出反應的各種信號。

例如，晴天時，當樹葉散失了水分，負責輸送水分的葉脈中的壓力就會減小，從而從樹根那里汲取更多的水分；相反，如果樹根察覺到土壤變得干燥、水分減少，葉脈中壓力減小的信號就會讓樹葉關閉毛孔，以避免流失更多的水分。

在溫帶，隨著白晝的逐漸縮短，落葉樹木會釋放出一些化學信號，使樹葉中的養分向樹干和樹根傳輸，從而導致葉莖枯萎、樹葉脫落。甚至當某個部分遭到害蟲攻擊時，樹木也能發出一些信號，讓自身產生驅蟲的化學反應或形成更加堅固的細胞壁。

沒有人了解是什么讓樹木做出這樣的反應，但這也不足為奇，因為研究系統的要素畢竟要比研究其內在的關系簡單得多。

在一個大學系統中，內在連接包括入學標準、學位要求、考試和分數、預算和現金流、人們的閑談等。當然，最重要的是知識的交流，這或許才是整個系統的根本目的。

系統之思

系統中的很多連接是通過信息流進行運作的。信息使系統整合在一起，并對系統的運作產生重要影響。

系統中的某些連接是實實在在的物質流，例如樹干中的水分，或者學生在大學中的改變；還有很多連接是信息流，也就是系統中影響決策和行動的各種信號。這類連接通常很難被發現，但只要你用心，就會看到它們。例如，學生們可能會通過一些非正式的信息渠道，去了解每門課獲得高分的概率，從而決定選修哪些課；消費者可能會參考其收入、儲蓄、貸款額度、家中的存貨量、商品價格和數量等信息，來做出是否購買的決策；政府在出臺切合實際的治污法規之前，也需參考水污染的種類和數量等信息（當然，了解問題存在的相關信息是必要的，但還不足以采取行動——我們還需要了解資源、動機和結果等信息）。

如果說基于信息的連接都很難被發現的話，那么與系統的功能或目標有關的連接就更難被察覺了。只有通過分析系統的運作，我們才有可能明確地表述出系統的功能或目標。要想推斷出系統的目標，最好的方法就是仔細地觀察一段時間，看看系統有哪些行為。

如果一只青蛙向右轉捉住了一只蒼蠅，然后向左轉又捉住了另一只蒼蠅，接著又向后轉捉住了第三只蒼蠅，那么我們就可以判斷出青蛙的目的并非是向左、向右或向后轉身，而是為了捕捉蒼蠅。如果一個政府宣稱要保護環境，卻只為此撥付了很少量的資金，投入很少的精力，那么我們就可以判斷出政府的實際目的并非保護環境。因此，必須通過實際行為來推斷系統的目標，而不能只看表面的言辭或其標榜的目標。

系統之思

總的來說，“功能”一詞常用于非人類系統，而“目標”一詞則用于人類系統。但它們之間的區分并不是絕對的，因為很多系統兼具人類和非人類要素。

溫控系統的功能是讓建筑物內的溫度保持在一個設定的水平；植物的功能是結出果實、繁育更多的植物；國家經濟的目標是保持增長。幾乎每一個系統都有一個重要的目標，那就是確保自我永存。

系統的目標不一定符合人們的初衷，或系統中某個個體的意愿。在很多情況下，系統中各個要素的目標是不一致的，并都會或多或少地對系統整體行為產生影響。最后，系統所呈現出來的結果很有可能事與愿違，誰都不滿意，誰都不愿意看到。就像我們現在的社會，吸毒和犯罪日益猖獗，但是沒有人主觀上想要這樣。以下是我們所處的社會系統中一些角色的意愿，而這些意愿匯總起來，就有可能形成上述景象。

●有些人想要盡快擺脫心靈上的傷痛；

●農民、商人和銀行家都想要賺錢；

●販毒人員對法律的約束無所畏懼，但是又害怕警察的打擊；

●政府頒布禁毒法令，并借助警力維護法律，打擊毒品販賣；

●富人們居住在離窮人很近的地方；

●吸毒者更關心如何保護自己，而非戒除毒癮。

在社會系統中，上述這些要素各自的目標看起來都是正當的，但它們組合成為一個系統，相互影響，就造成了吸毒和犯罪日益蔓延并很難被根除的惡果。由于系統中嵌套著系統，所以目標中還會有其他目標。

例如，如果說一所大學的目標是創造和保護知識，并將知識代代相傳的話，在其中，學生們的目標就可能是取得好的分數，教授們的目標或許是保住飯碗，而管理人員的目標是預算平衡。這些個體的目標有可能與總目標沖突：學生們為了獲得好的分數可能在考試中作弊，教授們可能會忽視教學而一心只顧著發表論文，管理者可能會解雇優秀的教授以實現預算平衡。

一個成功的系統，應該能夠實現個體目標和系統總目標的一致性。我們會在后面討論系統的層級時，再來深入探討這一問題。

如果系統中的個體是一個接一個地發生變化，那么，我們就能夠識別出系統中有哪些要素、它們之間的內在聯系、系統的目標以及各種要素的相對重要性。但事實并非如此。雖然系統中的某些要素是很重要的，但一般說來，改變要素對系統的影響是最小的。即使更換了一支足球隊中的所有隊員，它仍是一支球隊（當然，有可能表現得更好或者更糟）；一棵樹的細胞、樹葉年年都在不斷地變化，但它仍是同一棵樹；你的身體每隔幾周就會更換掉大部分細胞，但那仍是你的身體；大學中的學生每年都在不斷流動，教授和管理人員也會緩慢變化，但它仍是一所大學；即使更換了所有成員，通用汽車公司和美國國會也依然如故。總之，只要不觸動系統的內在連接和總目標，即使替換掉所有的要素，系統也會保持不變，或者只是發生緩慢的變化。

系統之思

系統中最不明顯的部分是它的功能或目標，而這常常是系統行為最關鍵的決定因素。

相反，如果內在連接改變了，系統就會發生巨大的變化。拿球隊來說，如果球員之間的關系更親密了、配合程度提高了，即使還是那些球員，整個球隊也可能會變得耳目一新；如果改變足球或籃球比賽的規則，我們肯定會看到一種全新的比賽；如果我們改變了樹木中的內在連接（例如，不再讓它吸入二氧化碳、呼出氧氣，而是相反），那它就不再是樹了（或許會變成動物）；如果在一所大學中，不是讓教授給學生來打分，而是讓學生給教授打分，或者在爭論時不是以理服人而是以暴取勝，那么我們就不能稱其為大學了。這或許是個有趣的組織，但絕不是大學。總之，改變系統中的內在連接，會讓系統發生顯著的變化。

同樣，功能或目標的改變也會對系統產生重大影響。如果仍舊保留那些球員和規則，但改變比賽的目標——看誰輸而不是誰贏；如果樹木的生存目標不是為了繁衍后代，而是為了獲取土壤中所有的營養成分，以無限成長；如果大學的目標不僅是傳播知識，還要實現賺錢、教導民眾、贏取球賽等目的，情況會怎么樣？顯然，目標的變化會極大地改變一個系統，即使其中的要素和內在連接都保持不變。

有人可能會問：要素、內在連接和目標對系統來說，哪個是最重要的呢？以系統的觀點來看，這個問題本身就是個偽命題。

系統提示

系統三要件的關系

對一個系統來說，要素、內在連接和目標，所有這些都是必不可少的，它們之間相互聯系，各司其職。一般來說，系統中最不明顯的部分，即功能或目標，才是系統行為最關鍵的決定因素；內在連接也是至關重要的，因為改變了要素之間的連接，通常會改變系統的行為；盡管要素是我們最容易注意到的系統部分，但它對于定義系統的特點通常是最不重要的——除非是某個要素的改變也能導致連接或目標的改變。

例如，更換國家最高領導人。像前蘇聯領導人由勃列日涅夫換成戈爾巴喬夫，或者是美國總統由卡特換成里根，雖然這個國家的土地、工廠和億萬民眾仍然保持不變，但仍有可能把整個國家引向全新的方向，因為新的領導人可以為土地、工廠和民眾制定新的規則，或讓國家系統的目標發生改變。當然，也有可能什么都不會發生，因為土地、工廠和民眾是國家系統中長期存在的物質要素，變化相對緩慢，任何一個領導人對整個國家的改造程度都是有限的。

理解系統行為的動態性

西班牙生態學家 羅蒙·馬格列夫

大自然中蘊藏的信息使我們能重現一部分歷史。河流的改道、地殼的運動……所有這些世界變遷的真實痕跡，都像是遺傳系統中的信息存儲器——隨著存儲信息的不斷增加，系統的結構也會日益復雜。

“存量”是所有系統的基礎。所謂存量，是指在任何時刻都能觀察、感知、計數和測量的系統要素。如其名稱所示，在系統中，存量是儲存量、數量或物料、信息在一段時間內的積累量。它有可能是浴缸中的水、人口數量、書店中的書、樹木的體積、銀行里的錢，等等。但是，存量不一定非得是物質的，你的自信、在朋友圈中的良好口碑，或者對世界的美好希冀等，都可以是存量。

系統之思

存量是對系統中變化量的一種歷史記錄。

存量會隨著時間的變化而不斷改變，使其發生變化的就是“流量”。所謂流量，是一段時間內改變的狀況。例如浴缸中注入或流出的水量、出生或死亡的人數、買入或賣出的數量、成長或衰退、存入或取出、成功或失敗等（如圖1—1所示）。

系統提示

如何閱讀存量—流量圖

在本書中，存量用方框來表示，流量則用流入或流出存量的、帶箭頭的水管來表示。在每個流量上標有一個T型圖案，代表“水龍頭”，表示流量可以被調高或調低、打開或關閉；在流量的前端或后端，有時會畫一個“云朵”圖案，表示該流量的資源和消耗，也就是該流量從哪里來、到哪里去。雖然我們可以進一步明確這些來源和去處，但這樣會把我們對當前系統的分析變得過于龐雜。因此，出于簡化當前討論的需要，我們可以把這些因素用“云”來概略地表示。

例如，地下的礦藏是一個存量，隨著該礦藏被人們發現和開采，會產生一個礦藏開采的流量。由于礦藏的形成（流入量）可能是數百萬年前各種復雜地質變化的綜合作用，很難全面表述，因此這里用一個簡單的存量-流量圖進行描述（如圖1—2所示，圖中沒有畫出流入量）。

大壩后面水庫中的水也是一個存量，流入量有雨水和江河的來水，流出量包括水的蒸發和堤壩放水（如圖1—3所示）。

一片森林中所有樹木的蓄積量也是一個存量，流入量是樹木的生長，流出量包括樹木的自然死亡和伐木工的砍伐。被砍伐的木材累積起來，會形成另外一個存量，即伐木工廠里木材的存貨量；而當木材出售給客戶時，就會產生一個流出量，減少庫存（如圖1—4所示）。

如果你能夠理解各種存量和流量的動態特性，也就是它們隨時間流逝而產生的各種行為變化，你就能更好地理解復雜系統的行為。現在，讓我們以大家都多少有些體驗的“浴缸”為例，來理解存量和流量的動態特性（如圖1—5所示）。

想象一下，當一個浴缸盛滿了水，其排水口被塞住，自來水管也關著時，這是一個毫無變化、沒有活力、乏味的系統。現在，如果我們拔掉塞子，水就會流出去，浴缸中的水位會不斷下降，直至浴缸中的水完全流盡（如圖1—6所示）。

系統提示

關于行為模式圖的閱讀提示

系統思考者經常會使用圖表來輔助理解系統的動態變化，了解系統行為隨時間而變化的趨勢或模式，而不只是關注個別的事件。借助行為模式圖，我們可以判斷系統是否正在趨向某個目標或極限點變化，也可以了解其變化的速度。

圖表中的變量可以是存量，也可以是流量。在閱讀這類圖表時，要重點關注其變化模式，即表述變量數值變化的線條的形狀和方向，相對來說具體的數字并不重要。

橫軸是時間軸，有助于你探究問題的來龍去脈，促使你關注所研究問題的時間范圍。

現在，讓我們再想一想那個盛滿水的浴缸。我們再次拔出塞子，但這次，當浴缸還剩下一半水量時，我們擰開水龍頭，讓水流進浴缸，并使流入浴缸的水與流出的水保持同等速率。這時會發生什么呢？很簡單，浴缸里的水位將保持不變，即處于一種動態平衡的狀態。（如圖1—7所示）

假如我們把水龍頭開得再大一些，讓水流入的速度稍大于流出的速度，那么浴缸中的水位將會緩慢上升。接著，我們再把水龍頭調小，使水的流入和流出速度保持一致，那么浴缸中的水位又會停止上升。相反，擰小水龍頭，水位則會緩慢下降。

上述的浴缸就是一個非常簡單的系統，只有一個存量、一個流入量和一個流出量。由于在我們考察的時間范圍內（數分鐘），浴缸中水的蒸發量微乎其微，所以我們未將這部分流出量計算在內。所有的模型，無論是心智模型還是數學模型，都是對現實世界的簡化。借助這些模型，我們可以了解浴缸系統所有可能的動態變化。由此，你可以推斷出幾項重要的原則，它們同樣適用于其他更為復雜的動態系統：

●只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。

●只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，存量的水平將保持不變；事實上，無論在任何情況下，當系統的流入量和流出量相同時，系統就處于動態平衡的狀態。

人類的大腦似乎更加容易關注存量，而不是流量。更進一步地說，當我們關注流量時，我們更容易傾向于關注流入量，而不是流出量。因此，我們有時候會忽視這樣一個事實：如果要灌滿浴缸，不能只是提高流入速率，還需要降低流出速率。每個人都能認識到，要想維系當今這個離不開石油的經濟體系，我們可以加大勘探力度，不斷發現新油田；但是，并不是每個人都可以很好地認識到，同樣的結果也可以通過減少石油的消耗來實現。如果能在能源使用效率方面實現更大的突破，這和發現一個新油田、增加可用石油儲量的效果是一樣的。當然，從中獲利的人是不同的。

系統之思

要想使存量增加，既可以通過提高流入速率來實現，也可以通過降低流出速率來實現。請注意，要灌滿一個浴缸，不是只有一種方式。

類似地，可以通過招聘更多的人來擴大公司規模，也可以減小職工的離職率或辭退速度；這兩種策略的成本可能差異很大。可以通過投資、建立更多的工廠和機器設備來增加一個國家的財富，也可以減少工廠和機器設備的磨損、故障或停工；一般來說，后者可能成本更低。

你可以突然調整浴缸的流量——完全打開排水管或關上水龍頭閥門，但要想快速地改變存量（水位）就要困難得多。即使你把排水管完全打開，浴缸里的水也不可能一下子排空；同樣，即使你把水龍頭開到最大，浴缸也不可能馬上被灌滿。存量的變化需要時間，因為改變它的流量運作需要時間。這是一個關鍵點，是理解各種系統行為為什么如此運作的一把鑰匙。譬如，因為存量的變化一般比較緩慢，它們可能表現為延遲、欠貨、緩存、壓艙物以及系統中動量的源泉等。存量，尤其是比較大的存量，在應對變化時，只能通過逐步的增加或釋放來實現，即使對于突然的變化也是如此。

人們經常低估存量的內在動量。

例如，人口的增長或停止增長、森林中木材的蓄積、水庫蓄水、礦藏的耗盡等，都需要花很長的時間。國家的富足，大量工廠和基礎設施（如高速公路、發電廠等）的建立，都不是一朝一夕之功，即使你有大把大把的鈔票也不可能一夜之間建成。一旦一個依賴石油的經濟體被建立起來了，大量的熔爐、汽車發動機每天運作就都需要燃燒石油，即使石油價格暴漲，它們也不可能迅速改變，去消耗另外一種能源。對地球大氣臭氧層造成破壞的污染物，是數十年甚至近百年來人類活動迅速增加且疏于污染治理的累積結果；而要想清除這些污染物，也需要花費數代人的心血和智慧。

系統之思

存量的變化一般比較緩慢，即使在流入量或流出量突然改變的情況下，也是如此。因此，存量可以在系統中起到延遲、緩存或減震器的作用。

因此，可以說，存量的改變設定了系統動態變化的速度。工業化的進展速度不能超過工廠和機器設備建設的速度，也不能超過培養出經營這些工廠、操控這些機器設備的合格勞動者的速度。森林不可能一夜之間長成。一旦污染物在地下水中沉積，就只能隨著地下水更新的速度去慢慢消除，而這可能需要數十年甚至數百年。

在系統中，由于存量變化緩慢而產生的時間滯后可能會導致一些問題，與此同時，它們也是系統穩定性的根源所在。土壤是數個世紀沉積而形成的，它們不可能瞬間被沖刷、流失殆盡；人類社會數千年積淀下來、世代相傳的知識和技能，也不可能轉眼間被遺忘；雖然當代人抽取地下水的速度遠快于其補充的速度，但由于地下水儲量豐富，在相當長的時間里，即使地下水位一直緩慢下降，也還不至于達到無以為繼的地步。因此，存量變化緩慢所產生的時間滯后，讓人們有了一定的余地去調整、嘗試一些做法，并根據反饋來修訂那些不奏效的政策。

如果你對存量的變化速度有正確的認知，你就不會“拔苗助長”，期待事物變化的速度超出其特定規律；同時，你也不會過早地放棄，因為你知道一項措施要想見到成效，也需要時間；此外，你也可以更好地把握系統動量所展現的機會，“順勢而為”，就像一個高超的柔道選手善于利用對手的力量那樣，聰明地實現自己的目標。

對于存量在系統中所起的作用，還有一個更為重要的原則，那就是：由于存量的存在，流入量和流出量可以相互獨立，并在一定時期內不必保持平衡或一致。這一原則可以引導我們直接了解反饋的概念。

系統之思

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，并可以暫時地失衡。

如果沒有這一原則，很多事情將難以想象。比如，要讓煉油廠生產、加工汽油的速度必須與全社會消費石油的速度完全一致，幾乎是不可能的事；要讓木材砍伐的速度精確地等于樹木生長的速度，也是不現實的。石油公司可以生產出汽油，儲存在油罐中；森林中木材的儲量，以及木材公司的庫存等，這些都是存量。正是由于這些存量的存在，即使短期內某些流量的波動很大，人們的生活仍然可以保持一定的確定性、連續性和可預測性。

事實上，人類發明了成千上萬種存量維持機制，以確保流入和流出量相互獨立和穩定。

例如，為了使當地居民和下游的農民能更穩定地生活和工作，不必擔心江河來水的波動性導致旱澇不均，人們在河流上游興建了水庫；為了讓你能夠支付各項生活開銷，不必讓自己花錢的速度完全等于你賺錢的速度，人們建立了銀行；為了讓生產能夠順暢地進行，不必受最終用戶需求波動性的影響，人們建立了供應鏈體系，并在其各個環節（從生產商、分銷商、批發商到零售商）都保留一定的庫存量，這同時也可以讓消費者在想要購買某種產品時能夠及時買到，不必完全受工廠短期內生產波動的影響。

由于大量存量維持機制的存在，大多數個人和組織的決策也會受到存量水平的影響：如果庫存過高，就會降低價格，或者增加廣告或促銷方面的預算，以增加銷售量，削減庫存。

如果家中廚房里食物的儲量不多了，你就會去商店采購，以補給食物儲備；如果地里種植的作物產量增加或減少了，農民就會想辦法澆水、施肥或殺蟲，谷物公司就會考慮要預定多少倉庫或車皮去貯存和運輸這些糧食，投機商就會預測未來的糧價走勢，考慮買入或賣出，養殖戶就會多養或少養一些牲畜。水庫中的水位變化也會引發一連串的修補措施，避免其過高或過低。同樣，你錢包中的錢，石油公司的石油庫存量，造紙廠的原料儲量以及湖中污染物的含量等存量過多或過少，都會引發各種各樣的行動反饋。

人們不斷地監控存量的變化，根據其狀況和特定規則，制定決策并采取相應行動，以增加或降低存量水平，使其保持在可接受的范圍內。這些決策累加起來，會對各種相關的系統造成復雜的影響，帶來不同程度的起伏、漲落，也造成了各種問題或取得了成功。因此，從系統思考的角度來看，我們這個世界可以被視為各種各樣存量的組合，圍繞著這些存量，存在著各種不同的存量調節機制，而后者主要表現為各種各樣的流量。

這意味著，系統思考者將世界視為各種“反饋過程”的組合。

反饋：系統是如何運作的

杰伊·福瑞斯特

信息反饋控制系統是所有生物和人類行為的基礎，從緩慢的生物進化到最先進的衛星發射……我們所做的任何一件事，無論是個人，還是某個行業或社會，都離不開信息反饋控制系統。

如果存量飛速地增長、急劇地下降，或被維持在某個特定的范圍內，不管周圍情況如何變化，我們可以很肯定地說，這個系統中存在一種控制機制，并正在發揮作用。換言之，如果你看到某一種行為持續了一段時間，就一定存在導致這種行為產生的作用機制。這種作用機制是通過反饋回路來運作的。因此，長期保持一致的行為模式是反饋回路存在的首要線索。

當某一個存量的變化影響到與其相關的流入量或流出量時，反饋回路就形成了。反饋回路可能非常簡單而直接。想象一下你的儲蓄存款賬戶，假設銀行和你約定按照復利的方式向你支付利息（也就是俗話常說的“利滾利”），利息的多少取決于你賬戶中的余額和當前的利率。這樣的話，你賬戶中的余額（存量）會影響到利息的多少，而利息作為一個流入量，也會使下一年的賬戶余額增加。按照這種算法，銀行每年向你支付的利息并不是一個固定的數值，而會隨著上一年賬戶余額的增減而變動。這樣就形成了一個簡單的反饋回路。

系統之思

一個反饋回路就是一條閉合的因果關系鏈，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，繼而又反過來改變了存量。

當你每個月檢查自己的活期存款賬戶對賬單時，你也會發現另外一類反饋回路，也很簡單、直接。假設現在你的活期存款賬戶中可用現金（存量）很少，你可能會因為壓力而去做更多的工作、賺更多的錢。這些錢會作為流量，進入你的銀行賬戶，這樣就可以提高可用現金存量的水平，達到讓你滿意的程度。如果賬戶中可用現金很多，你可能愿意放松一下，不用再那么努力地工作，這樣賺的錢（流入量）就減少了。這一類反饋回路能使你的可用現金水平（存量）保持在一個自己滿意的范圍內。當然，賺錢并不是唯一作用于現金存量的反饋回路，你還可以調節自己的消費支出（流出量）。顯而易見，這是另外一個調節現金存量的反饋回路。

反饋回路可能導致存量水平維持在某一個范圍內，也可能使存量增長或減少。在任何一種情況之下，只要存量本身的規模發生了改變，與之相關的流入量或流出量也會隨之而變。不管是誰或怎樣監控存量的水平，一旦存量水平有變化，系統就會啟動一個修正的過程，調節流入量或流出量的速度（也有可能同時調整二者），從而改變存量的水平。這又會產生一個反饋信號，再次啟動一個控制行動，從而形成一系列連鎖反應（如圖1—8所示）。

每一個圖都清晰地標注出了存量、影響和改變存量的流量，以及指出行動方向的信息連接（以一個帶箭頭的曲線來表示）。它強調的是，行動或改變通常是通過調整流量的方式進行的。

不是所有系統都有反饋回路。一些系統是相對簡單的、由若干存量和流量構成的、兩端開放的鏈條，它們可能會受到外部因素的影響，但是鏈條上存量的水平并不影響其流量。然而，更為常見的是包含反饋回路的系統，通常也更為簡練且令人驚奇。我們稍后就會見識到。

自動洄游的魚：調節回路

有一種常見的反饋回路，其作用是使存量的水平保持穩定，就像我們在前面提到的活期存款賬戶的例子一樣。當然，我們所說的“使存量的水平保持穩定”，并不是說存量的水平要完全精確地保持在某一個固定的數值上，而是說保持在一個可接受的范圍之內。接下來，我會列舉一些為大家所熟知的例子，它們都包含一個能使存量保持相對穩定的反饋回路。這些例子可以讓我們更為深入地了解反饋回路。

如果你習慣喝咖啡（或茶），當你感覺有些倦怠時，你可能會煮上一杯濃濃的黑咖啡，讓自己重新振作起來。你，作為喝咖啡的人，在頭腦中有一個期望的精神狀態；當你察覺到實際精神狀態與期望狀態之間存在差異時，你會通過喝咖啡這一系統，攝入咖啡中的咖啡因，從而調整自身能量的新陳代謝，使自己的實際精神狀態（存量）接近或達到期望的水平。當然，你喝咖啡可能還有其他目的，比如喜歡咖啡的味道或者是一項社交活動等，在此不展開討論。

請大家注意圖1—9中名詞短語的標簽，和本書中其他所有圖表中的標簽一樣，它們都是無方向性的。比如說“身體內儲存的能量”而不是“能量水平低”；“咖啡攝入量”而不是“喝更多的咖啡”。我這樣做的原因是，反饋回路通常可以往兩個方向運轉。在上面這個案例中，該反饋回路既可以起到為你補充能量的作用，也可能導致能量供應過量。如果你喝了過多的咖啡，發現自己能量過剩，過于亢奮，你不得不活動一會兒，讓過多的咖啡因代謝掉。與期望的能量水平比，過高的能量會產生一種差異感，告訴你的身體“太多了”，這樣會讓你減少咖啡攝入量，直到身體的能量水平降至合適的范圍。因此，使用無方向的標簽可以提示我們，影響你身體的能量水平（存量）的反饋回路可以往不同的方向運轉。

在我們剛才的討論中，我把身體能量的流入量來源做了簡化處理，忽略不計。現在，讓我們更詳細地探究一下這個問題，把系統圖變得稍微充實、復雜一些。但是，請記住：所有系統圖，不管其繁簡程度如何，都是對現實世界的簡化；我們每個人都在以不同的復雜或簡化程度來看待這個世界。

在本例中，我標出了另外一個存量——身體內儲存的能量，它可以被咖啡因激活。我之所以這么做，是想告訴大家，在我們現在討論的系統之外還有更多的東西，不只是一個回路這樣簡單。每一個喝咖啡的人都知道，咖啡因只是一種短期內起效的刺激物，它能讓你的“馬達”更高速地運轉，但卻不能為你的“油箱”補足燃料。過了一定時間，咖啡因的加速作用消失了，而你的身體則因為過快消耗了大量能量而比以往更為疲乏。這一落差可能再次激活一個反饋回路，讓你再次跑到咖啡機前去煮咖啡（久而久之，這樣就會產生一種“上癮”結構，我們將在后面進行討論）；或者可能激活其他一些反饋活動，比如吃一些食物、散散步、睡睡覺等，這比喝咖啡更為長期而健康一些。

這一類反饋回路具有保持存量穩定、趨向一個目標進行調節或校正的作用，我們稱之為“調節回路”。在圖中，我在該回路的內部標了一個字母“B”，以示區別。當系統中存在調節回路時，面對各種變化，它都會采取措施，消除這些變化對系統的影響，使存量保持在某一個目標值或可接受的范圍之內，系統行為會因此表現出“尋的”或“動態平衡”的特征。無論你是想讓存量水平升高或降低，調節回路都會想方設法，將其拉回到預期狀態或設定的范圍之內。

關于咖啡，我這里還有另外一個調節回路的例子，但它是通過物理法則來起作用的，而不是依靠人的決策。大家都知道，煮完咖啡以后，如果你沒有及時把它喝掉，咖啡會逐漸冷卻到室溫狀態，而它冷卻的速度取決于咖啡的溫度和室溫之間的差距：二者的差距越大，咖啡涼得就越快。與上面的案例類似，這一回路的作用方向也有兩種——另外一種情況是，如果你在夏天做了一杯冰咖啡，它將逐漸變熱，直到達到室內溫度為止。該系統的功能是縮小咖啡的溫度和室溫之間的差距，直至差距為零，不管二者的差距是正還是負（如圖1—10所示）。

開始時，咖啡有不同的溫度，可能是僅低于沸點（熱咖啡）或者僅高于冰點（冰咖啡）一點點，如果你沒有把它們喝掉，經過一段時間之后，它們的溫度變化情況如圖1—11所示。在這里，你可以看到調節回路“自動尋的（返航）”的行為特征。不管系統存量的初始值怎樣，也不管它是高于或低于“目標”狀態，調節回路都會將其引導至目標狀態。一開始變化很快，后來逐漸趨緩，直到存量和目標之間的差距消失。

調節回路的這一行為模式——逐漸接近系統設定的目標，在大自然中是很常見的。例如，放射性物質逐漸衰變、導彈的自動制導、固定資產的折舊、水庫的蓄水或放水、你的身體對血糖濃度的調節，以及你在停車入位時，都會經歷類似的行為模式。你還可以找出更多的例子，這個世界充滿了自動復位的調節回路。

系統之思

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

反饋機制的存在并不一定意味著它可以很好地起作用。有時候，相對于外部變化或影響而言，如果這些反饋機制不夠強大，它就無法將存量水平引導至期望的狀態，系統就會失效或被改變。反饋其實是系統中各種要素之間的相互聯系，是構成系統的信息要件。因為種種原因，反饋有可能會失效。

例如，信息有可能到達得太晚，或者沒有傳送到合適的地方；信息有可能不清晰、不完整，或者難以被解讀；反饋觸發的行動可能力度太弱、太滯后、受到資源的限制，或者根本無效。

大千世界是紛繁復雜的，在實際中，一些調節回路的目標可能永遠也無法達到。當然，我們上面所舉的例子很簡單，咖啡的溫度一定會逐漸與室溫相同。

脫韁的野馬：增強回路

巴爾扎克

我需要休息，讓我的大腦重新煥發活力，而旅行就可以讓我得到休息。但是，要能去旅行，我必須得有錢。為了賺到錢，我必須去工作……我陷入了一個“惡性循環”之中，根本不可能逃出它的魔爪。

簡·丁伯根

我們經常會遇到這樣一種狀況，看起來好像是循環迭代的：利潤下降是因為投資不足，而投資不足是因為利潤不佳。

第二類反饋回路的作用是不斷放大、增強原有的發展態勢，自我復制，像“滾雪球”一樣。它們是一個良性循環或惡性循環，既可能導致系統不斷成長，越來越好；也可能像脫韁的野馬，導致局勢越來越差，造成巨大的破壞甚至毀滅。我們將這一類回路稱為“增強回路”。為了表示區別，我在這類回路內部標注了一個字母“R”。在這類回路的作用下，系統的存量越大，存量的流入量也就越多，導致存量進一步變得更大；反之亦然。總之，增強回路會強化系統原有的變化態勢。

舉例來說：

●兩個小孩子發生了爭執，一個孩子打了另一個孩子一拳，后者就會踢前者一腳，這樣就導致前者更大力度地反擊……就這樣，沖突不斷升級。

●物價升高，要想讓人們維持原有的生活標準，就需要給工人漲工資；而工資越高，產品的價格就需要更高，以便企業能夠維持獲利……而這意味著，物價水平將變得更高，同時又需要給工人漲工資，如此循環不已。

●野兔數量越多，有生育能力的兔媽媽就越多，生下來的兔寶寶也就越多；而兔寶寶越多，等它們長大以后，兔媽媽就變得更多，又會產下更多的兔寶寶。

●土壤流失越嚴重，植被就越稀少；而植被越稀少，鞏固和維系土壤的根就越少，從而導致更大的土壤流失，植被更加稀少。

●我練習彈鋼琴的次數越多，技術水平越好，從琴聲中體味到的樂趣就越多，從而讓我更加愿意彈琴，進行更多練習。

增強回路也很常見，當你發現系統中某個要素具有自我復制或繁殖的能力，或者持續增長時，你就能找到推動其增長的增強回路。還記得我們在上文中提到的那個銀行存款賬戶的例子嗎？銀行賬戶的余額越大，你所能獲得的利息就越多，這使你的存款金額更大，你下一期獲得的利息更多（如圖1—12所示）。類似的例子還有很多，包括人口、經濟體系等。

圖1—13顯示的是在這一增強回路的作用之下，你在銀行中的錢（初始值是100美元）是如何增長的。我們假設你在12年中沒有對這一賬戶進行過其他存取款操作。圖中有五條曲線，分別對應的是五種不同利率的情況，從年利率2%～10%。

這不是簡單的線性增長，每一年的變化不是固定的。雖然在利率較低的情況下，銀行賬戶余額頭幾年的增長看起來像是線性的，但實際上，它的增長是越來越快的。余額越大，增加得越多，此類增長被稱為“指數曲線”。當然，這是好消息還是壞消息，取決于到底是什么在增長——存在銀行中的錢在增長，這就是好消息；你借了高利貸，要支付的利息在增長，這就是壞消息。當然，感染艾滋病的人數在增長、玉米地里的害蟲在增長、國家的經濟在增長，或者軍備競賽過程中武器裝備在增長，不同的人對好壞的評判是有差異的。

系統之思

增強回路是自我強化的。隨著時間的變化，增強回路會導致指數級增長或者加速崩潰。當系統中的存量具有自我強化或復制的能力時，你就能找到推動其增長的增強回路。

如圖1—14所示，你擁有的工廠和機器設備（一般被稱為“資本”）越多，能生產出的產品和服務（“產出”）就越多；這些產品和服務被銷售出去以后，你就能有更多的錢，去投資建設更多的工廠和機器設備。就這樣，你做得越大，賺得越多，就能做得更大。這是一個增強回路，也是任何經濟體系增長的核心引擎。

到現在為止，你可能已經了解了調節回路和增強回路對于一個系統是多么重要，它們是系統的基礎。有時候，我會讓學生們試著去想象一下，如果沒有反饋回路，我們人類在制定決策時會怎么樣。也就是說，我們要在沒有任何關于存量水平信息的情況下，做出與此相關的某項決策，結果會怎么樣呢？請你也去思考一下吧。你對反饋回路了解得越多，就會發現它幾乎無所不在。

關于“無反饋”型決策，我的學生們提到最多的就是戀愛和自殺。但是，我對此持保留意見。我也想把這一問題留給你自己去思考，看看要做出戀愛或自殺這樣的決策是否真的可以不包括反饋回路在內。

系統之思

想一想：如果A能引起B，那么B是否也有可能引起A呢？

我想提醒大家注意的是，如果你發現反饋回路無處不在，那么你已經處于成為一名系統思考者的“危險處境”之中了。因為你不只是看到了A如何影響B，也會開始探究B是否會以某種方式影響到A，以及A是否會增強它自身，或者相反。當你看到電視臺晚間新聞上說，美聯儲要出臺某些措施以控制經濟時，你也會了解到國家的經濟體系肯定會有某些應對措施，反過來影響到美聯儲。當某人告訴你人口增長導致了貧困時，你也可能會問自己，貧窮是否會以某種方式導致人口的增長。諸如此類，隨著你對世界的認識日益加深，可能會使自己深陷其中、痛苦不堪，因為世界是如此復雜，想要看清楚非常困難，甚至是不可能的。

系統提示

對增強回路和時間翻倍的提示

因為我們經常會遇到增強回路，所以很容易知道這一速算訣竅：對于指數級增長來說，存量翻倍所花費的時間，約等于70除以增長率（以百分數來表示）。

舉例來說，如果你把100美元存入銀行，年利率是7%，那么10年后，你的錢會翻一倍（70/7=10）；如果利率只有5%，那么這筆錢要翻倍就需要花14年時間。

這樣，你看到的世界就不再是靜態的，而是動態的。你將停止抱怨、指責他人，而是開始探尋“系統究竟是怎樣的？”反饋的概念讓我們看到，系統本身就可以產生其自身的行為，這是認識世界的一把新鑰匙。

到現在為止，我們所探討的案例，都是在一個例子中只包含一個或一類反饋回路。當然，在真實的系統中，根本不是這個樣子。同一個系統中會存在很多不同類型的反饋回路，它們經常以異常復雜的方式相互聯系在一起。即使某個單一的存量，也有可能同時受到好幾個增強回路和調節回路的影響，它們的力度不同，作用方向迥異。某一個流量也可能受到3個、5個、10個、20個存量的影響。它們可能使某個存量增加，而使另外一些存量減少，或者又可能引發一系列決策，去調整另外一些存量。在一個系統中，有如此之多的反饋回路彼此聯系在一起，相互影響：有的試圖使存量增長，有的想使其消亡，或者努力讓彼此保持平衡。正如你所見到的結果，復雜系統的行為是復雜多變、異彩紛呈的，難以預測和駕馭，絕不只是保持穩定或平滑地趨向一個目標、呈指數級增長或加速衰敗這樣簡單。我們在后文中會見識到這一點。