如何利用系統循環圖(Causal loop diagrams)進行系統思考?

 

-彼得·聖吉:「系統思考將引導一條路使人由看片段到整體;從對現狀做被動反應,轉為創造未來,

從迷失在複雜的細節中,到掌握動態的均衡搭配。

 

為什麼要畫系統循環圖?

 

對於人類來說化約論是比較直覺與簡易的思考方式,人擅長把一個系統拆成一個個獨立的模塊,

進行獨立分析,例如身體是個系統由器官組成的,器官又由細胞組成,細胞又由分子組成。

化約論認為只要從最底層的部件分析,再重組回去,就可以了解整個系統。

但真的是那麼簡單嗎?

 

 

化約論雖然提供一個方便的工具,幫助人們理解問題。但是系統很多時候具備著1+1不等於2的性質。

簡單的把系統切割並且重組回去,是無法推理出系統湧現出的性質。

正如從蜂巢抓一隻蜜蜂研究,並不能得到蜂群的特性。

另一個玩笑的例子,如果研究一個國高中女生,能得知女生團體裡會出現"小圈圈"的特質嗎?

正因為還原論很難推導出系統層級的特性,所以才必須學習系統思考,才能見樹又見林。

系統思考最重要的觀念就是複雜系統必須從一個整體研究,不能被隨便切割,

才能觀察到系統湧現出來的特徵。

 


 

只要三個步驟你也能畫出系統循環圖


(以下圖全部使用Android的App"系統思考"製作)。

 

1.指定變量(Variable)

 

 

創造你的變量

 

畫系統循環圖目的是要敘說一個因果故事,而這個故事中的名詞在系統循環圖裡稱為變量(Variable)。

變量的取名盡量明確清楚,使用名詞不要使用動詞,人們描述一件事情通常習慣用動詞,

然而繪製系統循環圖使用動詞容易造成誤解。比如"減少的成本"就比"減少成本"還來的明確,

如果想表示讀書與成績之間的關係,變量取名"讀書的時間"要比"讀書"更好

 

 

2.畫出連接(Links)

S型(+)連接

 

 

O型(-)連接

 

 

一但有了故事的角色(變量),就必須要畫出變量與變量之間的關係。

在系統循環圖裡,在箭頭的起點的變量就是原因,在箭頭的結尾的變量就是結果。

變量與變量之間的關係在系統循環圖裡只有兩種,沒有第三種,那就是"S型"連接與"O型"連接。

 

如果原因的增長導致結果的增長,那就是S(Same)型關係,也可以表示為+(正)。

如果原因的增長導致結果的下降,那就是O(Opposite)型關係,也可以表示為-(反)。

 

懂了這些規則就能畫出一個因果關係例如下圖。

 

 

S型連接範例

 

O型連接範例

 

 

3.辨識迴路(Loop)

 

 

增強迴路

 

調節迴路

 

 

 

在系統循環圖中只有兩種迴路,一種是增強迴路,一種是調節迴路。

強化迴路的特徵是每循環一次就會將自己擴大,而調節迴路則有O型連接抑制,不會無限制的放大。

 

例如存款的錢和所得利息之間的複利關係就是增強迴路,每次得到的利息,下次又可以獲得更多利息

而調節迴路就像是冷氣機設定的溫度那樣,冷氣機設定好溫度後,不會無限制的變冷變熱,

等到溫度到達設定的溫度就會受到抑制。所有的生物的生理機制裡面都有調節迴路,

人類需要保持身體一定的水份,水份太少的話身體發出訊號,讓人有口渴的感覺,反之喝太多的話,

身體會讓你覺得噁心、肚子撐。

 

尋找任何一個閉合迴路,沿著因果鍊走一圈,數數看有多少O型連接,要確定一個循環是增強迴路的話只要沒有O型連接,或存在偶數個O型連接,就是增強迴路,奇數個O型連接則是調節迴路。

 


最後:利用迴路說故事

 

 

蛋場的迴路

 

 

一旦畫好迴路圖,我們可以利用辨識迴路的原則來判定他屬於增強迴路,因為沒有奇數個O型連接。

現在可以從任何一個變數開始依照箭頭的順序說故事,雞的數量越多,生的蛋就越多,生的蛋越多孵出來的小雞越多,小雞越多,雞的數量越多,如此各個變量每經過一次循環都會增加。

 

倒水的調節迴路

看看上面的調節迴路圖,一般人倒水的時候,心裡會有期望倒多少水,就是「目標水位」。

在我們倒水的時候眼睛會持續看水杯中的水位,衡量出「目標與實際水位的差距」,我們這種預期會影響倒水的速率「肢體動作」,倒水的動作則會影響「水的水位」,水的水位升高則會讓「目標與實際水位的差距變小」。當實際水位與目標水位一樣的時候,則達成整個迴路的目的了,調節迴路幾乎總是有個目標要達成。

 

 

 

其他要素:

 

時間滯延

 

時間滯延

 

 

在系統循環圖裡,表示時間滯延的方式很簡單,只要簡單的在連接上畫上兩撇。

 

幾乎全部的連接和迴路都有時間滯延,「時間滯延」指的是一個變量的改變,對於另一個變量的影響。時間滯延有時間的長短之分,短的像是剛吃進東西,不會馬上覺得飽,所以人常常在吃太飽餐廳覺得吃得太撐。時間長得像是公司新聘一個新員工,訓練新員工,可能會花費幾個月的時間才能保證新員工對公司有產出。

反應延遲的淋浴設備

 

在上圖裡是大家都有遇到的狀況,時間延滯往往導致矯枉過正,熱水器的反應延遲導致調整水溫很容易過冷或過熱 ,在時間滯延的迴路裡,系統容易震盪,時間滯延越長會越明顯。

 

 

參考書籍:

第五項修練

系統思考

 

系統思考APP下載連結

 

 

彼得·聖吉:「"將一頭大象分成兩半,並不能變成兩個小象"」

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