讀書 系統之美 第三章 第四章

2022-06-19 06:27:11 字數 3043 閱讀 2837

適應力是指系統在多變的環境中保持自身存在和運作的能力。與適應力相對的是脆弱性或剛性。系統之所以會有適應力,是因為系統內部結構存在很多相互影響的反饋迴路,正是這些迴路相互支撐,即使在系統遭受巨大的擾動時,仍然能夠以多種不同的方式使系統恢復至原有狀態。

適應力總是有限度的。有適應力的系統可能是經常動態變化的。相反,一直保持恆定的系統恰恰是不具備適應力的。適應力與一直保持靜止或恆定是不同的。有適應力的系統可能是經常動態變化的。事實上,短期的振盪、階段性的發作,或者週期性的興衰、高潮與崩潰,都是正常狀況,而適應力可以使其復原。

不能只是關注系統的生產率或穩定性,也要重視其適應力,即自我修復或復位的能力,戰勝干擾、恢復機能的能力。

系統所具備的這種使其自身結構更為複雜化的能力,被稱為「自組織」(self-organization)。無論是從一片雪花身上,還是窗戶上的冰晶,或者是過飽和溶液的結晶體中,我們都可以看到簡單的自組織的工作原理和機制;但是,大自然中還包含著一些更為複雜的自組織過程,比如一顆種子生根發芽,乙個孩子學會講話,或者乙個社群裡的居民自發地聯合起來反對有害垃圾傾倒等。

自組織特性會產生出異質性和不可**性:系統有可能演變成全新的結構,發展出全新的行為模式。它需要自由和試驗,也需要一定程度的混亂。但是,這些狀況可能令人恐慌,或者威脅到現有的權力結構。結果是,教育體系往往限制了兒童的創造力,而不是激發這種能力;經濟政策往往傾向於支援現有的大企業,而不是鼓勵創新型的創業企業;同時,很多**傾向於管制人民,而不是允許人們自發地組織起來。

系統通常具有自組織的特性,具有塑造自身結構、生成新結構、學習、多樣化和複雜化的能力。即使是非常複雜的自組織形式,也有可能產生於相對簡單的組織規則。例如,所有生命都是基於dna、rna和其他蛋白質分子等遺傳機制中內含的基本組織規則繁衍生息的,從病毒到紅樹林,從變形蟲到大象,均是如此;

在新結構不斷產生、複雜性逐漸增加的過程中,自組織系統經常生成一定的層級或層次性。很多事物,如公司、軍隊、生態系統、經濟體系、有機體等,都具有層次性。這並不是偶然的。如果各個子系統基本上能夠維繫自身,發揮一定的功能,並服務於乙個更大系統的需求,而更大的系統負責調節並強化各個子系統的運作,那麼就可以產生並保持相對穩定的、有適應力和效率的結構。如果沒有類似關係,很難想象系統最終會演變成什麼樣子。

層次性是系統的偉大發明,不只是因為它們使系統更加穩定和有適應力,而且因為它們減少了資訊量,使得系統各部分更容易記錄和跟進。

當某個子系統的目標而非整個系統的目標佔了上風,並犧牲整個系統的運作成本去實現某個子系統的目標,我們將這樣行為的結果稱為「次優化」。當然,與次優化同樣有害的問題是太多的**控制。如果大腦直接控制身體的每乙個細胞,導致細胞不能自我維持其功能,整個有機體就會死亡。要想讓系統高效地運作,層次結構必須很好地平衡整體系統和各個子系統的福利、自由與責任。這意味著,既要有足夠的**控制,以有效地協調整體系統目標的實現,又要讓各個子系統有足夠的自主權,以維持子系統的活力、功能和自組織。

我們自己所知道的關於這個世界的任何東西都只是乙個模型。雖然我們的模型確實與現實世界高度一致,但遠未達到能完整地代表真實世界的程度。

系統的行為就是它的表現或績效水平隨時間變化的趨勢,有可能增長、停滯、衰退、振盪、隨機或進化。如果新聞報道有深度的話,它會把當前的事件與歷史背景聯絡起來,這樣我們就能夠更好地理解行為層面的變化趨勢,而不只是停留在較淺的事件層面。當遇到乙個問題時,善於進行系統思考的人要做的第一件事,是尋找資料,了解系統的歷史情況以及行為隨時間變化的趨勢圖。這是因為,系統行為的長期趨勢為我們理解潛在的系統結構提供了線索,而系統結構又是理解系統會發生什麼以及為什麼發生這些事情的關鍵,讓我們不僅「知其然」,而且「知其所以然」。

系統結構是各種存量、流量和反饋迴路的相互關聯與作用。我們常用包含各種變數和箭頭的圖表(如存量—流量圖等)來描述系統結構。結構決定了系統可能存在哪些行為。例如,乙個調節迴路會呈現出達成目標的行為,也就是說系統會接近或保持動態平衡狀態;而增強迴路則會引發指數級增長。二者聯絡在一起,則可能呈現出增長、衰退或均衡三種行為模式。如果其中包括時間延遲,則可能產生振盪。如果它們是週期性波動或快速爆發,系統則可能產生更多令人驚訝的行為。

系統結構是行為的根源,而系統行為體現為隨時間而發生的一系列事件。系統思考需要反覆審視結構和行為,善於系統思考的人會將二者聯絡起來,理解事件、行為以及結構之間的關係。例如,當你的手從「機靈鬼」玩具上移開時(事件),它就會彈起來並來回振盪(行為),而這一行為是因為「機靈鬼」自身的彈簧(結構)所引起的。

理解非線性是非常重要的,不僅因為它們有悖於我們對行動與結果之間關係的正常預期,更重要的是,它們改變了反饋迴路的相對力量對比,有可能使系統從一種行為模式跳轉到另外一種。

系統中的很多關係是非線性的,它們的相對優勢變化與存量的變化是不成比例的。反饋系統中的非線性關係導致不同迴路之間主導地位的轉換,也相應地引起系統行為的複雜變化。

在建模時,雲是模型必不可少的一部分,因為建模本身就是乙個形而上的過程,必須合理地劃分邊界。有些東西確實是憑空生出來的。如果我們試著去理解某一件事,就必須將其簡化,這就意味著設定邊界。而且,這樣做通常是安全的。

對於系統思考者來說,認識和把握系統的邊界是乙個很難的課題,因為在系統中,並不存在乙個明確、清晰劃定的邊界,而是要我們根據自己的需求和實際情況去劃定。邊界劃定不當,很可能會帶來一些問題。如果邊界劃定得太窄,一些對系統行為有顯著影響的因素未被認真分析和對待,系統就可能產生令你意想不到的行為。與此相反,在進行系統分析時,人們經常陷入另外乙個陷阱:把系統邊界設定得太寬。

在系統中,時間延遲比比皆是。每乙個存量都是乙個延遲,大部分流量也有延遲,包括運輸延遲、感知延遲、處理延遲、成熟延遲等。

有限理性意味著,人們會基於其掌握的資訊制定理性的決策,但是由於人們掌握的資訊通常是有限的、不完整的,尤其是對於系統中相隔較遠或不熟悉的部分,由此導致他們的決策往往並非整體最優。

我們並非無所不知、理性的樂觀主義者;相反,我們是浮躁的「自足自樂者」,在做下乙個決策之前,總是試圖最大程度地滿足當前的需求。我們會以理性的方式盡力維護和擴大自身的利益,但是卻只能基於自己所知道的資訊進行思考。除非他人有所行動,否則我們不會知道他們計畫做什麼。我們也極少看到自己面前存在的所有可能性,也通常不會預見到自己的行動對於整個系統的影響,甚至有可能選擇性地忽略這種影響。因此,我們只能在自己有限的視野範圍內,從當前幾種很明顯的選擇中進行抉擇,並堅持自己的看法,不會考慮整體的長期最優方案。只有在被迫的情況下,我們才會改變自己的行動。

第三章和第四章隨堂測驗考試

6 1 另類迴圈佇列 20 分 如果用乙個迴圈陣列表示佇列,並且只設佇列頭指標front,不設尾指標rear,而是另設count記錄佇列中元素個數。請編寫演算法實現佇列的入隊和出隊操作。函式介面定義 bool addq queue q,elementtype x elementtype delete...

第三章 單一責任原則 第四章 開放封閉原則

單一責任 srp 就是乙個類而言,應該僅有乙個引起它變化的原因。不知道是不是有機會用qt 作乙個俄羅斯方塊的遊戲 邏輯和介面分離是乙個很重要的原則。如果乙個類承擔的責任過多,就等於把這些責任耦合在乙個,乙個指責的變化可能會削弱或者抑制這個類完成其他責任的能力,這種耦合會導致脆弱的設計,當變化發生時,...

ps第三章及第四章第一節

3.2色階 色階命令通過調整影象的陰影,中間調和高光的強度級別,從而校正影象的明暗 和色彩 曲線 曲線命令可以調整影象的整個色調範圍內的點,也即可以將任何輸入 原圖 變換為任意的輸出 調整修改結果 可以在色戒或曲線中選擇任意乙個單獨的通道進行調整。注意 如果需要調整多個通道的色階或曲線,需要先在通道...