好久想通读下《系统之美》,这周终于把这本书看完成了。

多年的系统开发架构经历,天天口头上说系统应该这样,不应该那样,那到底怎样的系统设计与思考才是最美的呢?

《系统之美》,这本书德内拉·梅多斯初作于1993年,并于2001年完成,本书的内容循序渐进地介绍复杂系统基本认识,系统三大特征、系统的6大障碍、系统的8个陷阱与对策、最终是系统共存的行动指南和生存法则。

本书主要是以社会学相关案例介绍系统思考,而非系统软件的案例场景,不过基础科学认识思考分析方法,同样适用于软件系统架构中。

系统基础结构原理

什么是系统呢?系统是一组相互连接的要素事物,在一定时间内,以特定的行为模式相互影响,由一组相互连接的要素构成的、能够实现某个目标的整体。系统可能受外力触发、驱动、冲击或限制,而系统对外力影响的反馈方式就是系统的特征。在真实的世界中,这些反馈往往是非常复杂的。从这一定义可见,任何一个系统都包括三种构成要件:要素、连接、功能或目标。

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。系统中的很多连接是通过信息流进行运作的。信息使系统整合在一起,并对系统的运作产生重要影响。

系统行为的动态性,书中引入蓄水系统讲介了系统结构影响系统行为:存量、流量、动态平衡(反馈、回路)。存量是对系统中变化量的一种历史记录。

系统三大特征

系统三大特征:适应力、自组织、层次性

适应力”(Resilience)在工程学、生态学或系统科学领域有很多种定义。 * 如果形容一个人,适应力指的是他快速恢复的能力,包括力量、精神、幽默感或其他方面; * 如果形容一个系统,适应力指的是系统在多变的环境中保持自身的存在和运作的能力。与适应力相对的是脆弱性或刚性。

适应力总是有限度的。有适应力的系统可能是经常动态变化的。相反,一直保持恒定的系统恰恰是不具备适应力的。

适应力与一直保持静止或恒定是不同的。有适应力的系统可能是经常动态变化的。事实上,短期的振荡、阶段性的发作,或者周期性的兴衰、高潮与崩溃,都是正常状况,而适应力可以使其复原。

系统通常具有自组织的特性,具有塑造自身结构、生成新结构、学习、多样化和复杂化的能力。即使是非常复杂的自组织形式,也有可能产生于相对简单的组织规则。

自组织系统经常生成一定的层级或层次性。

层次性是系统的伟大发明,不只是因为它们使系统更加稳定和有适应力,而且因为它们减少了信息量,使得系统各部分更容易记录和跟进。

系统的层次性表明系统是自下而上进化的,上一层级的目的是服务于较低层级的目的的。

我们认为自己所知道的关于这个世界的任何东西都只是一个模型。虽然我们的模型确实与现实世界高度一致,但远未达到能完整地代表真实世界的程度。

别被表象所迷惑 系统结构是各种存量、流量和反馈回路的相互关联与作用。

系统结构是行为的根源,而系统行为体现为随时间而发生的一系列事件。

盲人摸象。

我们能观察和看到的,只是系统让我们看到的一部分,每一部分具体行为事件,由我们过往经验所影响,所以要避免以偏概全,盲人摸象的现象。

在非线性的世界里,不要用线性的思维模 系统中的很多关系是非线性的,它们的相对优势变化与存量的变化是不成比例的。反馈系统中的非线性关系导致不同回路之间主导地位的转换,也相应地引起系统行为的复杂变化。

非线性,我们又遇到它了,在《事实》中,我们学习的S曲线,指数曲线(幂律)等,它告诉我们不要“我以为的以为……”的直线思考。因为光是会拐弯的。

恰当地划定边界 世界是普遍联系的,不存在孤立的系统。如何划定系统的边界,取决于你的分析目的,也就是我们想问的问题。

系统最大的复杂性也确实出现于边界上。例如,在德国和捷克的边境线两侧,两国居民并非水火不容,而是你中有我,我中有你;在森林与草原之间,物种也在相互渗透,森林里的动物会溜达到草原上,草原上的动物也会在一定程度上渗透进森林中。因此可以说,恰恰是边界上的无序、混杂,成为了多样化和创造力的根源所在。

项目落地过程中,最难的是沟通确认功能需求的系统边界划分,功能a的逻辑实现,系统A可以实现,系统B也可以实现,这时没有明确的职责边界,就会出现推诿扯皮现象。解决这个问题,首要的是我们想解决的问题及实现目的,以一个视角方向去划分界定。

请记住:边界是我们自己划定的,对于新的问题,出于不同的目的,可能需要并且应该对其进行重新考虑。事实上,在面对每一个新任务时,都应该忘掉在上一次任务中行之有效的边界划分;而针对当前问题的需要,应创造性地划定最合适的边界。对很多人来说,这是一个不小的挑战。但是,为了有效地解决问题,这也是十分必要的。

看清各种限制因素

最小因子定律”,我们在种植谷物需要必不可少的一些要素,阳光、水、氮、钾、磷等。如果缺少其中任一项要素(如磷元素),即使有再多的其他要素都不管用;

“正如俗话说:巧妇难为无米之炊。如果没有酵母,即使有再多的面粉,也做不出面包来。小孩子不管吃了多少碳水化合物,如果缺少蛋白质,身体也不会健康。

在给定的一段时间内,对于系统来说,最重要的一项输入是限制或约束力度最大的那个因素。

任何成长都存在限制,有些限制是自发的;而有些则是系统施加的。从根本上讲,关键不是追求持续成长,而是选择在哪些因素的限制之下维持生存。

无所不在的时间延迟 当在反馈回路中存在较长的时间延迟时,具备一定的预见性是必不可少的。如果缺乏预见性,等到一个问题已经很明显了才采取行动,将会错过解决问题的重要时机。

系统行为功能,是通过信息流动联接,传递实现的。信息传递是需要时间的,系统现在的状态是由之前的反馈决定的,现在的行动只能影响未来的系统状态。

系统的熵,主要体现在信息的熵传递。

“有限理性”(bounded rationality)

有限理性意味着,人们会基于其掌握的信息制定理性的决策,但是由于人们掌握的信息通常是有限的、不完整的,尤其是对于系统中相隔较远或不熟悉的部分,由此导致他们的决策往往并非整体最优。

要想改变行为,首先要跳出你所在系统中固有的位置,抛弃当时观察到的有限的信息,力求看到系统整体的状况。从一个更广阔的视角来看,可以重构信息流、目标、激励或限制因素,从而使分割的、有限的、理性的行动累加起来,产生每个人都期盼的结果。

系统中每个角色的有限理性可能无法产生促进系统整体福利的决策。

调节回路结构的主要表现就是会消除外部力量对系统的影响,使系统特定的行为模式保持相对稳定,没有太多变化。

人很难做出理性的选择,往往都是先行动起来,试错,不断地试错,才能活下来的,就是最理性的选择。存在即合理。

世界上没有精明的神存在的,永远不犯错误的人是不存在,我们不要希望有从上而下,全部正确的决策,要通过局部最优解,多次适应变化调整回路结构,消除外部影响力。

系统陷阱与对策

陷阱1:政策阻力

当系统中多个参与者有不同的目标,从而将系统存量往不同方向拉时,结果就是“政策阻力”。任何新政策,尤其是当它恰好管用时,都会让存量远离其他参与者的目标,因而会产生额外的抵抗,其结果是大家都不愿意看到的,但每个人都要付出相当的努力去维持它。

应对“政策阻力”最有效的方式是,设法将各个子系统的目标协调一致,通常是设立一个更大的总体目标,让所有参与者突破各自的有限理性。

对策 放弃压制或实现单方面的目标。化阻力为动力,将所有参与者召集起来,用先前用于维持“政策阻力”的精力,去寻找如何实现所有人的目标,实现“皆大欢喜”,或者重新定义一个更大、更重要的总体目标,让大家愿意齐心协力去实现它。

此问题,尤其在系统进行升级改造时,你的需求不是上下游系统,主要目标价值时,想要推动大家进行配合升级改造,就找更大的意义目标,把大家聚合起来,才能推的动。例如公司老板的项目,推动落地时阻力就比较少。

陷阱2:公地悲剧

当存在一种公共资源时,每个使用者都可以从这种资源的使用中直接获利,用得越多,收益也越大,但是过度使用的成本却需由所有人来分担。因此,资源的整体状况和单个参与者对资源的使用之间的反馈关联非常弱,结果导致资源的过度使用及耗竭,最终每个人都没有资源可用。

对策 对使用者进行教育和劝诫,让他们理解滥用资源的后果。同时,也可以恢复或增强资源的状况及其使用之间的弱反馈连接,有两类做法:一是将资源私有化,让每个使用者都可以直接感受到对自己那一份资源滥用的后果;二是对于那些无法分割和私有化的资源,则要对所有使用者进行监管。

“公地悲剧”之所以产生,一个重要原因是资源的消耗与资源的使用者数量增长之间的反馈缺失了,或者时间延迟太长。

在生活中到处都存在“达成共识,强制执行”的安排,大多数规则是如此常见,以至于人们往往习以为常、视而不见。每一种这样的安排既保护人们使用资源的自由,又同时限制人们无节制地使用公共资源。

陷阱3:目标侵蚀

绩效标准受过去绩效的影响,尤其是当人们对过去的绩效评价偏负面,也就是过于关注坏消息时,将启动一个恶性循环,使得目标和系统的绩效水平不断下滑。

对于目标侵蚀,有两个对策:一是不管绩效如何,都要保持一个绝对的标准;二是不断地将目标与过去的最佳标准相对照,而不是和最差的表现相比。

对策 保持一个绝对的绩效标准。更好的状况是,将绩效标准设定为过去的最佳水平,从而不断提高自己的目标,并以此激励自己,追求更高的绩效。系统结构没有变化,但由于运转方向不同,便能成为一个良性循环,做得越来越好。

陷阱4:竞争升级

当系统中一个存量的状态是取决于另外一个存量的状态,并试图超过对方时,就构成了一个增强回路,使得系统陷入竞争升级的陷阱,表现为军备竞赛、财富攀比、口水仗、声音或暴力升级等现象。由于竞争升级以指数级形式变化,它能以非常令人惊异的速度导致竞争激化。如果什么也不做,这一循环也不可能一直发展下去,最后的结果将是一方被击倒或两败俱伤。

对策 应对这一陷阱的最佳方式是避免陷入这一结构之中。如果已经深陷其中,一方可以选择单方面让步,从而切断增强回路的运作;或者双方进行协商,引入一些调节回路,对竞争进行一些限制。

陷阱5:富者愈富

如果在系统中,竞争中的赢家会持续地强化其进一步获胜的手段,这就形成了一个增强回路。如果这一回路不受限制地运转下去,赢家最终会通吃,输家则被消灭。

对策 多元化,即允许在竞争中落败的一方可以退出,开启另外一场新的博弈;反垄断法,即严格限制赢家所占有的最大份额比例;修正竞赛规则,限制最强的一些参与者的优势,或对处于劣势的参与者给予一些特别关照,增强他们的竞争力(例如施舍、馈赠、税赋调节、转移支付等);对获胜者给予多样化的奖励,避免他们在下一轮竞争中争夺同一有限的资源,或产生偏差。

陷阱6:转嫁负担

当面对一个系统性问题时,如果采用的解决方案根本无助于解决潜在的根本问题,只是缓解(或掩饰)了问题的症状时,就会产生转嫁负担、依赖性和上瘾的状况。不管是麻痹个人感官的物质,还是把潜在麻烦隐藏起来的政策,人们选择的干预行动都不能解决真正的问题。 如果选择并实施的干预措施,导致系统原本的自我调适能力萎缩或受到侵蚀,就会引发一个破坏性的增强回路。系统自我调适能力越差,就需要越多的干预措施;而这会使得系统的自我调适变得更差,不得不更多地依赖外部干预者。

戒除上瘾,回到非上瘾的状态固然是值得肯定的,但更理想的状况是:提前预防,防止上瘾。

对策 应对这一陷阱最好的办法是提前预防,防止跌入陷阱。一定要意识到只是缓解症状或掩饰信号的政策或做法,都不能真正地解决问题。因此,要将关注点从短期的救济转移到长期的结构性重建上来。

陷阱7:规避规则

“上有政策,下有对策”。任何规则都可能会有漏洞或例外情况,因而也存在规避规则的机会。也就是说,虽然一些行为在表面上遵守或未违背规则,但实质上却不符合规则的本意,甚至扭曲了系统。

对策 设计或重新设计规则,从规避规则的行为中获得创造性反馈,使其发挥积极的作用,实现规则的本来目的。

陷阱8:目标错位

影响系统行为最有力的方式之一就是,调整它的目的或目标。这是因为,目标设定了系统的方向,定义了需要采取校正措施的差距,并指示着调节回路运作的预期状态以及成败。如果目标定义不当,不能测量应该被测量的东西,不能真实地反映系统的状态,那么系统就不可能产出期望的结果。就像传统神话故事中可以许的三个愿望一样,系统也有一个可怕的趋势,即只会产出你要求它们产出的结果。所以,一定要慎重地对待系统的目标。

系统行为对于反馈回路的目标特别敏感。如果目标定义不准确或不完整,即使系统忠实地执行了所有运作规则,其产出的结果却不一定是人们真正想要的。

对策 恰当地设定目标及指标,以反映系统真正的福利。一定要特别小心,不要将努力与结果混淆,否则系统将只产出特定的努力,而不是你期望的结果。

选择大于努力,方向比选择更重要。

系统的变革方式

12个 采取干预措施的杠杆点:

12.数字:包括各种常数和参数 11.缓冲器:比流量力量更大、更稳定的存量 10.存量—流量结构:实体系统及其交叉节点 9.时间延迟:系统对变化做出反应的速度 8.调节回路:试图修正外界影响的反馈力量 7.增强回路:驱动收益增长的反馈力量 6.信息流:谁能获得信息的结构 5.系统规则:激励、惩罚和限制条件 4.自组织:系统结构增加、变化或进化的力量 3.目标:系统的目的或功能 2.社会范式:决定系统之所以为系统的心智模式 1.超越范式

范式是系统之所以成为系统的根源。根植于这些范式,产生了系统的目标和信息流、反馈、各种存量和流量,以及系统中的所有东西。系统的目标、结构、规则、时间延迟和各种参数,都受范式的直接影响。

系统的生存法则

1. 跟上系统的节拍。
2. 把你的心智模式展现在阳光下。
3. 相信、尊重并分享信息。
4. 谨慎地使用语言,并用系统的概念去丰富语言。
5. 关注重要的,而不只是容易衡量的。
6. 为反馈系统制定带有反馈功能的政策。
7. 追求整体利益。
8. 聆听系统的智慧。
9. 界定系统的职责。
10. 保持谦逊,做一名学习者。
11. 庆祝复杂性。
12. 扩展时间的范围。
13. 打破各种清规戒律。
14. 扩大关切的范围。
15. 不要降低“善”的标准。

未来是不可预测的,但它可以被想象,并在人们的脑海中栩栩如生、呼之欲出;系统不可以被控制,但它们可以被设计和重构。

尊重语言的第一步是尽可能地保持它的真实、具体和有意义——这和保持信息流的清晰、准确是相同的。第二步是扩展语言,使其能反映我们对系统的理解。

整体学习了解系统动力学基础概念、系统动作原理,掌握系统陷阱及决策,与系统共舞的行动指南和生存法则,顺势而为,驾驭复杂性挑战,应对系统动态变化。

2022年4月17日