《系统之美:决策者的系统思考》读书笔记

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感谢伟大的K546次列车赐予我的33个小时旅途体验,我终于一口气把这本书看完了。《系统之美:决策者的系统思考》(Thinking in Systems: A Primer)一书的作者是德内拉·梅多斯,我买的这本是浙江人民出版社出版的湛蓝文化系列丛书中的一本,翻译得很好,有很多地方都加了译者的注释,十分用心。看来湛蓝文化这系列的书可以多买一点。

这书通俗易懂,提纲挈领地讲了很多系统思考的入门方法,由于游戏系统是人为设计的,并没有现实中的实体系统一样复杂,因而即便只是粗读一遍浅尝辄止,对于游戏设计者(尤其是想要成为系统策划的人)来说也有很大的帮助,因而我决定写一篇读书笔记,以备将来不断反刍,也为了能够更加系统地理解本书的结构。

蓝字部分为标题,粗体字部分为重点知识,红字为专有名词,括号中的内容为笔者AiurTemplar个人理解所赋予的例子。

第一部分:系统的结构和行为

第一章:系统之基础

总体大于部分之和

系统的三种构成要件:要素连接功能或目标。要素是组成系统的各个部分,连接是要素之间的关系和组成方式,功能或目标就是系统的目的。(AiurTemplar:例如,一个人是一个系统,其要素为运动系统、循环系统、呼吸系统、消化系统等九大系统,其中每个系统还能更细致的划分出组织、器官等子系统;人体的这些要素通过骨骼、肌肉、血液、神经以及一些化学变化来连接;人作为一种动物,目的与其他动物无二:保存自身,繁衍后代。再比如一艘海盗船,船只、食物、补给品、船员、士气、忠诚度等是其元素,这些要素通过命令、分工、分赃、海盗法典等相互连接,其目标则是努力保证存活并尽量多的掠夺财物。)

要素:系统的要素可能本身也是一个系统,因而对于该系统来说这个要素就是个子系统。要素不一定是有形的,也可以是无形的事物,如声誉,能力,感情等等。

连接:系统中的连接某些是实在的物质流,有些是信息流。

目标:系统的目标一般通过观察系统的行为来得出,而不能以系统的表面言辞或其标榜的目标。每一个系统都有一个重要的目标,就是确保自我永存。很多情况下系统各要素的目标是不一样的。一个成功的系统,应该能够实现个体目标和系统总目标的一致性。(AiurTemplar:系统的行为详见后文第四章)

改变要素对系统的影响是最小的,不触动内在连接和总目标,即使替换掉所有元素,系统也基本不会改变。(AiurTemplar:例如一艘海盗船,所有水手都死了,然后又招募了一批新水手)

改变系统中的内在连接会显著地让系统发生变化。(AiurTemplar:例如一艘海盗船上的大副哗变,推翻了原海盗船长;或这艘海盗船在炮战的过程中被击毁了船帆或船舵)

目标的变化会极大地改变系统,即使其中的要素和内在连接都没发生改变。(AiurTemplar:例如一艘武装商船由于被国家解散而被迫从事海盗行为,而船员和船员等级体制都没有改变)

理解系统行为的动态性

存量是所有系统的基础。存量指在任何时候都能感知、观察、计数、测量的系统要素。(AiurTemplar:如人口,现金,饥饿度,生命值)

存量会随着时间发生变化,其变化量就是流量,指一段时间内改变的状况。(AiurTemplar:如出生率与死亡率,收入与支出,流失体力与补充体力,损失生命与恢复生命)

存量也可以是非物质的,如口碑,自信,道德等。

所有模型,无论是心智模型还是数学模型,都是对世界的简化。(AiurTemplar:也就是抽象与概括。现实的系统由于过于复杂,某些影响比较小的要素、存量与流量可以忽略不计,而由于游戏系统是人为设计的计算机系统,因而这种情况倒是不必担心,游戏模型就是游戏系统,不存在简化——除非是要开发一款对现实抽象的历史模拟游戏或策略游戏。)

系统的一个基本原则:要想使存量增加,既可以通过提高流入速率来实现,也可以通过降低流出速率来实现。(AiurTemplar:手头拮据时可以打更多的工来增加金钱流入量,也可以省吃俭用降低金钱流出量,也可以二者同时进行。这一点是如此理所当然,反而人们很多时候意识不到)

存量,尤其是比较大的存量,在应对变化时只能通过逐步的增加和释放来实现,即使对于突然的变化来说也是如此。比较大的存量又叫缓冲器(Buffer)。(AiurTemplar:如某个影片中所有的地球人都失去了生育能力,因而人口流入量也就是出生率降低为0,但即使如此人类依然存续了几十上百年没有灭亡,因为人口这一存量十分巨大。反面的例子,在《星际争霸》中为了提高晶体矿收入,生产了大量农民采集晶体矿,但在短时间内依然十分穷困。)

在系统中,由于存量变化缓慢而产生的时间滞后可能会导致一些问题,同时他们也是系统稳定性的根源所在。这让人们有了一定的余地去调整一些不奏效的政策。

由于存量的存在,流入量和流出量可以相互独立,并在一定时间内不必保持平衡或一致,这一原则可以引导我们直接了解反馈概念。即使某些流量的波动很大,人们的生活依然可以保证一定的确定性、连续性和可预测性,人们不断的监控存量的变化,根据其状况和特定规则,制定决策并采取相应行动,以增加或降低存量水平,时期保存在可接受范围内,这种过程就是反馈过程。

反馈:系统是如何运作的

当一个存量的变化影响到与其相关的流入量与流出量时,反馈回路就形成了。

不是所有系统都有反馈回路。反馈回路可能导致存量维持在某一范围内(平衡回路),也可能使存量不断增加或减少(增强回路)。

自动洄游的鱼:调节回路

具有保持存量稳定、趋向某一个目标调解或校正作用的回路叫做调节回路(Balancing feedback loop)。不管存量的初始值如何,不管它是高于还是低于目标状态,调节回路都会将其引导至目标状态。因为种种原因,反馈可能会失败。

(AiurTemplar:比如人体,冷了会打寒战以提高温度,热了会出汗以降低温度,但发烧时调节提问的调节回路就可能会失效。控制论中调节回路又叫负反馈,negative feedback。)

脱缰的野马:增强回路

增强回路(reinforcing feedback loop)会强化系统原有的变化态势。(AiurTemplar:如利滚利,存的钱越多,利息越多,利息越多存的钱越多。《星际争霸》中农民越多采矿越快,矿越多能造的农民越多。所有恶性循环或良性循环都是增强回路,又叫做正反馈,positive feedback。)

对于指数级增长来说,存量翻倍所需要的时间大概是70除以增长率(以百分比表示)。如在银行中存100元,年利率7%,那么10年后(70/7)存款会变为200元。若年利率只有5%,则需要14年(70/5)。

第二章:系统大观园

本章中作者给出了几种简单、常见但重要的系统范例,能帮助读者更好地理解系统,包括复杂系统的一些基本原则。

单存量系统

系统1.1:一个存量、两个互相制衡的调节回路的系统,典型代表:温度调节器

当室温低于设定温度时,温度调节器会接受信号开始工作,提高室内温度,温度调节器功率越强变热得越快,当温度超过设定温度时,温度调节器接受信号停止工作,这是第一个调节回路,是一个调节回路。第二个是屋内的温度比室外温度高时,室内温度会向着室外温度变化,房屋的保温效果越差,变冷得越快,这也是个调节回路。两个回路同时存在时,若温度调节器功率强劲,制热的回路居于主导地位,屋内就会很暖和;若房间保温效果很差或火炉不够强劲,制冷回路就占主导地位,房屋永远无法达到火炉预设的目标温度。

由于屋子中越热,变冷的也就越快,因而与其追求更强大的制热器(强化制热回路),不如提高房屋的保暖效果(削弱制冷回路)来得好。

系统的一个基本原则:由反馈回路所传递的信息只能影响未来的行为,不能立即改变系统当前的行为,也就是说行为与结果响应之间经常会有时间延迟

每一个调节回路都有它的转折点,此时其他回路会取代该回路而居于主导地位,使存量远离它的目标而无法自动回到动态平衡状态。(AiurTemplar:例如人们会通过调整收入与支出来把自己的存款保持在某一个稳定的范围内,而一个人若被高利贷缠身或突然破产,就突破了转折点使其金钱的流入量无论如何也难以将金钱存量拉回之前的目标存款额范围内)

系统1.2:一个存量、一个增强回路以及一个调节回路的系统,典型代表:人口和工业经济

人口是存量,人口越多出生率越高,出生率越高人口趋向于越多,这是个增强回路;人口越多死亡率越高,死亡率越高趋向于人口越少,这是个平衡回路。

系统的一个基本原则:“主导地位”是系统思考中的一个重要概念,当一个回路对于另外一些回路属于主导地位时,它对系统的行为就会产生更强的影响力。虽然系统中经常有好几个相互矛盾的反馈回路同时在运作,但只有那些居于主导地位的回路才能决定系统的行为。

测试模型价值的问题:

1,各种驱动因素会不会以这种方式发挥作用?

这个问题很难回答,因为这是对未来的猜测,而未来从本质上讲是不确定的,动态系统分析的目的通常不是预测会发生什么情况,而是探究在各种驱动因素处于不同状态时,可能会发生什么。

2,如果驱动因素这样发挥作用,系统将以何种方式应对?

相对于第一个问题,这个问题更为科学,而这取决于模型的质量,如果模型质量高,能够反映系统特有的动态性,我们就可以更好地解释当某种或某些驱动因素以一种方式变动时,系统可能以何种方式应对。

3,影响各种驱动的因素又是什么?

这指的是什么东西会影响流入量和流出量,这与系统的边界有关,需要认真研究,看看哪些驱动因素是完全独立的,而哪些是系统内部的变量。

系统1.3:含有时间延迟的系统,典型代表:库存

假设一个汽车经销商要维持足够10天销售的库存量,他有一个流入量(从各家工厂订货交付的汽车)和一个流出量(因销售给客户而被提走的汽车)。这个系统与系统1.1的系统十分类似,但我们再加入三个延迟后就不一样了:

  1. 首先是感应延迟,这与人们的主观认识有关,经销商不可能对销售量的任何变化都立即做出反应,在指定订货数量决策时,人们通常会将过去一段时间内的销售量进行平均,以发现销售量的变化是真实的趋势,还是短期内的波动或异常。(AiurTemplar:用系统1.1的例子则是感应器比如屋子中的人在确定屋子变热时会会有一个延迟,直到冷感很明显时,屋子里的人才会去调节)
  2. 第二个延迟是反应延迟,即当形势已经很明朗了,需要调整订单数量时,经销商也不会在某笔订单里将所有缺货一次性调整到位,相反他会在其后的每笔订单中多增加一部分。(AiurTemplar:用系统1.1的例子就是人们难以一下将温度调整到合适状态,会往复调整多次)
  3. 第三是交货延迟,从工厂收到订单、生产、交货需要几天的时间。(AiurTemplar:用系统1.1的例子就是调整之后需要过一段时间温度才会变化)

几种延迟加入后,销量的些许变化都会导致了存量的震荡。销量提高后,但由于信息的延迟经销商无法立刻大量购入汽车,导致存量过低,于是经销商加大购买力度,结果采购量大过了增加后的流出量导致存量过高,于是经销商又开始降低采购量,而采购量降得过低后库存又过低,于是循环往复。(AiurTemplar:用系统1.1的例子就是,屋子变冷了,于是开加热,开过劲了屋子又变得过热,于是又调低温度,然后又调得过低了,循环往复震荡一阵子之后才能找准合适的温度。或者用高考考试难度的例子,出题人若仅仅根据去年的考分来反应,则会使今年的题过简单或过难,也就是反应过激了。)

产生震荡不是由于决策人愚蠢,而是由于他们置身于一个缺乏及时的信息反馈系统中。

改变系统中的延迟可能使系统更容易被管理,也可能完全相反。延迟过短则反应过度,以为一时的波动是真实的趋势而做出错误决定,延迟过高则反应过慢,错过维持系统稳定的最佳时机,导致系统超过转折点。

双存量系统

系统2.1:一个可再生性存量收到另外一个不可再生性存量约束的系统,典型代表:石油经济

任何物理的、成长的系统,或早或晚都会受到某种形式的制约,这些调节回路会取代驱动成长的增强回路成为主导性回路,要么提高流出量,要么减少流入量,从而阻碍系统的进一步成长,这是一种系统基模,命名为成长上限“系统基模”指的是一些常见的系统结构,可以导致人们熟悉的一些行为模式。

例子如下,一家公司提炼石油来赚钱,他们刚刚发现了一个巨大的新油田,开采量越大,创造的利润就越多,用于再投资的资本就越多,而资本越多因折旧而损失的资本就越多,因而这是一个系统1.2一样的系统,但现在加入了一个新的因素,就是石油是一种不可能再生的有限资源,开采量越大,石油存量就越少,剩余的资源要么埋藏的更深,要么浓度更低,或者开采难度更大,这是一个新的调节回路,并最终会限制资本的增长:更多的资本导致更快的开采速度,从而更快的降低资源储量,储量越低单位资本的收益就越低,利润就越少,再投资比率就越低,资本的增长速度也将降低。现实的商业世界中,一些油田要么因运营成本过高,要么因为资本效率过低而被废弃。(AiurTemplar:很多即时战略游戏中的资源都是不可再生的,但由于开采的单位只要制造出来后就不再持续的消耗资源,因而与这个系统不符。一些游戏中单位只要存在就会持续花钱,如《要塞》中的所有人口都要消耗食物,或者是某些游戏中的单位需要每个月发军饷、开工资,一些模拟经营游戏如《龙之崛起》等等也是要有足够的资源支持庞大的人口开支,这样一来就与本系统一样了。在这种游戏中若生产了大量的单位会导致维持费用暴增,而资源一旦开采完毕这些单位就变成了纯粹耗钱的东西,因而他们只能落得个被拉出去送死或解散掉的下场,和废弃矿井一样。《魔兽争霸3》中高人口维护费用只是降低了收入而并没有增加支出,因而也与本系统不符。)

系统2.2:有两个可再生性存量的系统,典型代表:渔业经济

鱼为可再生资源,渔船为资本存量,或树木与伐木场、牧场与奶牛等。假设资本的生命周期为20年,每年产业增长率维持在5%。如果鱼群的密度很大,受到食物和栖息地的限制,再生率会接近于零;而随着密度的降低,鱼群再生速度会加快,但到了某个点时,鱼群再生率会达到最高峰,超过这个点如果鱼群数量继续减少,鱼群繁殖速度会越来越慢,因为每条鱼都很难再找到同类,或是另外一个物种入侵了它们的领地。

渔民发现鱼群后开始捕捞,并且继续投入更多的资本,鱼群则快速下降,但这提高了鱼群的再生率。几年之后由于捕捞量增长太快,鱼群数量下降到不能满足日益扩大的捕捞量需求,捕捞量降低从而降低了船队的利润率和投资速度。最终系统稳定。这一渔业经济模型受到三种非线性关系的影响:价格,再生率,单位资本的收益/捕鱼效率。与系统1.3卖汽车的例子中购买量有了一些变化就会导致系统震荡,而本系统则说明流入量的提高也能导致系统震荡,如果人们改进了船只,即使鱼群减少了每艘船的捕捞量都提高了一些,增加了渔民的生产率,系统也会再次陷入不稳定之中。如果每艘船的捕捞效率继续提高,一旦突破了转折点,则有可能导致捕捞过度,鱼群枯竭而丧失再生的能力。

这一系统有三种可能性:过度开发然后逐渐适应,调整至相对稳定的平衡状态并长期保持;或过度开发超出了均衡状态,之后上下震荡;或者过度开发之后导致资源枯竭,产业崩溃。实际会出现哪种结果,取决于两方面,第一,关键转折点是否被突破,一旦被突破资源的再生能力就会被破坏;第二,在资本增长的过程中抑制投资增长的调节回路的禄蠹,如果该调节回路可以在关键转折点到来之前快速起作用,控制资本的增长,那么整个系统就能凭花地大道均衡状态;若该回路很慢或很弱,资源已经降低到难以再生的水平时资本仍在持续增长,最终该资源和产业都将崩溃。

第二部分:系统思考与我们

第三章:系统之美,系统的三大特征

适应力

适应力(Resilience)指的是系统在多变的环境中保持自身的存在和运作的能力,与适应力相对的是脆弱性或刚性。系统的适应力来自系统内部相互支撑的很多反馈回路。适应力总是有限度的,有适应力的系统可能是经常动态变化的,一直保持稳定的系统恰恰是不具备适应力的。(AiurTemplar:很多灾难或生存类游戏就是在考验玩家构造的系统的适应力,通过各种手段调整策略解除危机的能力,在这种游戏中玩家的角色一般是扮演上帝,玩家的化身并不会直接加入到系统中去,强调玩家策略性的游戏更重视玩家构造的系统的适应力,如塔防游戏《植物大战僵尸》,或一些战术游戏;而另外一些游戏玩家的适应力则是依赖玩家的行为与游戏技术而不是决策,如《逃离神庙》或《魔兽世界》下副本。)

自组织

自组织(self-organization)指系统所具备的使自身结构更为复杂化的能力。自组织特性会产生出异质性和不可预测性:系统有可能演变成全新的结构,发展出全新的行为模式。自组织作为有机系统的一个基本特性,对于大部分冲击力都有一定的免疫力。仅用一些简单的规则,就可以引起非常多样化的自组织结构,如分形学。(AiurTemplar:自组织这种学习、多元化、复杂化的能力在电脑游戏中需要能够按照一定的逻辑制定规则的AI的存在,比如象棋程序就是一个有自组织性的系统。很多电影中也存在这种情况,拥有自组织能力的计算机系统在接受到了让地球变得更好的指令后最终做出灭绝人类之类的举动等剧情等)

层次性

在新结构不断产生、复杂性逐渐增加的过程中,自组织系统经常生成一定的层级或层次性。系统和子系统的这种包含和生成关系被称为层次性

在具有层次性的系统中,各个子系统内部的联系要多于并强于子系统之间的联系。(AiurTemplar:如不同部门)如果层级中的每个层次内部和层次之间的信息链接设计合理的话,反馈延迟就会大大减小,没有哪个层次会产生信息过载,这样系统的运作效率和适应力就得以提高。层次性原本的目的是帮助各子系统更好的做好其工作,不幸的是系统的层次越高或越低,越容易忘记这一目的,因此很多系统因为层次的功能失调而不能实现预定的目标。想要让系统高效地运作,层次结构必须很好地平衡整体系统和各个子系统的福利、自由与责任。这意味着既要有足够的中央控制,以有效地协调整体系统目标的实现,又要让各个子系统有足够的自主权,以维持子系统的活力、功能和自组织。

适应力、自组织和层次性是动态系统有效运作的三个原因。

第四章:系统之奇,系统的六大障碍

别被表象所迷惑

就像冰山浮在水面之上的部分一样,事件只是一个更为巨大的复杂系统中为人可见的一小部分,但往往不是最主要的。一些事件可能是很壮观的,如崩溃、暗杀、巨大的胜利、可怕的悲剧等。

系统的行为就是它的表现或绩效水平随时间变化的趋势,有可能增长、停滞、衰退、震荡、随机或进化。事件是短期的,行为是长期的。

系统结构是各种存量、流量和反馈回路的相互关联与作用,结构决定了系统可能存在哪些行为。

系统思考需要反复审视结构和行为,善于系统思考的人会将二者联系起来,理解事件、行为以及结构之间的关系。例如,当你的手从“机灵鬼”玩具商移开时(事件),它就会弹起来并来回震荡(行为),这一行为是因为“机灵鬼“自身的弹簧(结构)所引起的。(AiurTemplar:“机灵鬼”就是文章顶端本书封面左侧的那个玩具)

停留在事件层面的分析,比如股票涨了,(AiurTemplar:如一艘海盗船被击沉了)不能使你预测明天会发生什么,大多数经济分析都会更进一步,到达行为层面,例如一些计量经济学模型往往会以复杂的方程式来发掘和表示收入、储蓄、投资、政府开支、利率、产出以及其他变量的历史趋势,以及它们之间的统计关系。(AiurTemplar:海盗船行为层面的例子则是某某地区海盗活跃猖獗)这些行为层面的模型比事件层面的分析更有价值,但仍有根本性问题,首先它们普遍过分强调了系统流量而对存量关注不足,其次计量经济学家们试图发现各种流量之间在统计上的关系,但这是徒劳的,任何一个流量与其他流量之间都没有稳定的关系。只要系统结构发生了一些变化,流量之间的关系就很可能会改变,如有人打开了窗户,改善了保温效果,调整了火炉开关,或者忘了加油。因此基于行为的计量经济学模型在预测短期经济走势时很有效,但在做长期预测时却很差,而且在帮助人们找到如何改善经济的对策方面也无能为力。

人类普遍沉迷于系统产生出来的事件,却很少关注系统行为的历史,也不善于从后这种发现线索,去揭示潜在的系统结构。(AiurTemplar:那么结构方面的海盗例子是什么呢?财富运输过于依赖航路,岛屿众多容易藏匿,船舰技术的进步,由于政府解散舰队而产生大量海盗,气候与海洋状况适合于航海,海盗文学或文化的传播……众多存量、流量与反馈回路的相互作用,导致了“某地区海盗猖獗”这一行为。)

在非线性的世界里,不要用线性的思维模式

例子:在地里施肥100磅,收成可以增加10斗;如果施肥200磅,收成依然是10斗;如果施肥300磅,土地被破坏,甚至出现减产。(AiurTemplar:个人认为这是由于因为转折点的存在,以及成长上限的存在,一旦触动这两点就极难预测,人们总是难以预料到不同的决策会导致哪个回路占主导地位)

恰当地划定边界

所谓的边界,只是人为的区分,是人们出于观察、思考、理解、表达、交流等方面的需要,而在心理上设定的或社会上一般公认的虚拟边界。(AiurTemplar:老生常谈了,作者研究的是现实的复杂系统因而这都是系统模型抽象必要的,而制作中小型电脑游戏系统边界总是泾渭分明的……起码在量子计算机实现之前,大概是这样的吧,我猜?但如果是拥有巨大数量玩家所组成的在线游戏社区,在分析一些问题时是只分析某个玩家的行为,还是分析其所在公会的玩家的行为,还是分析其服务器玩家的行为,还是分析所有玩家的行为,这就是需要划分边界的时候了)

系统最大的复杂性也确实出现于边界上,恰恰是边界上的无序、混杂,成为了多样化和创造力的根源所在。(AiurTemplar:如《文明》中接壤的国家文化互相传播,以一个百分数的形式来表达文化边界的模糊)

系统并不存在一个明确、清晰的边界,而是要我们根据自己的需求和实际情况去划定。边界划定不当,很可能会带来一些问题。

看清各种限制因素

几乎所有输入与输出都会受到各种限制。根据德国化学家尤斯蒂斯·李比希提出的著名的“最小因子定律”,如果缺少任何一项要素,即使有再多的其他要素都不管用。(AiurTemplar:短板效应或者说是木桶效应。比如说,影响《星际争霸》军队扩大速度的限制因素有经济收入,兵营数量,人口限制等,任何一个发生问题,其他的再高军队扩张速度也无法更快。《激战2》中要注意攻击与防御的平衡,也是为了避免短板,无论是打人不疼还是一挨打就死都是不可取的,不能为玩家人物这一系统获得更佳的适应性。)

任何一个有着多重输入和输出的物质实体,包括人口、作物生长、生产过程、经济发展等,都受到多重限制因素的制约。因此,从根本上讲,关键不是追求持续成长,而是选择在哪些因素的限制之下维持生存。(AiurTemplar:在一些物流复杂的模拟城建游戏如《龙之崛起》、《工人物语》中,维持尽量多的人民生活在最高水平就已经是非常困难的事情了,能够做到就会十分有成就感。人们的生活如果想要维持在最高水平,就要有多种需求存量的平衡反馈运作良好,能够得到足够的流量补充使存量维持在一定范围内,人们的生活才能维持在最高水平,如上面的短板效应,任何一项指标得不到满足,人们的生活水平都会下降,从而使城市的价值降低。)

没有任何物质实体可以永远成长。(AiurTempalr:游戏并不是实际存在的系统,但其依附于计算机系统之上,因而会受到硬件以及其他条件的限制,内存不是无限的,硬盘空间不是无限的,计算速度不是无限的,电力也不是无限的。)

无所不在的时间延迟

在系统中,时间延迟比比皆是,每一个存量都是一个延迟,大部分流量也有延迟,包括运输延迟、感知延迟、处理延迟、成熟延迟等。一项延迟是否显著取决于你试图理解的频率处于哪一档。改变延迟的长短可以彻底地改变系统行为,同时,延迟也常常作为敏感的政策杠杆点。(AiurTemplar:结合第四章“别被表象所迷惑”段落,我们是不是可以认为更改延迟就是更改了系统的结构呢?)

时间延迟决定了系统的反应速度有多快,达到目标的准确性,以及系统中信息传递的及时性。当在反馈回路中存在较长的时间延迟时,具备一定的预见性是必不可少的,如果缺乏预见性,等到一个问题已经很明显了才采取行动,将会错过解决问题的最重要时机。

有限理性

发源于亚当·斯密的经济学理论首先假设,每个市场主体都是基于完备的信息、完全理性地做出行动的“经济人”;其次,当各个行为主体按照这些规则行动时,他们的行动累加起来,就会产生对每个人来说都是最优的结果。(AiurTemplar:也就是说完全自私的经济人反而会做出对所有人都最好的决定,自私与无私重合了)

然而实际上,事实并非如此,人们倾向于理性地从自己的短期的最大利益出发,但每个人的行为汇集起来的结果却是所有人都不愿意看到的。(AiurTemplar:也就是公地悲剧)这就是世界银行经济学家赫尔曼·戴利所说的“看不见的脚”(invisible foot)或“有限理性(bounded rationality)”。

有限理性意味着,人们会基于其掌握的信息制定理性的决策,但是由于人们掌握的信息通常是有限的、不完整的,尤其是对于系统中相隔较远或不熟悉的部分,由此导致它们的决策往往并非整体最优。更有一些行为科学家认为,我们甚至不能很好地解读自己所掌握的那些有限的信息,也就是说即使为了最优化自己的利益,我们有时也不能做出完全正确的决策,更别提系统整体的利益了。(AiurTemplar:以前在看博弈论的公开课的时候,课堂上的老师要求每一个学生写一个0至100之间的整数,然后会把所有人的数字都收集起来计算平均数,写下的数字等于所有人平均数的1/3的人获胜。一些聪明的学生想到了,如果每一个人都相信其他人都和自己一样是理性的,那么所有人都应该写0,这样一来每个人都一定会获胜;还有一些学生则思考到就算出自己以外其他所有人都犯蠢写了100,那么获胜的数字也一定是小于33的,因而大部分学生交上来的数字都是小于33的。然而总有那么几个笨蛋写出来的数字是大于33的,做出了完全不可能赢的最差策略,甚至还有一些学生写的是100,不知他们是否是故意的。这也证明了有限理性是靠不住的,“经济人”也就更靠不住了。)

系统中每个角色的有限理性可能无法产出促进系统整体福利的决策。要想改变行为,首先要跳出你所在系统中固有的位置,抛弃当时观察到的有限的信息,力求看到系统整体的状况。从一个更广阔的视角来看,可以重构信息流、目标、激励或限制因素,从而使分割的、有限的、理性的行动累加起来,产生每个人都期盼的结果。尽管存在有限理性,只要系统的结构设计得很精致,仍然可以在合适的时间、合适的地点做出合适的反馈,维持着适当的功能。(AiurTemplar:在游戏界面设计甚至任何一门用户体验设计中这都是很必要的,重要的信息要及时、明确、明显地呈现给用户,就像离开读者书本就不再有意义一样,玩家也是整个游戏系统中的一部分,因而设计精致的系统能让玩家的反馈更加流畅,使游戏系统更加优秀。)

第五章:系统之危与机,系统的8大陷阱与对策

 我们把产生常见问题行为模式的系统结构称为“基模”(archetypes)。以下就是八种基模。

陷阱1:政策阻力:治标不治本

当系统中多个参与者有不同的目标,从而将系统存量往不同方向拉时,结果就是“政策阻力”。任何新政策,尤其是当它恰好管用时,都会让存量远离其他参与者的目标,因而会产生额外的抵抗,其结果是大家都不愿意看到的,但每个人都要付出相当的努力去维持它。一般来说,目标与实际状况之间的差异越大,行动的压力或强度就越大。当各个子系统的目标不同或不一致时,就会产生变革的阻力

如果某一个参与者占据了优势地位,使得系统存量朝一个方向运动,那么,其他一些参与者将会付出加倍的努力,把系统存量往相反方向拉。用第二章毒品的例子:吸毒者希望毒品供应充足,执法部门希望减少甚至杜绝毒品,贩毒组织希望毒品的供应既不会太多也不会太少,以保持价格和收入相对稳定;普通居民则想要社会治安稳定,减少吸毒者抢劫的风险,每一个参与者都尽力采取措施以实现自己的目标。有一天,执法部门切断了毒品走私的渠道,导致毒品供应量减少(新政策)。市面上毒品的价格暴涨,吸毒者不得不实施更多犯罪,已筹集到更多的钱去购买毒品。价格暴涨使得贩毒组织有了更多的利润,使他们用更大力度地加强毒品的走私。于是毒品的数量又增加了,而并没能达到杜绝,毒品组织活动依然猖獗,执法部门不得不付出更大的努力去镇压,吸毒者更加铤而走险,对普通百姓来说城市则变得更加危险。(AiurTemplar:宣布任何一种有很大受众的产品——尤其是有可能导致依赖性的产品,或刚性需求的物品——如毒品、酒精、烟草、色情产品、书籍、住房用地、生育权、嫖娼业、自由恋爱等为非法,都会导致这一系列类似的活动,这就是政策阻力基模。)

在一个具有政策阻力的系统中,任何一方增强的努力,将导致其他所有人的努力也得到加强,而且人人都不愿退后一步。政策阻力的结局可能是悲剧。

应对政策阻力的一种方式是努力压制它,但一旦有所放松则可能带来爆炸式的反弹(如独裁者需要极其强大的力量镇压百姓,而一旦被推翻必死无疑,罗马尼亚人口政策制定者、独裁者齐奥塞斯库政府倒台后,全家被处以死刑,新政府颁布的第一部法律就是废除对流产和避孕的禁令。俄国的尼古拉二世也是一个下场)。第二种方式是放弃、废止无效的政策,将资源和能量应用于增强和坚持更具建设性的目标。这是违反人们的直觉的,而事实上这很多时候是正确的做法,1933年美国终止了禁酒令,由此导致的混乱也基本停止了。(AiurTemplar:如果齐奥塞斯库早日放弃流产和避孕的禁令是否不会落得如此一个下场呢?他应该学一学中国的计划生育政策。)

应对政策阻力的最有效的方式是,设法将各个子系统的目标协调一致,通常是设立一个更大的总体目标,让所有参与者突破各自的有限理性。(AiurTemplar:如很多游戏中本来互相敌对的势力在面对更大的共同威胁时被迫联手。现实中历史上也有类似的例子。)然而有时候并不能在系统中找到一个和谐的总体目标,结果就是一方付出惨重代价的情况下消灭另一方,因而政策阻力的结局可能是悲剧。(AiurTemplar:然而在游戏中设置不可调和矛盾的两个阵营也是保证游戏生命周期的重要手段之一,很多大型多人战争网游——或者叫国战——都是如此的,因而这可以说是人为设置的“政策阻力”,这类游戏的问题是人们会厌烦于无尽的争斗,或者在一方占据压倒性优势的情况下游戏变成鬼服——这一点见陷阱5)

陷阱2:公地悲剧

当存在一种公共资源时,每个使用这都可以从这种资源的使用中直接获利,用得越多,收益也越大,但是过度使用的成本却须由所有人来分担。因此,资源的整体状况和单个参与者对资源的使用之间的反馈关联非常弱,结果导致资源的过度使用及耗竭,最终每个人都没有资源可用。(AiurTemplar:比如一个网络游戏如外挂,单人使用会在游戏中获得优势,然而对游戏环境造成的破坏以及消耗的巨大的服务器资源却需要所有人来承担,使用外挂的人越多游戏越糟糕,最终游戏环境被破坏殆尽所有人都离开游戏,或者运营商迫于服务器压力关闭服务器,所有人都没得玩。)

  • 对某个景色秀丽的国家公园来说,如果对游客的数量不加限制,将很快人满为患,自然的美景被破坏殆尽;
  • 使用不可再生的化石燃料对每个人来说都有直接的好处,尽管由此会增加二氧化碳排放,产生温室效应,引发全球气候变化,但人们仍一如既往;
  • 如果每个家庭想要几个孩子就要几个,却由整个社会负担所有儿童的教育、医疗保健和环境保护费用,那么新生儿的数量将很快超过社会能够负担的水平(正是这个例子使哈丁写了那篇著名的论文,提出了公地悲剧)。(AiurTemplar:比如八个男生住一个寝室,那也算是个公地悲剧,大概)

任何一个系统也离不开资源的使用者,他们有很强的增长动力,而增长速度不被系统的状况所影响。

对策:①对使用者进行教育和劝诫,让他们理解滥用资源的后果。同时,②也可以恢复或增强资源的状况及其使用之间的弱反馈链接,有两类做法:一是将资源私有化,让每个使用者都可以直接感受到对自己那一份资源滥用的后果;③而对于那些无法分割和私有化的资源,则要对所有使用者进行监管。(如交通需要用交通规则来限制个人滥用,空气污染要限制个人的排量。)管制系统必须使用强制监管与治安权,对不合作者进行惩罚。

陷阱3:目标侵蚀(AiurTemplar:破罐子破摔)

绩效标准手过去绩效的影响,尤其是当人们对过去的绩效评价偏负,也就是过于关注坏消息时,将启动一个恶心循环,使得目标和系统的绩效水平不断下滑。这就是目标侵蚀。

通常反馈回路中的主体会有一个绩效目标(AiurTemplar:如我要每天练10级,我要每天跑步30分钟),或期望的系统状态。如果系统的实际状态与目标或期望相比存在差距(AiurTemplar:比如今天我只练了6级,或只跑了10分钟就跑不动了),主体就会采取行动(AiurTemplar:比如今天我还要练4级,或今天还要跑20分钟),因此这是一个常见的调节回路。

但是在这些系统中,主体感知到的系统状态与系统的实际状态并不相同,一般而言主体对坏消息更加敏感,倾向于更加关注并相信坏消息,而非好消息,于是主体感知到的状况会比实际状况更为糟糕一些。在这个系统基模中还有一个重要特点:期望的系统状态会受到感知到的状态的影响,也就是说标准不是绝对的。也就是说,感知到的系统状态越差,期望就越低;期望越低,与现状的差距就越小,从而采取更少的修正行为;而修正行为越少,系统的状态也就越差。

对策:保持一个绝对的绩效标准,杜绝“破罐子破摔”。更好的状况是将绩效标准设定为过去的最佳水平,从而不断地提高自己的目标,并以此激励自己,追求更高的绩效。系统结构没有变化,但由于运转方向不同,便能成为一个良性循环,做得越来越好。

陷阱4:竞争升级(AiurTemplar:冤冤相报何时了,过犹不及)

当系统中的一个存量的状态,是取决于另外一个存量的状态,并试图超过对方时,就构成了一个增强回路,使得系统陷入竞争升级的陷阱,表现为军备竞赛、财富攀比、口水仗、声音或暴力升级等现象。由于竞争升级以指数级形式变化,它能以非常令人惊异的速度导致竞争激化。如果什么也不做,这一循环也不可能一直发展下去,最后的结果将是一方被击倒或两败俱伤。(AiurTemplar:所有的即时战略游戏对战基本都是竞争升级。)

就像其他系统陷阱一样,竞争升级也不一定就是一件坏事。如果大家竞相争夺的是一些符合人们预期的目标,就能加速整个系统的进步,但如果驱动的是恶性对抗、暴力、争吵、噪音或愤怒,就是一个很危险的陷阱了。竞争升级最常见而可怕的例子是军备竞赛、地区或种族之间不可调和的矛盾与冲突。竞争升级的另一个常见的例子是竞选中的负面宣传,价格战等等。即使竞争升级是朝着好的方向发展的,也可能有问题,因为他不容易停下来。

  • 比如医院普遍的竞争升级引入高级设备导致医疗保健成本大大增长;
  • 对道德品格的不断追求导致装腔作势或假仁假义的伪善;
  • 对艺术的追求导致建筑风格从精美的巴洛克发展到过分装饰的洛可可;对环境友好生活的不断追求可能发展成刻板、极端的清教徒主义。

对策:应对这一陷阱的最佳方式是避免陷入这一结构中。如果已经深陷其中,一方可以选择单方面让步,从而切断增强回路的运作;或者双方进行协商,引入一些调节回路,对竞争进行一些限制。(AiurTemplar:如禁止开发核武器,或两军对阵以武将单挑决胜负为主等等)

陷阱5:富者愈富:竞争排斥(马太效应)

如果在系统中,竞争中的赢家会持续地强化其进一步获胜的手段,这就形成了一个增强回路。如果这一回路不受限制地运转下去,赢家最终会通吃,输家则被消灭。

在这种情况下,弱者或败者永无翻身之日,若逼到活不下去的地步则会揭竿而起。

对策:多元化,即允许在竞争中落败的一方可以退出,开启另外一场新的博弈;反垄断法,即严格限制赢家所占有的最大份额比例;修正竞赛规则,限制最强的一些参与者的优势,或对处于劣势的参与者给予一些特别关照(AiurTemplar:如《拳皇》中濒死的一方可以无限制的使用必杀技),增强他们的竞争力(例如施舍、馈赠、赋税调节、转移支付等);对获胜者给予多样化的奖励,避免他们在下一轮竞争中争夺同一有限的资源,或产生偏差。

陷阱6:转嫁负担:上瘾

该系统的结构包括一个存量以及相关的流入量和流出量,同时这一存量由一个参与者进行调节,因而本质上是一个调节回路。当面对一个系统性问题时,如果选择并实施的干预措施导致系统原本的自我调节能力萎缩或受到侵蚀,就会引发一个破坏性的增强回路。系统自我调节能力越差,就需要越多的干预措施;而这会使得系统的自我调节变得更差,不得不更多的依赖外部干预者。

  • 例如,使用农药快速消灭了害虫,但也破坏了生态系统,将导致未来昆虫更大规模的爆发,而不得不需要更多的杀虫剂。
  • 再比如,上个世纪70年代世界石油危机爆发后,石油价格上涨,美国和苏联的第一反应都是试图控制石油价格,在这种情况下我们可以假装什么也没发生,继续使用石油,而这是能使资源枯竭的问题更加严重,当这一政策不再奏效时,就会爆发石油战争,或者去发现更多的石油,就像一个喝醉的人在屋子里到处搜寻试图再找到另外一瓶酒一样,我们也在到处污染海洋、侵入最后的未开发的处女地,只为寻找到另外一块大油田。

对策:应对这一陷阱最好的办法是提前预防,防止跌入陷阱。一定要意识到只是缓解症状或演示信号的政策或做法都不能真正地解决问题。因此要将关注点从短期的救济转移到长期的结构性重建上来。

秘诀在于,不要以英雄式的接管开始,而是从提出一系列问题开始,这些问题包括:

  • 为什么自然的纠正机制不奏效?
  • 如何移除影响成功的各种障碍?
  • 如何让推动成功的各种机制更为有效?

陷阱7:规避规则(上有政策,下有对策)

规避规则意味着采取一些迂回或变通措施,虽然在名义上遵守或不违反规则的条文要求,但在本质上规避了系统规则的原本意图。一旦失去控制,系统将会具有强大的破坏性。

  • 一些政府部门、大学和公司经常在财政年度末突击消费,产生一些无意义的支出,这是因为如果它们今年不把预算内的钱花完,明年有可能会被砍掉一些预算。
  • 在70年代,美国佛蒙特州出台了一项土地利用法案,被称为《250法案》,该法案对面积10英亩及一下的住宅开发设置了复杂的审批流程。现在,佛蒙特州有非常多仅比10英亩大一点儿的住宅项目。
  • 为了减少量是进口、扶植本地种粮农民,一些欧洲国家在20世纪60年代对饲料进口设置了限制,在制定进口限制措施的过程中,没有人想到木薯——一种富含淀粉的根状作物,也是一种很好的动物饲料。因此木薯并未被列入限制目录,所以进口商以前是从美国进口玉米,而自那之后变成了从亚洲进口木薯。
  • 按照《美国濒危物种法案》规定,禁止对濒危物种栖息地进行商业开发。于是一些土地拥有者在发现自己的土地上出现了濒危物种时,就有意对其进行猎杀或投毒,以便自己的土地可以被开发。

对策:设计或重新设计规则,从规避规则的行为中获得创造性反馈,使其发挥积极的作用,实现规则的本来目的。

陷阱8:目标错位

如果目标定义不当,不能测量应该被测量的东西,不能真实地反应系统的状态,那么系统就不可能产出期望的结果。系统行为对于反馈回路的目标特别敏感。如果目标定义不准确或不完整,即使系统忠实地执行了所有运作规则,其产出的结果却不一定是人们真正想要的。

  • 如果期望的系统状态是国家安全,并将其定义为军费开支数额,那么系统的行为就是军备竞赛。
  • AiurTemplar:如果对玩家能力排名衡量的是玩家在线时间,那么一直在线挂机什么都没参加过的玩家反而会成为最强的。如果对玩家能力排名衡量的是玩家的胜率,那么只参加过1场比赛并获胜的玩家胜率将会是100%。很多游戏会存在目标错位的现象,致使玩家利用一些匪夷所思的手段达成一些变态的成就,而那并不是游戏设计者所鼓励的游戏玩法。

如果你在某个地方发现“因为这是规则”而发生了一些愚蠢的事情,你就面临着追求错误目标的问题;如果你发现“因为有办法绕过规则”而发生了一些愚蠢的事情,你就面临着规避规则的问题。

  • 过去人们进行帆船比赛只是为了享受快乐,他们用自己已有的船只来进行比赛,这些船都有其日常的用途。但人们发现如果比赛船能在速度和机动性上基本一致的话,比赛会更有趣。于是规则改进了,人们根据长度、受风面积以及其他一些参数,将船只划分为不同等级,规定选手只能在同一级别上进行比赛。很快专门为比赛而设计的不同类别的帆船就出现了,这些船尽可能地提高了单位帆面积的推进速度,减轻了标准尺寸船舵的重量。这些船往往奇形怪状、很难操控,根本不是你想去海钓或周末出游时驾驶的那一类帆船。随着比赛变得更加严肃,规则也愈发苛刻,船只设计也更加怪异。现在,比赛的帆船都非常快速、高度灵活,但是几乎不适合于航海。他们需要专业的运动员和船员来管理。除了去比赛,没人会觉得那些美洲杯帆船赛上的赛艇有任何其他用处。围绕现有规则,那些船只被极度优化了,以至于失去了所有适应力。只要规则发生任何一点变化,它们都将变成一堆废物。

对策:恰当地设定目标及指标,以反映系统真正的福利。一定要特别小心,不要将努力与结果混淆,否则系统将只产出特定的努力,而不是你期望的结果。

第三部分我不打算做笔记了,一方面是因为因为第三部分讲的是是改变系统,因而只有在真正的尝试修改系统的时候,才能理解到这些内容的意义。另一方面是因为,改变系统这部分并不内容并不是万能灵药,因为系统是极其复杂的,因而第三部分提出的一些观点仅仅能做抛砖引玉之用,正所谓师傅领进门,修行在个人,系统是很复杂的,改变系统是一门很艺术的活,就算良方在握,究竟应该使用哪一个来解决并没有现成的解决方法,要靠悟性。第三个原因是因为,游戏系统往往并没有那么复杂,如果能真正的掌握了第二部分的八大系统陷阱,就已经能够设计出很多不错的系统了,因而我没打算特别的深入学习这本书,只是浅尝辄止。这篇笔记从开始写直到现在写完用了半个月的时间,也是我没想到的,过年太忙了。

发布者:Templar Aiur

85后,一个做《星际争霸II》MOD起家的策划,一直在追寻牛逼的道路上徘徊