Азбука системного мышления

изучить отдельные составляющие петель обратной связи.

Если вы часто пьете кофе, то вам знакомо такое поведение: когда человек ощущает упадок сил, он наливает себе чашечку крепкого черного кофе, чтобы взбодриться. Любитель кофе ориентируется на желаемое количество энергии для работы — это желаемая величина запаса. Задача такой системы доставки/потребления кофеина — поддерживать текущий запас энергии на желаемом уровне или близко к нему. Разность между текущим и желаемым

Рис. 9. Запасы энергии в организме любителя кофе

уровнем энергии и заставляет вас действовать, чтобы принять очередную порции кофеина. (Кроме того, у вас могут быть и другие причины, чтобы пить кофе: может, вам просто нравится его вкус или доставляет удовольствие выпить кофейку в хорошей компании.)

Обратите внимание: все подписи на рис. 9, как и на других потоковых диаграммах в этой книге, не содержат в себе оценки «больше/меньше». «Запас энергии в организме» — это именно сама величина запаса, а не утверждение, что «энергии слишком мало». «Принятие кофе» не означает «выпить больше кофе». Подписи сформулированы именно так потому, что многие циклы обратной связи способны работать в обоих направлениях. В нашем примере с любителем кофе петля обратной связи может скорректировать как недостаточное потребление кофеина, так и избыточное. Если вы выпьете слишком много кофе, то ощутите переизбыток сил, они будут так и распирать вас, поэтому прием кофеина захочется на некоторое время прекратить. Избыток энергии тоже создает разницу между текущим и желаемым запасом энергии (ощущение «перебора»), поэтому вы воздержитесь от употребления кофе до тех пор, пока уровень энергии не уменьшится. Диаграмма показывает, что петля обратной связи может изменять уровень энергии в любую сторону — как увеличения, так и уменьшения.

Можно было бы показать входной поток энергии проистекающим из символа «облака», но вместо этого лучше чуть-чуть усложнить диаграмму. Помните, все системные диаграммы — это упрощенные представления реального мира. Мы сами выбираем масштабы этого упрощения. В данном случае лучше указать еще один запас — то количество энергии, что запасено в организме и может быть активировано с помощью кофеина. Это нужно для того, чтобы показать, что система — это не только петля обратной связи. Как известно всем любителям кофе, действие кофеина непродолжительно. Образно говоря, кофе может заставить мотор крутиться быстрее, но при этом запас топлива в баке не увеличивается. Довольно быстро стимулирующее действие кофе ослабевает, и организм в результате испытывает еще больший дефицит энергии, чем до принятия кофеина. Появившаяся вновь разница между желаемым и имеющимся уровнем энергии заставит вас опять отправиться за кофейником. (Можете также посмотреть на систему, описывающую наркотическую зависимость, — она приводится дальше в этой книге.) Будет гораздо лучше, если вместо очередной чашки кофе вы прибегнете к какому- нибудь другому способу обрести энергию, более действенному и полезному для здоровья: пойдете поесть, отправитесь прогуляться, как следует выспитесь...

Петли обратной связи, стабилизирующие запас на ка-ком-то уровне, позволяющие его регулировать и достигать желаемого значения, называются балансирующими циклами обратной связи. Внутри такого цикла на диаграмме ставится буква «Б». Балансирующие циклы стремятся к достижению какого-то значения, к стабилизации. Каждый такой цикл старается удержать запас на каком-то уровне или в каких-то пределах. Балансирующий цикл противодействует любому внешнему воздействию на систему. Если запас слишком велик, балансирующий цикл постарается уменьшить его. Если запас слишком мал, балансирующий цикл будет стремиться увеличить его.

А вот еще один пример, в котором присутствует кофе, — только на этот раз речь пойдет не о принятии решения человеком, а о действии законов физики. Горячая кружка кофе постепенно остывает до комнатной температуры. Скорость остывания зависит от разности между температурой кофе и комнатной температурой. Чем больше разность, тем выше скорость остывания. Петля обратной связи работает и в другом направлении: если вы приготовите кофе со льдом в жаркий день, он будет нагреваться, пока его температура не сравняется с комнатной. Цель этой системы — привести к нулю разность между температурой кофе и температурой в помещении, и неважно, какой знак имеет эта разность.

Рис. 10. Остывание (слева) и нагревание (справа) кружки с кофе

На рис. 11 показано, как меняется температура во времени, если кофе той или иной температуры приготовили, налили в кружку, но не стали пить. В примере рассматривается и горячий (даже почти кипящий) кофе, и кофе со льдом. Видно, как все кривые стремятся к одной и той же итоговой температуре — это и есть результат работы балансирующего цикла. Каким бы ни было начальное значение запаса в системе (в данном случае температура кофе), больше ли оно желаемого или меньше (выше или ниже температура, чем комнатная), балансирующий цикл обратной

Рис. 11. Приближение температуры кофе к комнатной температуре

связи приведет его к желаемому уровню. Скорость изменений в начале процесса выше, и она становится тем меньше, чем меньше разность между текущим и желаемым значением запаса.

Балансирующие циклы обратной связи служат выравнивающими структурами в системе, позволяют достичь желаемого значения, выполняют функции одновременно источника стабильности и противодействия изменениям.

Такой тип поведения — постепенное приближение к цели, определенной системой, — демонстрируется и во многих других случаях: радиоактивный распад, самонаведение ракет и снарядов, обесценивание активов, регулирование уровня воды в водохранилище, колебания уровня сахара в крови, торможение машины на запрещающий сигнал светофора... Вы сами можете придумать массу примеров. В мире присутствует огромное количество систем с балансирующими циклами обратной связи, которые стремятся достичь каких-то конкретных значений.

Присутствие в системе механизма обратной связи совсем не обязательно означает, что это механизм работает эффективно. Механизмы обратных связей могут быть недостаточно сильны для того, чтобы привести запас к желаемому уровню. Обратные связи — взаимные влияния, информационные составляющие системы — могут давать сбой по самым разным причинам. Информация может поступать слишком поздно или не туда, куда нужно. Она может быть неверно понята, может оказаться неполной, ее могут интерпретировать неправильно. Меры, принимаемые на основе этой информации, могут оказаться недостаточными и запоздалыми. Они могут ограничиваться имеющимися ресурсами или просто быть неэффективными. Вполне может статься, что цель цикла обратной связи — конкретное значение запаса — вообще никогда не будет

достигнута. Но в том, что касается кружки с кофе, можете быть уверены: сс температура в кииде концов сравняется с комнатной.

Петли, приводящие к выходу за пределы: усиливающий цикл обратной связи

Мне бы нужно отдохнуть, чтобы восстановить ясность мышления; но чтобы отдохнуть, нужно