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2019/06/06

[閱讀筆記] Thinking in Systems: A Primer (3/9)


  1. 因為人類產生的汙染,造成地球的臭氧層 (ozone layer) 產生破洞,但是,臭氧層不是一夜之間就產生破洞的 (time lags),是經過經年累月的累積;相同地,當臭氧層的破洞產生後,即便人類不再製造汙染,也需要好幾十年後,破洞才有可能修復。
  2. 系統裡的 time lags 源自於緩慢改變的 stocks,這在未來可能會造成問題,也可能是穩定的來源。土壤是經過好幾個世紀的慢慢累積,不會一夜之間侵蝕殆盡;我們經年累月所累積的經驗與學習到的技能,不會一覺起來全部忘光。由於系統有 time lags 的特性,讓我們有更多空間去操控、實驗以及重新規劃行不通的政策
  3. Stock 可以允許系統可以將 inflows outflows 獨立開來看,甚至允許兩者暫時性失衡。例如煉油廠無法根據需求來生產原油,伐木工也無法根據樹木生長速度來筏木,但是儲油槽與木頭倉庫可以讓我們的生活更有確定性、可持續性與可預測性,儘管 inflows / outflows 可能在短期間有巨幅變動。
  4. 人類發明各式各樣的 stocks 機制,讓 inflows outflows 互相獨立且穩定。例如水庫就是一種 stocks,水庫讓居民與農民免受雨水不穩定的影響,避免受到旱災或水災的影響。 
  5. 大部分個人與機構的決策,都是根據庫存水位 (levels in stocks) 來決定。當庫存水位過高,價格可能下跌或是增加廣告預算促銷,期望銷售量增加、庫存減少;如果冰箱的食物庫存減少,你就會到超商購買食物,提升庫存水位。人們總是持續地監控庫存水位 (levels in stocks) 來做決策,制定方法來提升或降低庫存水位,或是將庫存水位控制在可接受的範圍
  6. 個人與機構所制定的決策加總起來,就是呈現系統各式各樣的起起伏伏 (ebbs and flows) 、成功與問題。System thinkers 會將世界視為一組用來來維持庫存水位的機制。這代表 system thinkers 會將世界視為一組回饋流程 (feedback processes)
  7. Feedback loop (回饋迴路) 的形成源自於 stock 的改變,stock 的改變則是受到 inflows outflows 的影響。feedback loop 的概念非常簡單且直接,以銀行活儲帳戶為例,當你的戶頭 (stock) 的金額越多,你到年底能夠拿到的利息就會越多。每年的利息收入 (inflow) 並不是固定的金額,其實根據戶頭的總金額 (stock) 而定;以組織的決策能力來說,若凡事都需要有資深人員的同意才能做,就會弱化基層的決策能力、強化凡事都要依賴資深人員的狀況發生。 
  8. Feedback loop 可以造成 stocks 維持在固定水位、或是升高水位、或是降低水位,inflows outflows 都會造成 stock 的改變。監控庫存水位 (stock level) 的行為,就是開啟了一連串矯正過程 (corrective processes),包含調整 inflow rateoutflow rate 或同時調整 inflow rate outflow rate。庫存水位的回饋是透過一連串的訊號偵測與採取的控制行動。另外,別忘了,除了調整 inflow rate外,還可以透過調整 outflow rate 來控制庫存水位。 
  9. 身體的能量也是一種 stock,當你感到精神不濟時,你就會喝杯咖啡來提神,補充身體能量,讓身體的能量恢復到想要的 stock level。咖啡的目的就是要讓你控制與保持 stock level 到你想要的水平,當你發現期望的與預期的 stock level 有落差時,就會補充咖啡做調整。 
  10. 特別強調穩定、追尋特定目標 (stock level)、控制的 loop 稱之為 balancing feedback loop,其反對系統內任何劇烈的變動,當 stock level 發生變動時,系統就會將其拉回原本的水位。例如當你將 stock level 推得太高,balance loop 就會試著將 stock level 降低;當 stock level 下降太多,balance loop 就會試著將其拉上來到允許的水位。
  11. Balancing feedback loop 的例子,煮好的熱咖啡,溫度會逐漸下降到室溫;從冰箱裡拿出來的冰咖啡,溫度會逐漸升高到室溫。熱咖啡溫度下降速度與冰咖啡溫度上升速度,取決於與室溫的差異有多大。system stock 的初始溫度,就是熱咖啡與冰咖啡的初始溫度;system goal 就是室溫,目標要將熱咖啡與冰咖啡的溫度,調整到室內溫度,調整的速度則取決與室溫的差異程度。 
  12. 這個世界充滿著 goal-seeking feedback loops,例如放射性元素的衰退 (即停止放射)、資產折舊 (即歸 0)、水庫調節水位、人類體類血糖的調整等等。Balancing feedback loops goal-seeking feedback loops 都強調穩定 (equilibrating),是系統穩定與抗拒改變的來源
  13. 這裡所提到的 feedback,就是系統中的 information interconnection feedback 機制的出現,未必一定能將 stock 帶回到想要的 stock levelinformation 可能來得太晚、放在錯誤的位置、不夠清楚、不完整或難以解讀,導致 feedback 機制所促發的行為太微弱、或延遲、或資源限制、抑或是無效。因此,feedback loop 的目標可能永遠無法達成。
  14. Reinforcing feedback (增強回饋) ,或稱滾雪球效應,這個增強有可能是正面或負面的。其可能是良性循環,也可能是惡性循環,可以導致健康的成長或日漸衰敗。例如
      14.1.     當我們還是小孩子的時候,哥哥推我,我就會推回去;所以,當哥哥推得越大力,我就會越大力地推回去。
      14.2.     當物價攀升,如果人們還要維持一定的生活水平,薪資就必須調升;當薪資調的越多,商品價格就會調整以維持利潤。這就代表著薪資必須在調整、產品價格也須繼續調整。
      14.3.     當土地的土壤不斷地被侵蝕,樹木能生長的地方就有限,因此能夠緊緊抱住土壤的樹木根部也會越少,所以土壤的侵蝕面積越來越大,樹木能生長的空間不斷縮水。
      14.4.     當我越常練琴,我就可以從悅耳的琴聲獲得愉悅;因此,我就會越常練琴,因為我樂在其中。
  1. Reinforcing feedback (增強回饋) 所造成的改變,不是線性的,是指數的 (exponential)。當你銀行活儲帳戶的錢累積越多,每年獲得的利息收入;利息收入越多,帳戶金額就會越多,每年獲得的利息收入就會更多。銀行利息間的差異,或許在前幾年看不出顯著差異,但是當時間拉長,利率較高的帳戶,成長速度會不斷地加快,呈現指數型成長。 
  2. Reinforcing feedback (增強回饋) 是好或壞,端視於成長的方向,例如銀行活儲帳戶的金額、農田裡的害蟲、國家經濟等。Reinforcing feedback loop 具有自我強化 (self-enhancing) 的特性,會隨著時間發生指數型成長 (exponential growth) 或失控衰敗 (runaway collapse) 的結果。這一切端視於 stock 是否具備強化的能力
  3. 一個國家的經濟成長引擎,若是具備 reinforcing feedback loop,就會是這樣:當你擁有更多的機器與廠房 (統稱為資本),你就可以生產更多的產品與服務 (統稱為產出)。當你可以生產更多產出,就可以獲得越多的資金,再把更多的資金投入 (reinvestment) 機器的購買與廠房的設置。當你生產的越多,獲得的資金就越多,可投入的資金就越多。 
  4. 從上述的描述可以得知 basic balancing and reinforcing feedback loop 如何影響系統,但是,不是每一件人類的決定,都一定會有 feedback loop;不是每一件人類的決策,都能夠對 stock level 產生影響。最常見的無回饋決策 (non-feedback decisions) 就是戀愛,當你對愛慕的對象告白,未必會獲得首肯。
  5. 當你開始體會到周遭事物皆有各式各樣的 feedback loops,你就快要變成 system thinkers 了。你不僅僅會去看 A 如何造成 B,也會開始好奇 B 可能會如何影響 A,以及 A 可能會如何強化 (reinforce) 或翻轉 (reverse) 自己
  6. 我們所處的世界,常常會遇到 reinforcing loops。以投資的複利效果為例,當你投資一個年化報酬率 7% 的投資標的,你投入的金額會因複利不斷強化,經過 10 年後 double (72 ÷ 7 = 10);若是只有年化報酬率只有 5% 的標的,則需要 14 年的時間 (72 ÷ 5 = 14),投入的金額才會獲得 double 的效果。

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