一般系統論創始人貝塔朗菲認為,系統是由相互聯系、相互作用的若干要素組成的表現為新功能的有機整體。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。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。
工程控制論的奠基人錢學森認為,系統按其組成成分和數量、結構復雜程度,系統可分為簡單系統和復雜系統,復雜系統中可分為簡單巨系統、復雜巨系統、開放復雜巨系統。
簡單系統是指組成系統的子系統數量比較少,它們之間關系自然比較單純。如一臺測量儀器,這就是小系統。如果子系統數量相對較多(如幾十、上百),如一個工廠,則可稱作大系統。
若子系統數量非常大(如成千上萬、上百億、萬億),則稱作巨系統。若巨系統中子系統種類不太多(幾種、幾十種),且它們之間關聯關系又比較簡單,就稱作簡單巨系統,如激光系統。
如果子系統種類很多并有層次結構,它們之間關聯關系又很復雜,這就是復雜巨系統。如果這個系統又是開放的,就稱作開放的復雜巨系統。
例如:生物體系統、人腦系統、人體系統、地理系統(包括生態系統)、社會系統、星系系統等。這些系統無論在結構、功能、行為和演化方面,都很復雜,如人腦系統,由于人腦的記憶、思維和推理功能以及意識作用,它的輸人一輸出反應特性極為復雜。
系統的三個基本特征:
1、系統是由若干元素(要素)組成,這些要素可能是單個事物,也可能是一群事物組成的子系統;
2、這些元素(要素)之間存在著相互作用、互相依賴的有機聯系,這是系統與一群彼此無關的事物組合(“堆”)的重要區別;
3、由于元素(要素)之間的相互作用,使系統作為一個整體具有特定的功能。這種功能是由系統內部各要素間的有機聯系和它的結構所確定的、與各組成要素的功能不同的新功能。
貝塔朗菲強調,任何系統都是一個有機的整體,它不是各個部分的機械組合或簡單相加,系統的整體功能是各要素在孤立狀態下所沒有的性質。系統中各要素不是孤立地存在著,每個要素在系統中都處于一定的位置上,起著特定的作用。要素之間相互關聯,構成了一個不可分割的整體。
所謂思維方式是指一個時代人們認識和研究事物的方法和手段的總和,是一種支配人們思考與行動的規范、標準和格式。而系統思維是根據系統概念、系統的性質、關系、結構、把對象有機地組織起來構成模型,研究系統的功能和行為,著重從整體上去揭示系統內部各要素之間以及系統與外部環境間的多種多樣的聯系、關系、結構與功能。它是以系統觀為基礎,以研究復雜性為主要任務的一種現代思維方式。
系統思維可以幫助我們克服以下五種典型癥狀:
系統論的基本思想方法,就是把所研究和處理的對象,當作一個系統,分析系統的結構和功能,研究系統、要素、環境三者的相互關系和變動的規律性,并優化系統的觀點看問題。系統論認為系統一般具備八大原理:整體性原理、層次性原理、開放性原理、目的性原理、突變性原理、穩定性原理、自組織原理、相似性原理。
1、系統的整體性原理
系統整體性原理指的是,系統是由若干要素組成的具有一定新功能的有機整體,各個作為系統子單元的要素一旦組成系統整體,就具有獨立要素所不具有的性質和功能,形成了新的系統的質的規定性,從而表現出整體的性質和功能不等于各個要素的性質和功能的簡單相加。要素是整體中的要素,如果將要素從系統整體中割離出來,它將失去要素的作用。
例如:人體就不是各個器官的簡單相加。人手是人體的勞動器官,一旦將手從人體中砍下來,那它將不再是勞動器官。
2、系統層次性原理
系統的層次性猶如套箱。系統是由要素組成的。高層次系統是由低層次系統構成的,高層次包含著低層次,低層次屬于高層次。高層次和低層次之間的關系,首先是一種整體和部分,系統和要素之間的關系。
例如人體由器官組成,各個器官統一受到制約。但與此同時,各個器官又有自己的獨立性,在發揮自己的功能時,有著一定的獨立性。一個系統,如果沒有整體性,這個系統也就崩潰了,不復存在了。系統的層次區分是相對的,系統上下層次之間受到相互影響,相互制約,而且是多個層次之間發生著相互聯系,相互作用,有時甚至是多個層次之間的協同作用。系統發生自組織時,系統中出現了眾多要素,多個不同的部分,多個層次的相干行為,它們一下子全都被動員起來,使得漲落得以響應,得以放大,造成整個系統發生相變,進入新的狀態。
3、系統開放性原理
系統的開放性原理指的是:系統具有不斷地與外界環境進行物質、能量、信息交換的性質和功能,系統向環境開放是系統得以向上發展的前提,也是系統得以穩定存在的條件。
系統的開放,包含向環境開放和向內部開放。系統向高層開放,便得系統可以與環境發生相互作用,可以發生與環境之間的既競爭又合作。而系統向低層開放,使得系統內部可能發生多層次的,多水平的,在差異之中協同作用,更好地發揮系統的整體性功能。
例如:中國的改革開放,不僅向外部開放,也向內部開發,大家都可以參與到經濟建設中,公平競爭,協同發展。
4、系統的目的性原理
系統目的性原理指的是,組織系統在與環境的相互作用中,堅持表現出某種趨向預先確定的狀態的特性。
例如企業系統具有明確的目的性,每個企業組合成的經濟系統,也具有明確的目的性。由于系統是開放的,通過系統與環境的物質,能量和信息的交換,使得系統受到環境的影響,從而該系統得以影響環境,并在一定意義上識別環境即針對環境的實際情況作出反應、作出調整、作出選擇,使自己潛在的發展能力得以表現出來。
5、系統突變性原理
系統突變性原理指的是,系統通過失穩,從一種狀態進入另一種狀態是一種突變過程,它是系統質變的一種基本形式,突變方式多種多樣,同時系統發展還存在著分岔,從而有了質變的多樣性,帶來系統發展的豐富多彩。
系統狀態發生改變,在系統科學中也稱為“相變”,這是系統的質變。相變有平衡相變和非平衡相變之分。平衡相變形成的新結構是一種死結構。(如結晶),而非平衡相變形成的結構只能在開放系統條件下依靠物質和能量的耗散來維持其穩定性,即在演化發展中維持其穩定性,是一種活結構。系統自組織演化的相變當然也只能是非平衡相變。從無序到有序,從一種耗散結構到另一種耗散結構,從低及循環到高級循環,從一種有序態到另一種有序態,從一種混沌態到另一種混沌態,都是非平衡相變。
生物學中所謂的基因突變就是在系統的要素的層次上來談論突變的。對于系統要素的突變,如果從系統整體上看,就可以被看作系統之中的漲落。系統中要素的平衡是相對的,不平衡才是絕對的。系統中要素的突變總是時常發生的,突變成為系統中的發展過程中的非平衡性因素,是穩定之中的不穩定,不穩定得到整個系統的響應時,漲落放大,整體系統一起地動起來,系統發生質變,進入新的狀態。這就是自組織理論的一個重要結論:通過漲落達到有序。
6、系統穩定性原理
系統穩定性原理指的是,在外界作用下開放系統具有一定的自我穩定能力,能夠有一定范圍內自我調節,從而保持和恢復原來的有序狀態,保持和恢復原有的結構和功能。
靜止即穩定,平衡即穩定,這是一種機械論的觀點,有其片面性。它是以犧牲系統自我運動和自我發展能力為代價的穩定性。而系統的穩定性是系統在發展和演化之中的穩定性。系統的穩定性,首先是一種開放中的穩定性。開放是系統發展變化的前提,也是“活”系統得以保持系統穩定的前提。這同時也意味著系統的穩定性都是動態中的穩定性。耗散結構理論之所以把自己叫做耗散結構,就是強調系統的穩定性是在與環境的動態的交換之中才得以保持的。
自組織系統,總是處于演化之中的,無論它是物理化學系統,還是生物系統以至社會系統。所謂的系統的穩定性,決非絕對意義上的穩定性。任何時候,任何條件下,系統之中總是存在漲落的,這就已經表明系統的穩定性總是不完全的,總是在穩定之中存在著不穩定的。事實上,很多時候,即使系統在整體上是穩定的,系統之中也可能存在局部的不穩定性。而且,正是因為系統中存在不穩定的因素,這種最初是個別的,局部的不穩定的因素,在一定條件下得以放大,超出了系統在原先條件下保持自身穩定的條件,系統保持自身穩定的能力遭到破壞,才使得系統整體上失穩,從而進入新的穩定態。由此看來,系統中的不穩定因素,反而成為系統演化發展的積極因素。
7、系統自組織原理
自組織原理是指系統不存在外部指令,系統按照相互默契的某種規則,各盡其責而又協調地、自動地形成有序結構,就是自組織。自組織系統無需外界指令而能自行組織、自行創生、自行演化,即能自主地從無序走向有序。在復雜系統中只有這種自組織結構才能夠真正做到有序,而那種依靠外界的力量來直接控制復雜系統的方式是一種無序結構。一個最典型的例子是,我們的計劃經濟體系,表面上看來非常有序,一切都按我們人為的計劃運行。而實際上我們越計劃,社會越亂,以至于最后不得不解體。而市場經濟,我們幾乎不需要宏觀計劃,而只需要保障經濟體系中各個組織健康發展的條件,整個體系就會自動的形成有序運動。
充分開放是系統自組織演化的前提條件,非線性相互作用是自組織系統演化的內在動力,漲落成為系統自組織演化的原初誘因,循環是系統自組織演化的組織形式,相變和分形體現了系統自組織演化方式的多樣性,混沌和分形揭示了從簡單到復雜的系統自組織演化的圖景。通過漲落達到有序,這是系統自組織理論中的一個重要的基本結論。
8 、 系統相似性原理
系統的相似性原理指的是,系統具有同構和同態的性質,體現在系統的結構和功能,存在方式和演化過程具有共同性,這是一種有差異的共性,是系統統一性的一種表現。例如:股票系統和生態系統和人體系統具備相似性,都具備混沌性、分形、自組織、突變等特征。
系統具有某種相似性,是種種系統理論得以建立的基礎。如果沒有系統的相似性就沒有具有普遍性的系統理論。系統具有相似性,最根本原因在于世界的物質統一性。系統的相似性,不僅僅是指系統存在方式的相似性,也指系統演化方式的相似性。系統演化的全過程——大圓圈,也體現從混沌到有序,再從有序到混沌的相似性。系統演化的每一相對完整的階段——小圓圈,從一種有序到另一種有序的發展,也表現相似性。
以上就是系統的8大原理,只有對系統的原理有了深刻的認知,才能真正的理解系統,才能站在系統的角度去思考問題。
人類為了更好的理解和認識系統,也為了解決系統問題,發展出一系列的系統思維分析工具,最為著名工具包含:系統動力學和系統循環圖等。系統動力學是一門分析研究信息反饋系統的學科,也是一門認識系統問題和解決系統問題的綜合性交叉學科。它是系統科學與管理科學的-一個分支,也是一門溝通自然科學和社會科學等領域的橫向學科。由于系統動力學采用了計算機模擬仿真系統的運行原理,所以具有很強的實用性,常見的軟件有,Ithink和vensim等。由于涉及到計算機建模,由于篇幅有限,這里不多做贅述,大家可以上網搜索學習。下面著重和大家分享簡單實用的系統思維工具——系統循環圖。
1、系統循環圖的五大元素
系統循環圖也被稱為因果回路圖,可以幫助你以因果關系鏈的形式來描述系統。繪制系統循環圖由以下五種元素構成:連接、反饋回路、懸擺、時滯、箭頭。
元素1、連接
系統只有兩種連接:同向(+)、反向(-)。換言之,所有的連接不是同向連接,就是反向連接,除此之外沒有其他的類型。
同向連接:S型連接“+”,因果關系同向增強變化的連接。變量A的變化會影響到變量B,而且二者之間的變化是同向的。例如,銷售會影響收入。銷售越多,收入越多;銷售越少,收入越少。
反向連接:O型連接“-”,因果關系反向制約變化的連接。變量A的變化會影響到變量B,而且二者之間的變化方向是相反的。例如,成本會影響利潤。成本越大,利潤越少;成本越低,利潤越高。
元素2、反饋回路
反饋回路就是保障任何系統運行的必要條件,人是世界最復雜的系統,大腦通過反饋回路指揮著整個身體的運行。比如像倒杯咖啡或茶這種看起來似乎非常簡單、我們每天都不假思索地做了無數次的工作,也和反饋回路有關系。如果離開了反饋回路,即使是這種簡單的工作都無法完成。
不信的話,你可以試著蒙上眼睛倒杯茶看看。在這個例子中,反饋回路的關鍵點就在于,在你向杯中倒水的同時,你通過觀察杯中的水位而獲取反饋信息。當你看著水位上升的時候,反饋通過你的大腦和眼睛發揮作用,讓你在杯子將滿時停止倒水。這個系統由你手所處的位置、你倒水的速率、咖啡杯中的水位、你的眼睛對杯中水位的觀察,以及你的大腦到你的信號構成,共同組成一個反饋回路。如果你破壞了這個回路——比如蒙住眼睛,從而無法觀察杯中水位是如何上升的,你就會不斷地加水,直到杯中水溢出,系統產生了故障。
反饋回路分為增強回路(正反饋)和調節回路(負反饋)。
增強回路:在一個反饋回路中,每一個循環都使得系統效能持續增強的回路稱為增強回路;加速成長或衰減,我們通常稱之為良性循環和惡性循環。
調節回路:穩定與目標或限制條件,可以理解為某一個平衡狀態。在一個反饋回路中,每一次循環都是使得系統進一步逼近某一個設定的目標值,這樣的回路稱為調節回路,也稱為負反饋回路;
例如:我們倒咖啡時目標是倒半杯,在我們向杯子中倒咖啡的時候,我們的眼睛一直在關注杯中水位的上升,無論何時,我們都在評價“目標水位和實際水位的差距”。正是我們心中的這種評價促使我們對我們的“肢體動作"進行控制(在本例中就是手的位置),進而決定了我們將咖啡倒人杯中的速率。起初的時候,目標水位和實際水位之間的差距相對很大(當杯子中只有一點點咖啡的時候),我們的肢體動作就是相對較快地倒水,就是說,這是一一個S型連接。
當然,我們的肢體動作會影響到“杯中咖啡水位”,就像我們的“肢體動作”越大,“杯中咖啡水位”就越高,因此這也應該是一個S型連接。但是,隨著“杯中咖啡水位”逐漸上升,“目標水位和實際水位的差距”逐漸下降,因此這是一個O型連接。隨著杯中目標水位和實際水位的差距逐漸變小,我們的“肢體動作”就變得越來越柔和,“杯中咖啡水位”就上升得越慢,直到“目標水位和實際水位的差距”變為零,到了這個時候,我們就會停止我們的“肢體動作”,而杯中咖啡也在我們目標的導引下達到了半滿的水位。
這個環的作用就是控制“杯中咖啡水位”使其逐漸達到“ 咖啡目標水位”,當目標達到時,我們就會停止“肢體動作”。
元素3、懸擺
有些系統循環圖在閉環之外還有一些因素,比如前面的“咖啡目標水位”,這類因素稱之為“懸擺”。懸擺分為兩類:
輸入懸擺:外部環境向系統內部注入外部能量的懸擺;例如希望達到的目標等。
輸出懸擺:系統向外部環境輸出系統運行結果的懸擺;一般表示系統運行的結果。
元素4、時滯:輸入激勵與輸出結果之間存在的時間遲滯;例如:培訓不會馬上帶來業績的提升,中間會有時滯。
元素5、箭頭:反映相互連接的二個事件之間的因果變化方向的指示;
大家可以運用以上五大元素繪制系統循環圖,找尋各種因果關系,更好的認識和理解系統。下面是一個員工管理方面的系統循環圖:
2、繪制系統循環圖的12條法則:
法則1:了解問題的邊界,通常通過“懸擺”來定義我們所感興趣的系統的外部邊界-懸擺扮演著目標、政策、外部驅動力或者系統結果的角色。
法則2:從“有趣”的地方開始-可以是最關鍵的外部驅動力,也可以是最重要的成果,也可以是與解決問題相關的最重要因素開始。
法則3:詢問“它將驅動什么”以及“它的驅動力是什么”(如何確定下一步、上一步)
法則4:不要陷入混亂。下一步或者上一步應該是最直接的原因/后果,而不能繼續歸根究底,不然所有元素都會混亂的交織在一起。
法則5:不要使用動詞,請使用名詞。例如使用服務質量,而不是提供高質量的服務。
法則6:不要使用類似于“在···方面增長/降低”這樣的名詞。用這種表述潛意識就是默認了這種因果關系只有單向的。
法則7:不要害怕從未出現過的項目。一切用事實說話。
法則8:隨著發展及時確定連接類型。每走一步、立刻確定好連接類型,因為在確定連接類型時就是一次深度思考;及時確定連接類型有利于準確把握系統的回路特征。
法則9:堅持就是勝利,繼續前進吧。
法則10:好圖表必須反映實況。每個人畫出的系統循環圖都只是反映了他看待這個系統的觀點。一開始由于每個人思考問題的角度和思維模式是不一樣的,可能會得到幾個不同版本的系統循環圖,但應該盡可能的反復討論,最終得到一個群體中每個人都認可的統一結論。
法則11:不要愛上你的圖標。聽取更合理的建議,接受需要圖表仍改動的事實。
法則12:沒有“已經”完成的圖表。真實世界非常復雜,任何系統循環圖,無論其包含多少元素,都會忽略一些元素,所以沒有完美的系統循環圖,是需要不斷進行改進的。
3、系統循環圖的價值
深入思考:系統循環圖以變量和連接兩種要素來表述系統的結構,完全符合系統的定義(由相互連接的實體構成的整體),能有效地表述系統的特性(例如總體大于部分之和、因果互動、反饋、結構影響行為等),而且按照理解世界的“冰山模型”,它有助于人們看到系統行為背后的驅動力及其相互關系,可以深化人們的思考層次。
動態思考:系統循環圖以特定符號(“+ ”/“-”)來表述連接的方向,并可以很方便地通過識別反向連接(“-”)數量的方式來確定回路的行為特性,因此可以說在靜止的平面圖形上巧妙地“呈現”了系統的動態,使得大家可以實現動態、環型思考。
全面思考:在實踐中,由于系統循環圖可以將利益相關者的觀點整合起來,并顯示出關聯方之間的互動關系和關鍵因素,有助于人們突破局限思考,實現全面思考。
總結
世界是復雜的,世界是混沌的,世界是分形的,世界是不確定的,世界是無數大小系統的集合,我們每個人都是一個系統,同時被不同的系統包圍著,例如宇宙系統、生命系統、精神系統、生態系統、社會系統。人類在認識世界和改造世界的過程中,必須對系統進行深刻的認知和理解,從整體上去探究本質,才能看的更清楚。每一個人每天都會遇到各種不同的問題,例如健康問題,家庭問題,人際問題、管理問題和社會問題,每一個問題都可能是系統問題,不僅僅是單個元素問題,如果我們頭痛醫頭腳痛醫腳,必然會陷入困境,只有從系統觀的維度去思考,整體性研究,利用系統思維工具去找尋因果回路,進而找到問題癥結,方能藥到病除。
參考資料:
《系統論:系統科學哲學》魏宏森、曾國屏 清華大學出版社
《系統之美》【美】德內拉·梅多斯 浙江人民出版社
《系統思考》【美】丹尼斯·舍伍德 機械工業出版社
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