请选择 进入手机版 | 继续访问电脑版

CCOSE论坛

 找回密码
 立即注册
查看: 724|回复: 5

系统之钥: The Keys of Systems

[复制链接]

403

主题

575

帖子

2154

积分

论坛元老

Rank: 7Rank: 7Rank: 7

积分
2154
发表于 2019-2-6 22:45:13 | 显示全部楼层 |阅读模式
系统之美封面1.png Thinking in Systems.png
【小记】印象之中,每个假期都会发现一本好书,让人爱不释卷。这个假期依然如此。在回来的火车上,随意翻开了一本书,名字叫做《系统之美》。这个名字是非常棒的。首先,系统这个概念本身就美不胜收。加上“XX 之美”这样的后缀,便是从繁杂芜乱的世界中发现美,是一种多么高等的萃取!先是翻了几页,对得起这个名字。还好,翻译地比较通俗,书中的例子也算常见,因此一开始没有特别注意,直到一口气读完了一遍,才发现书中的很多提炼着实不错。虽然翻译时经过明显的二次加工,但是好在还不错。索性把这本书的原版又找出来,试着看了几页,略为有点难懂,但不失为一块璞玉,对照起来阅读,别有一番风味。待到有功夫的时候,慢慢品读。

       如果你的手里有一把锤子,所有东西看上去都像钉子。我不知道自己是不是犯了这样的老毛病。我只希望自己在洞悉世界的路上,先掌握一门可以闯荡江湖的本领。纵然这世界上的功夫门类千千万,只要自己能有一技护体,便有勇气上路去看看外面的大世界。

       自从学了系统工程之后,我便常常试图用“系统工程”去分析周围的复杂现象和工作中的难题。这就像是一个懵懂的孩童,手里攥着一把钥匙,一旦看到形状差不多的锁,便想冲上去用手中的钥匙捅一下。纵然没有打开,但是也在这个过程中有所启发,善加思考,还是能够有所收获。

       在我的教育培训事业中,我也常常应用系统思维和系统工程方法。比如,将一个部门当成一个组织,将一个培训项目分为若干个生命周期中的阶段,试图理清“培训”应当有几个要素,培训质量的度量,宣传之于培训的作用等等。不得不说,这种思考和分析还是很有益的。

       但是,我也常常会遇到困惑。我的系统工程理论会遇到一些硬核的难题。比如,我每天清晨去上班的路上,都会经过东北旺软件园二期的一个拥堵路口。经过我的观察,这个路口发生拥堵的几率特别高。上班高峰时段,南北向和东西向的车流量非常大,理论上每个红绿灯周期应当通过最多的车辆才最为高效;事实上拥堵状况下每个红绿灯周期只能通过寥寥数辆汽车,结果就是无数人都堵在这个路口。为什么会出现这种情况?怎么破解?

       看完了这本书,我有种豁然开朗的感觉。

回复

使用道具 举报

403

主题

575

帖子

2154

积分

论坛元老

Rank: 7Rank: 7Rank: 7

积分
2154
 楼主| 发表于 2019-2-6 22:52:56 | 显示全部楼层
      这本书中提到了系统的“8大陷阱及对策其中一个就是公地悲剧The tragedy of commons这个机制可以完美地解释其中的原因。在上面这个案例之中个人和公共秩序是一个双组元的系统。在这个路口通行的案例之中,既有车主的驾驶决策机制,也有路口本身通行的机制。车主遵循的是红绿灯的通行规则,红灯停、绿灯行,此外其目标是尽量短时间(t)内通过路口。路口通行遵循的是一种内在规律,即安全时速下每个红绿灯间隔周期内通过的车辆总数有上限(ℷ),目标是使尽可能多()的车辆在单位时间内通过。路口的秩序(ℇ)同时取决于这两个系统,将二者耦合起来。当路口的秩序变差时,会同时损害这两个系统的目标。按说,应该人人都希望这个路口的秩序更好。可事实是十有八九这个路口会陷入极度拥堵。
      为什么会这样?这是因为系统的动态特性,系统在一点点地累积,直至系统从秩序良好的稳态逐渐滑入秩序糟糕的境地。(其实,一锅粥的状况也是一种新稳态。)其动态机制根源是:个体的利益与公共利益在这里发生了冲突,是一种典型的公地悲剧。当路口区域内拥堵严重且黄灯亮起的时候,冲进拥堵路口对个人来说有益,因为无论多么拥堵,车辆一般都在往前走,最差情况下可以停在原地,哪怕严重阻碍交通,但对个体当下来说,或许能更早通过;但是对集体利益有害,会使路口的通行秩序进一步恶化,把路口堵成一锅粥,损害所有后面的道路使用者,使路口的通行量()急剧下降。
个人:来时路  =  路口:加塞抢行不?  = 去时路
                   反馈:通过时间短还是长?
公共:进入路口 =  路口:众人是否遵守规则?=离开路口
                   反馈:秩序是否好?

      我们来复盘一下。
      700,这时秩序还比较好;
      710,某位A车主为了尽快通过,在东西方向上的一次抢行,导致会导致南北方向上的车辆被迫降速和等待,于是秩序逐渐变差;
      720,由于类似的几次抢行,已经使路口变得有点拥堵,变差的恶果会让7:30之后的其他车主收到影响,但这时抢行的A车主已经扬长而去,对此并无直观的感知;
      730,路口拥堵成了一锅粥。
      如此一来,每次遇到这种类似情况,车主 A 仍然会习惯性地黄灯抢行,这个路口每天都在重复同样的故事。

拥堵的十足路口.png
(上图仅为示意图,并非文中所述的软件园二期路口的拥堵场景)

      怎么解决?这本书给出针对公地悲剧的三种常用的解药。一是加强教育,二是私有化,三是加强管制。若用加强教育的方法,便要告知广大路口的通行者,遇到拥堵情况,黄灯便不要再涌入路口,要自觉停车,维护路口的公共秩序。否则大家便同归于尽,成为共同的受害者。可以在路口四个方向上树立起这样的告示牌子,也会有些许作用。若用私有化的方式,便是将这个路口设立园区有序通行的ETC 卡,然后用电脑自动调度,便可以维持秩序。当然这种方式有赖于维持秩序的栏杆等执行机构要高效,否则会影响非高峰时段或秩序良好状况下的最大通行量()。若用加强管制的方式,可以在上下班高峰时段派更多的交通协管员、交警到这个路口执勤,使车主们对自己的驾驶行为收到即时反馈,缩短系统的反馈时间,甚至赋予其开罚单的权力,对于加塞强行的车主即时处罚。个人获益会和集体受损之间存在着时间延迟。很多时候,这种延迟,会改变事物运行的机制。比如,即时兑现会对系统的运行起到很好的强化作用。事实上,园区管理部门采用的方法便是第三种。
      上面这仅仅是一个例子。书中的启发还有很多。感兴趣的读者们不妨自己去阅读吧!


回复 支持 反对

使用道具 举报

403

主题

575

帖子

2154

积分

论坛元老

Rank: 7Rank: 7Rank: 7

积分
2154
 楼主| 发表于 2019-2-6 23:04:41 | 显示全部楼层
(二)系统的复杂性
      这是一个复杂的世界。随着技术的发展,各种事物的复杂性正在日益变得更加复杂。这种复杂性给人们的带来了困惑,带来了茫然,也带来了焦虑。出于防范风险的本能,人们总是希望一切都在可预期的轨道上。然而,世界是复杂的。这是铁一样的事实。

      面对此情此景,人们常常陷入否定一切的虚无主义或遁世思想。人生如梦,人生如戏。Life goes a full circle。古今中外,这种凄凉悲悯的感慨实在太多了。乃至近代西方也有了叔本华等悲观主义的人生哲学,在中外都产生了深远的文化影响。
红楼梦插图1.png


      红楼梦中,好了歌便这样唱到:
      世人都晓神仙好,惟有功名忘不了
      古今将相在何方?荒冢一堆草没了。
      世人都晓神仙好,只有金银忘不了!
      终朝只恨聚无多,及到多时眼闭了。
      世人都晓神仙好,只有姣妻忘不了
      君生日日说恩情,君死又随人去了。
      世人都晓神仙好,只有儿孙忘不了!
      痴心父母古来多,孝顺儿孙谁见了?

      难道我们只能悲悯哭啼吗?非也。
      或许,我们应该庆祝复杂性。我们亦可为复杂性而欢呼雀跃。正是这种复杂性造就了世界的千姿百态,避免了单一枯燥,也增强了整个世界的容错性和抗灾能力。从这个角度讲,人性的复杂也有积极的一面。
      刘慈欣是我很喜欢的科幻作家。这个春节贺岁档电影最火的科幻作家就属大刘了。在其代表作《三体》中,执剑人乃至整个人类对抗以智子为代表的外星超先进文明,靠的就是这种人性的复杂性。因为人类会撒谎,会有白色谎言和黑色谎言,会有恶意谎言和善意谎言。这才使得外星人无法猜透我们的心思,才维护人类族群的安全,避免了被外星文明灭族。
      多样性是可贵的。单一的思想、单一的群体,长远来看会导致系统的退化。这就解释了为什么中国历史上有的朝代,为什么战乱纷纷,却文化井喷。因为战乱打破了旧有的桎梏,产生了社会思想形态的多样性,催生了优秀的文化。春秋战国、魏晋南北朝、五代十国等所谓的乱世都为中华民族孕育了伟大的文化遗产对于一个组织、政体,都必须容许一定的多样性。俗话说,宰相肚里能撑船。这是宰相作为一个系统工程师应当具有的素质。试想一下,古代的宰相身居高位,一人之下,万人之上,掌管着偌大帝国的吏、户、礼、兵、刑、工各部,各个系统各不相同。倘若各部的运作机制都整齐划一、分毫不差,那这个国家将是非常病态的,抗灾性会变得非常差,很容易被外界的强力干扰击溃。毛主席说,党内无派,千奇百怪。一个政治家必须有这样的胸怀,才能保证社会的稳定。对于我们个人来说,也必须有容人之量,才能使自身这个系统更加稳定。
      复杂性让我们的人生充满惊喜。我们要从积极的一面看待人生的无常。人这一辈子,由生到死,莫不如此。所不同的就是这一路的风景。复杂性让我们每个人的人生都各不相同,每个人都有自己的故事。我们要大胆追求自己的梦想,勇敢地活出自己,去找寻属于自己的人生意义,去欣赏沿途的风景,感悟每一寸光阴。
      为复杂性而欢呼吧!

回复 支持 反对

使用道具 举报

403

主题

575

帖子

2154

积分

论坛元老

Rank: 7Rank: 7Rank: 7

积分
2154
 楼主| 发表于 2019-2-6 23:11:56 | 显示全部楼层
(三)系统的要素
      无论是系统思考、系统论,还是系统工程,都要从系统开始。
      何谓系统?有哪些要素?最基本的一句话,整体大于部分之和。系统便是这个整体,它包含着若干个组成部分。严谨的定义有很多,但也都有应用场景之分。比如ISO/IEC/IEEE15288标准(page9)中的定义为:
      [4.1.46] ... combination ofinteracting elements organized to achieve one or more stated purposes.(ISO/IEC/ IEEE 15288)
      这个定义更加适用于人工系统或人造系统。这里暂且不去掘地三尺了。姑且从科普和文化的角度上分享一下我个人的理解。
      系统 = {实体,关系,[目标][功能],(环境)}
      System = { Elements,  interactions, (purposes), (functions), (environment )}
      一个系统,在逻辑上必然包括两个基本要素:若干个实体或者组成部分,以及其相互之间的关系。至于目标和功能,有人主张也是无比重要的。目标的更换有可能彻底改变系统的结构和运行模式。功能对于一个人造系统来说也是无比重要的。但是考虑到一些社会系统,比如卫生系统,谈论起目标要比功能更加贴切。与此相反,一些物品,比如手机,谈论其功能要比目标更加贴切。此外,还有一些自然界中普遍存在的系统,比如太阳系(soloar system),既谈不上目标,也谈不上功能,因此在上面这个公式中,将目标、功能都加上了括号,表示可有可无。因为其十分重要,所以还是列在这里。
      太阳系1.png
      至于环境这个要素,着实是十分重要的。无论是自然系统、产品系统,还是社会系统、服务系统,都离不开环境。但是这里加上一个括号,表示环境其实是可变的。系统都是在系统之中运行的。这就涉及到一个关键的问题:系统的边界在哪里?
      系统的边界可被感知,但不可被精确定义。有个成语叫做泾渭分明。其本意是讲泾河与渭河在陕西交汇,两条河因为含沙量不同,在水中呈现出了明显的界限,如下图所示。泾河和渭河可以各自看成一个系统。他们的边界在哪里?准确的源头和结尾究竟在哪里?如果以区县来进行划定,是可以较清晰定义的;但如果以米、厘米这样的尺度来进行划界,则是断无可能的。因此,系统可以在人们的头脑之中被感知,但客观上的绝对边界并不存在。
      泾渭分明1.png
      何况,每时每刻,系统都在发生着动态的变化。其边界也是动态变化的,难以绝对分清;但如果略为模糊一点,却可以判明。有时候,我们为了研究系统的习性,把握系统的规律,就需要一点模糊或者糊涂。郑板桥所说的由聪明变糊涂最难,因为这蕴含着一种系统思维的智慧。清官难断家务事,因为家庭系统中各种联结是十分致密的,存在着无数个回路,单就一个局部事件而断案,很容易失之偏颇。对于家庭系统的管理,应当有一定钝感,不能过于敏感,凡事上纲上线、吹毛求疵、睚眦必报,很容易使系统快速失稳,从而使家庭崩溃。
      难得糊涂1.png
      综上,我眼中的系统,也是虚实掩映。对与不对,听君评说。

回复 支持 反对

使用道具 举报

403

主题

575

帖子

2154

积分

论坛元老

Rank: 7Rank: 7Rank: 7

积分
2154
 楼主| 发表于 2019-2-6 23:15:38 | 显示全部楼层
(四)系统思考
      前面谈了系统的要素,为我们认清系统扫清了障碍。我们要理解系统,就必须首先理清其实体、关系,其次是探究其功能或目的,最后还要认清环境或形势,即使做不到绝对准确,起码要有大体感知。因为系统的复杂性,人们永远无法穷尽系统的各种运行模式。但有心人总是能够在看似杂乱的百态之中,发现若干共通的规律。弱水三千,只取一瓢饮。这里给大家分享系统思考的三个要领。
存量与流量.png
      1存量Stock和流量flow。这个概念是《系统之美(Thinking in systems)》这本书最重要的立意之一,故而放在首位。存量是一个非常重要的概念。存量是对时间积分的结果。流量是存量在某一个时刻对时间的微分,或较小时段上对时间的差分。众所周知,量变会引起质变。但是质变可被感知,通常并无清晰的绝对边界。当流量的累积使得存量到了一定的程度,便发生了质变。比如,企业家白手起家、由贫转富的过程,便是如此。很难说,究竟是那一张人民币让其变成了富人,但是贫富却可以被人们所感知,进而给其消费习惯产生一定影响。
      从某种意义上讲,历史就是存量。因此,当人们在谈论一件事情的时候,总不忘去回望一下其发展历史。当下的决策还依赖于流量。其实,流量和存量是辩证统一的,就像积分与微分的关系一样。

To see a World in a Grain of Sand
And a Heaven in a Wild Flower,
Hold Infinity in the palm of your hand
And Eternity in an hour.
——英国诗人威廉·布莱克(William Blake(1757-1827)
  

      2)反馈(Feedbacks)。如果是一个恒定系统,就像一个常数一样不变,人们自然可以将其忽视。人们之所以对系统这么着迷,就是因为系统是动态的。而系统之所以是动态的,很大程度上是因为其存在着某种反馈。或者说,反馈在各类系统中广泛存在,不容忽视。反馈,又可以分为两种:平衡型(balancing loops)和增强(reinforcing loops)型。
      增强型是一种是正向的、持续强化的反馈机制。举出两例:(a)孩子的教育方式中,通过鼓励和表彰,形成良性循环;通过批评和嫌弃,形成恶性循环。当然,这其中涉及到了另一个概念,那就是平衡点、平衡区间,姑且留到后面再深谈。b)军备竞赛、路怒症、家庭关系中的相互伤害。当一方做出反应时,另一方会意图压倒对方,从而敌意不断扩大,最后两败俱伤,使系统中的各方皆成为输家
      平衡型一种是反向的、持续抑制的反馈机制。也举出两例:a)市场机制,价格高,会导致需求下降,从而维持供需基本平衡。(b)保守势力对改革的阻力。社会肌体有一种惯性,会对改变“say no”,产生阻力,因而成功的改革必须突破这种阻力。
      从上面的例子可以看出,这两种类型的反馈都在现实中广泛存在,并且既可以带来积极的益处,又可能带来消极的影响。我们都应当善加利用,使其更好地造福人类。
      3)约束。系统存在着限制。比如有一种病毒非常凶猛,常规药物无法有效控制其蔓延,最后只能靠病毒的自限性来制约,从而恢复肌体平衡。又比如某种害虫,把各种啮噬的植被吃光之后,就没有办法进一步扩张了。此外,系统还有各种刚性、弹性的约束,识别出这些限制、约束,有助于更好地认知整个系统。
      在本节的最后,给大家分享和推荐这种建模方式。这是一种非常棒的建模方式,用得也很广泛。遗憾的是,在写下本文的时候,我依然不知道这种建模方式的名字。但是这种描述机制是非常实用的,可以推广。因为,在很多情况下,头脑中的意象终究需要被记录下来,便于深入沟通和研究。一图胜前言,图形往往比文字具有更强的表意能力,不妨在系统建模上借鉴这种简图绘制的方法。
咖啡提神机制1.png     咖啡提神机制2.png   

回复 支持 反对

使用道具 举报

403

主题

575

帖子

2154

积分

论坛元老

Rank: 7Rank: 7Rank: 7

积分
2154
 楼主| 发表于 2019-2-6 23:22:09 | 显示全部楼层
(五)动态系统的三大基石
      绝大多数系统都是动态的。这也符合马克思主义的世界观,即这个世界是相互关联、不断发展和演化的。因此,动态系统的这三大基石便显得尤为重要:

      1)柔韧性(Resilience)。中文版《系统之美》的作者邱昭良先生将其翻译为适应性。在军事领域和软件领域,有人将其翻译为抗灾性,形容当系统被敌方打击或发生重大灾难时,系统依然能够健壮运行,不致于立刻完全失效。记得在看 INCOSE 系统工程手册(section10.9page229)时,对“Resilience”一直懵懵懂懂,看完这本书,终于有点清晰了。
      其实,柔韧性系统的一种非常可贵的品质。所谓百折不挠、屡败屡战,都可算作其中柔韧性表示系统能够持续地发挥作用、产生输出。就像有的药物一样,具有广谱抗菌的可贵品质。一个僵化的系统,往往会金玉其外、败絮其中,直至最后稍稍的一个扰动,便会土崩瓦解。就像晚清政府,虽然还没有解体灭亡,但是其应对外部冲击挑战的能力已经在逐渐衰退。认识到Resilience,就会早先一步识别不稳定系统的崩溃或转型,从而为系统的剧变做好准备,或者更好地管控系统

      2)自组织(self-organization)。简单说,就是自相似。自然界中广泛存在的分形便是一个例子,这很有意思。从某种意义上讲,自组织是大自然的运行规律之一有一句非常有名的偈子:一沙一世界,一树一菩提。还有中国历史上非常有名的圣人王守仁格竹的故事,这背后的理论的基础都在此。佛、禅里的闭关也是这个道理。闭关是为了悟道。若能在闭关期间,用一颗宁静的心,把大自然和这个世界的道理悟透了,出山后就可以致良知了,封王封侯又何足挂齿
太极.gif
      佛祖拈花微笑,悟者云:一花一世界,一草一天堂;一叶一如来,一沙一极乐。

      佛家《心是莲花开》也有此言:
            一花一天堂,一草一世界。一树一菩提,一土一如来
            一方一净土,一笑一尘缘。一念一清净,心是莲花开。
一沙一世界.png
      3)层次性(Hierarchy)。这是为了更好地管理复杂性。当复杂性达到了一定的程度,必须分而治之,再分层管理。人类历史上从奴隶社会到封建社会,就是为了适应这种社会复杂性的增长。从历史长河来看,这有一定的历史进步性,但是仍然没有彻底解决本质问题。走向共和,是技术进步、社会进步的一种必然。然而,虽然这个大方向是正确的,但是因为复杂性会纵跨各个层次,其细节部分仍然要动态调整、不断完善,这就要求人们不断地立法、不断地改革旧制度、不断地创新停止创新,就意味着僵化和死亡。创新越强,就说明生命力越旺盛,有机体越健康。因而,这就要求我们既要承认层次性,又不要为其所彻底束缚。究竟该何去何从,就看每个人的悟性和在这世间的造化了。
      以上就是我读这本书的一些收获了。时间有限,精力有限,只能分享这么多了。现在已经是华灯初上了,我已经在这个小城的咖啡馆中坐了太久了,也该站起来活动一下了,释放一下膀胱中的存量了。再见,猪年大年初二。再见,各位!

——201926日,20:06,星月咖啡厅,宁夏中卫

回复 支持 反对

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

QQ|京ICP备17005959号|IAC-16|Archiver|手机版|小黑屋|CCOSE论坛

GMT+8, 2019-11-20 18:19 , Processed in 0.060500 second(s), 24 queries .

Powered by Discuz! X3.4

© 2001-2017 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表