Project Organization – System Theory

这篇文章我本想作为Project Organization这门课第一个Lecture的学习笔记,但是从不到一半开始我就已经云里雾里了,或许是因为System Theory本身非常抽象,而且又有一部分属于科学哲学范畴,我觉得很难懂。于是这篇文章逐渐变成了一篇PPT翻译,因为除了翻译,我实在不知道还能做些什么,不管怎样,完事开头难,迈出第一步,就向前前进了一大步。

System Definition

本文所提到的“System”定义为对象(Object)和关系(Relationship)所组成的整体,其中的关系包括对象、属性(Attribute)以及与环境(Environment)之间的关系。

对象(Object)

对象就是系统中的组成元素(Element),包括两方面的理解。一方面是组成系统的一部分(Part),另一方面是由“Part”所执行的基本功能,比如过程(Process)

关系(Relationship)

关系的概念很广,包括心智(Mental), 物理(Physical),社会(Social), 信息流(Informational)等方面。从另一个角度看关系这个概念,“关系”还可分为共生(Symbiotic, 不可缺少)关系、协作(Synergistic, 提高效果)关系以及冗余(Redundant, 增加可靠性)关系。

属性(Attribute)

属性是用来描述对象或关系的。属性分为两类,定义(Defining)属性和伴随(Accompanying)属性。前者是必要的,缺少则无法准确定义对象或关系,后者的存在与否则不会影响到对对象或关系的识别、确认或定义。

环境(Environment)

环境是指系统以外的部分,包括不在系统完全控制之下,并且在某种程度上可以对系统产生影响的对象或关系。环境不是同构实体(Homogenous Entity), 对于环境的研究,重点在于复杂性(Complexity), 相关性(Relevance)和变化性(Dynamics),系统对环境也会产生影响。在研究环境的时候,我们会遇到系统边界(System Boundary)的问题,我们研究系统就可以改变系统的表现(Studying a system will influence it’s behavior)。

系统边界(System Boundary)

直观来讲,如果我们画一条线,将选定的一部分对象以及关系闭合环绕起来,并且这些对象和关系与闭合线外面其它对象和关系之间的联系较少,我们可以将这条线视为系统边界。当然,这只是一种直观的说法。系统边界的界定因情况而已,通常会因研究范围以及目标而不同;系统边界的界定还依赖于研究者本身,出发点或研究方面不同,系统边界也可以不同;最后是依赖于研究时的细分粒度(Resolution Level)。

影响系统边界的重要因素如下:

  • 对事实的感知态度(Perception of reality):实证(Positivistic),构建(Constructivistic)
  • 自组织(Autopoietic)
  • 依赖性(Dependency)和干系人(Stakeholder)
  • Placement (?)
  • 微观结构(Micro Structure)
  • 透明度(Transparency)
  • 渗透性(Permeability)
  • 影响(Influence)与交互(Interaction)的程度(Degree)
  • 不对称性(Assymmetry): 从没有(None)到严重失衡(Heavily Biased)
  • 动态性(Dynamics): 从温和(Placid)到剧烈(Chaotic)

系统特性(System Properties)

  • 相互关系与相互依赖(Interrelationship & interdependence):系统构成的基本特性;一个系统通常是由其他系统构成(be made up)的;我们总可以找到组成(Comprise)我们系统的其他系统;我们说当低层次(Lower-level)的系统组成高层次(Higher-level)系统时,系统组成是树状结构的;并不是所以的系统都可以分解(Decompose)为独立或几乎独立的子系统的。
  • 整体性(Holism):我们需要从一个整体的角度看待系统,而非只是相互独立的部分或关系。研究系统时需要注意:整体>各个部分以及关系的总和;从综合(Synthesis)与分析(Analysis)两方面对系统进行研究;子系统之间具有相关性(Co-variation);系统边界以及特性是什么;最后是需要学科交叉的方法(Interdisciplinary Approaches)。
  • 开放性(Openness):系统与外界环境交互的输入(Input)与输出(Output)关系;系统与环境之间的依赖(Dependency)关系;系统边界;开放程度(Extent);系统自我保护(Self-protection)的需要;封闭(Closure)的危害。
  • 复杂度(Complexity):以对象数、关系数、属性数、内部组织(Internal Organization)数为变量的复杂度函数(Function);系统的层次关系(Hierarchy);复杂性以及区别(Differentiation);多样性(Requisite variety)。老师在此处讲了Bouldings Classification,这是由一位叫做Kenneth Boulding的学者对系统进行的分类。Boulding的分类将自然界分为9个层次,很抽象,很哲学,我还不是很理解,也不好多说,可参考System Engineering: a 21st century systems methodology这本书Page 9~10,有比较详细的解释。
  • 目标探索的行为(Goal seeking behavior):系统是有内在(Built-in)目标的;系统是有某种管理机制(Governance Mechanism)来控制过程(Process)和维护平衡性(Equilibrium).
  • 反馈与规则(Feedback and regulation):规则是预定义(Pre-programmed)的;反馈包括积极(Positive)反馈与消极(Negative)反馈/自发调节(Homeostasis) 两种形式;
  • 熵(Entropy):熵指的是体系的混乱程度。在科学哲学的范畴里,熵的增加意味着有效能量的减少。所有的封闭系统都会衰退(Decay);开放的系统则有可能抵抗熵的增加(Combat Entropy);抵抗熵的增加需要消耗能量,这种能量必须引入(Import)系统中来;并不是所有形式的能量都适用于抵抗熵的增加;抵抗熵(Fight Entropy)并不意味着维持现状;建立新的秩序需要消耗能量。
  • 独特性(Uniqueness):任何系统都包括一些独特的元素;任何系统都包括一些已知的元素;已知的元素必须适应新的系统;The system will at least have processes with equi or multi final properties;The causality assumption is put under fire;Emergent behavior。
  • 动态性(Dynamics):复杂性导致变化;环境因素导致变化;动态与静态的平衡;自我平衡(Homeostatic equilibrium)与系统变革(System Revolution);Far from equilibrium systems;The need for requisite variation;

写到这里,虽然仍然迷迷糊糊,但是对于System Theory算是有了一个初步的了解,估计对于这门课来说应该差不多了,对于那些“哲学”,慢慢理解,急不得。

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