Системное мышление. Урок 3. Контурное мышление.

Что следует сразу уяснить, так это то, что системное мышление - не линейно. Оно идет не по прямой, а циклами, петлями, контурами. Все части системы связаны прямо или опосредовано, поэтому изменение в одной части порождают волны изменений, которые доходят до всех остальных частей. В том числе, волны изменений рано или поздно дойдут и до той части, которую мы изменили, и она будет вынуждена на них реагировать. Иными словами, у нас получается петля. Такая петля получила название петля обратной связи:

Хороший пример обратной связи - вождение автомобиля. Если вы едите слишком медленно, вам хочется нажать на газ. Наоборот, если ваша скорость выше, чем адекватная скорость в данной ситуации, то это вызывает у вас страх и вы немного притормаживаете. Да и вообще, любые ваши действия основаны на обратной связи.  Даже если вы просто шагаете пешком, вам от мышц ног и от осязательных рецепторов на ступнях поступает обратная связь о положении ноги, и, исходя из этой информации ваш мозг принимает решение, насколько нужно сократить мышцы, что бы правильно поставить ногу. Другое дело, что весь этот сложны процесс проходит мимо вашего сознания, иначе вы бы просто не смогли идти.

Другой пример действия обратной связи - утоление жажды. Так как жажда - достаточно неприятно ощущение, то вы сразу берете стакан воды и пьете, пока не утолите жажду. Выпитая вода утоляет ощущение жажды. Мы воспринимаем этот процесс как неразрывное действие, хотя на самом деле это петля. А все потому, что вы заранее не знаете, сколько же воды вам надо выпить. Аналогично действует и чувство голода. Вы едите, пока не насытитесь. Вот так можно представить эту петлю схематически:

Даже общение между двумя людьми и то представляет собой петлю обратной связи: один человек говорит, другой слушает, анализирует услышанное и в ответ выдает свою реплику. Другой действует аналогично. В случае отсутствия такой обратной связи, общение, как правило,   не получается. Действительно, как могут разговаривать люди, если каждый слышит только себя?

Другие примеры систем с обратной связью:

• Сливной бачок. Когда уровень воды достигает критической отметки, поплавок поднимается и приводит в действие механизм, открывающий отверстие. вода вытекает. Когда уровень падает, поплавок опускается вниз и тот же механизм закрывает отверстие.

• Система терморегуляции помещения. Когда температура ниже желаемой, срабатывает термореле и включается обогреватель. Когда выше включается другое термореле и включается кондиционер.

• Система терморегуляции человеческого тела. Если жарко - человек потеет, процесс потения идет с поглощением тепловой энергии, за счет этого тело охлаждается. Если холодно, усиливается кровоток, кожа покрывается пупырышками, которые помогают сохранить тепло.

Обратные связи бывают двух типов:

• Усиливающие.

• Ослабляющие (уравновешивающие).

Все сколь угодно сложные системы используют только эти два типа обратной связи. Рассмотрим сначала усиливающую обратную связь. Ее еще называют положительной, хотя это не совсем правильный термин. Дело в том, что под словом "положительны" многие подразумевают нечто хорошее или полезно. Однако в случае с усиливающей обратной связью это не всегда так. Напротив, иногда такой вид обратной связи может привести к очень и очень нехорошим последствиям. А может и к хорошим. Это зависит от того, на что влияет данная обратная связь. Поэтому, что бы избежать путаницы, мы все же будем говорить "усиливающая обратная связь".

Суть усиливающей обратной связи в том, что изменение одной части системы приводят к усилению этих изменений. Например, дрессировка животных. Если животное (например, собака), ведет себя так, как нужно дрессировщику, она получает поощрение, например, кусочек сахара. Это вырабатывает у собаки условный рефлекс, который заставляет животное повторять такое поведение. Если поведение собаки нежелательное, то дрессировщик напротив, наказывает животное. но это уже ослабляющая (уравновешивающая) обратная связь, о ней мы поговорим позже.

Другой пример усиливающей обратной связи - снежный ком, скатывающиеся с вершины холма. По мере качена на него налипает все больше и больше снега. Печальный пример - наркомания. Сначала человек пробует наркотик. Ему нравиться. Подобно собаке Павлова, он поддается условному рефлексу и снова употребляет наркотик. И, чем больше нароман употребляет наркотик, чем больше ему хочется. Как правило, это заканчивается полной деградацией личности.

А вот хороший пример усиливающей обратной связи - банковский вклад со сложным процентом. Чем больше денег на вкладе, тем больше к нему прибавляется. А чем больше прибавляется, тем больше денег на вкладе. И значит, прибавляется еще больше. В отдаленной перспективе вклад растет по экспоненте:

На графике представлена история изменения депозита в 1000 рублей, с доходностью 12% и ежемесячной выплатой процентов. Как видим, через 30 лет (360 месяцев) размер вклада увеличился в 35 раз. При чем, если бы это не был сложный процент (проценты не начислялись бы на проценты), то через 30 лет размер вклады был бы всего 4600 рублей.

Рост население земного шара - так же пример усиливающейся обратной связи.

А вот пример другой  усиливающей обратной связи - рост задолженности по кредиту. Человек берет в долго, возвращать приходиться еще больше. У него не хватате денег, он берет еще один кредит, по которому приходиться возвращать еще больше. Так долги накапливаются как снежный ком.

Чисто про усиливающую обратную связь  говорят:

• Мы раскрутились.

• Попасть в волну.

• И пошло под откос.

• Сорвался в штопор.

• Деньги к деньгам.

• По наклонной плоскости.

• Все катится само собой к лучшему (или худшему)

• Лавину не остановить.

Петли усиливающейся обратной связи существуют и во взаимоотношениях между людьми. Как правило, теплые дружеские отношения усиливаю друг друга, ровно и недоброжелательные. Иными словами, добро порождает добро, а зло порождает зло. Один человек сделал что то плохое другому, тот отплатил ему той же монетой, спровоцировав на ответные враждебные действия. Обычно так начинаются войны между государствами.

А вот хороший пример. Рост знаний и эрудиции. Чем больше мы знаем, тем сильнее осознаем, как мало мы знаем и тем самым стремимся узнать больше. Кроме того, новые знания облегчают получение других знаний. Так, школьник, только изучивший арифметику, вряд ли поймет высшую математику. А вот если он уже освоил курс алгебры, то сможет понять и "вышку".

Вот еще примеры усиливающей обратной связи:

• Командный дух.

• Раковые заболевания.

• Паранойя.

• Явление резонанса.

• Рост колонии микроорганизмов.

• Слухи..

• Уверенность в себе.

• Финансовая пирамида.

• Эпидемии.

• Ядерная реакция, взрыв атомной бомба.

• Паника.

• Коралловые рифы.

• Пожар.

Теперь поговорим об уравновешивающей обратной связи. Ее суть в том, что внесенные в системы изменения тормозятся ответными действиями системы. Хороший пример - маятник. Мы отклонили его, он начал возвращаться в исходное состояние. Но перелетает эту точку, тормозиться и движется в обратном направлении. Опять перелетает исходную позицию и цикл повторяется. В данном случае роль ослабляющей обратной связи играет сила тяжести, которая мешает маятнику подниматься вверх и вынуждает его падать. Колебания происходят за счет того, что в маятнике присутствует еще и усиливающаяся обратная связь -  та же сила тяжести, но действующая не против движения, а помогающая ему. Вот так и борются две обратные связи,  и, могли бы бороться вечно, если бы не сила трения, которая, кстати, тоже является уравновешивающей обратной связью.

Повторюсь, часто усиливающуюся обратную связь называют "положительной", а уравновешивающую - "отрицательной". Но тут несть некоторая мыслительная ловушка. Принято считать, что положительно - это хорошо, а отрицательно - плохо. На самом же деле если обратная связь уравновешивающая  ("отрицательная") то это еще не значит, что она плохая. Это зависит от ситуации. Дело в том, что уравновешивающая обратная связь регулирует систему. Например, температура человеческого тела обычно бывает стабильной. Если она повыситься, то это "заметит" небольшая часть мозга, называемая гипоталамус и запустит процесс снижения  температуры, например, потение. Это и есть уравновешивающая обратная связь. Другое дело, когда такая обратная связь мешает. Например, мы хотим увеличить экономический рост, но некоторые внешние факторы препятствуют этому. Это уже будет вредная уравновешивающая обратная связь. Тоже самое можно сказать и об усиливающейся обратной связи. Она может действовать в наших интересах (например, сложный процент по банковскому вкладу), а может и против нас, например, эпидемия какой то болезни - чем больше больных, тем больше заражается людей, а чем больше заражается, тем больше больных.

Приведу еще несколько примеров уравновешивающей обратной связи:

• Голод и жажда. По своей сути, это разрыв между необходимым в крови количеством жидкости и реальным количеством. Когда человек пьет, он уменьшает это разрыв и чувство жажды пропадает. Аналогично и чувство голода.

• Езда на велосипеде. Глаза, вестибулярный аппарат и нервные окончания в мышцах фиксируют отклонения от равновесия (от нормы), а движения рук и ног восстанавливают его.

Таким образом, уравновешивающая обратная связь, главным образом, нацелена на достижение цели, поэтому все системы наделены механизмом уравновешивающей обратной связи, который обеспечивает их стабильность. Цель есть у любой системы, даже если эта цель состоит лишь в том, чтобы оставаться неизменной или сохранять свою целостность. Уравновешивающая обратная связь направляет систему к цели, к такому состоянию, когда механизм уравновешивающей обратной связи выключается. Когда система приближается к цели, уравновешивающая обратная связь слабеет, система изменяется медленнее, когда удаляется - усиливается, и система изменяется сильнее..

Для того, чтобы уравновешивающая обратная связь работала, необходимо измерение. Это измерение должно быть достаточно точным, чтобы обратная связь работала адекватно. Например, если в системе терморегуляции неисправен термостат, то она может включиться не тогда когда нужно и температура в итоге станет неоптимальной - будет слишком жарко или слишком холодно. С другой стороны, точность измерения не должна быть слишком точной. Например, если точность измерения в системе терморегуляции в жилом помещении будет до одной сотой градуса, то она будет включаться и выключаться слишком часто.

Теперь подведем некоторые итоги. Существует усиливающая и тормозящая обратная связь. Если в системе несколько элементов, то они могут образовывать достаточно "хитрые" структуры связи, где одно влияет на другое а другое на третье, а третье, может влияет и на первое и на второй и так далее. Очень важно понимать эту особенность систем и при необходимости вычленять контуры обратной связи и анализировать их. Это и есть контурное мышление. Классический пример - какая-нибудь экологическая система. Самый простой случай - это система "хищник-жертва".  В очень упрощенной модели в системе существует только жертва и только хищник. Рост числа хищников приводит к сокращению числа жертв. Сокращение числа жертв приводит к тому, что хищникам труднее становиться их поймать, и они начинают умирать от голода. Количество хищников сокращается. Но так как теперь меньше жертв погибает в лапах хищника, их число растет. Хищнику становиться легче поймать жертву, и численность хищников растет, приводя к сокращению численности жертв. Таким образом, тут мы видим две тормозящие и две усиливающие обратные связи: "увеличение числа жертв увеличивает поголовье хищников",  "уменьшение  поголовья хищников увеличивает поголовье жертв" и две тормозящие: "увеличение поголовья хищников сокращает поголовье жертв" и "уменьшение поголовья жертв уменьшает поголовье хищников".

Может возникнуть вопрос: а как использовать контурное мышление и вообще всю эту теорию о системах в реальной жизни? Об этом в будущих уроках, в которых речь пойдет о системном анализе.