什麼是系統動力學？6個步驟教你拆解複雜問題

系統動力學（System Dynamics, SD） 是一門研究複雜系統隨時間變化的學科，最初由麻省理工學院（MIT）的 Jay Forrester 教授於 1950 年代創立。

目的是將日常中的複雜難題，拆解成由「點-線-面」所組成的抽象系統。

而這種思考架構會跟我們平時的思考模式很不一樣，很難透過無師自通學會。因為我們平時思考問題時，是透過簡單的「因果關係」—— 你看到個現象，做出直覺反應，有點像是頭痛醫頭，腳痛醫腳。

例如：

• 電腦壞了，就買台新電腦
• 銷售額下滑，就打新廣告
• 利潤下滑，就裁員

推理鏈就到這裡結束，沒了。

是採取暴力、表面的解決方式。就很像是老師ㄧ看到學生成績不好，第一直覺就是學生偷懶了，不好好讀書，於是就告訴家長或是體罰學生一樣。但有時候，這種表面的解，並不一定對應到問題的「真因」。

例如，學生可能單純天份不夠、或有注意力缺乏症，又或是老師自己沒研究透課題，考試選題選錯……

那系統動力學是在做什麼呢？

系統動力學是在用「全局的視角」看待這件事，找出所有相關的要素，和他們之間互動的結構關係。這就不是看當下的問題了，而是看整個系統，或說是站到了「制定規則」的層面去理解。

為的就是，能夠從一堆密密麻麻的複雜關係中，尋找隱藏在現象背後的「結構」。

為什麼我們需要系統動力學？

因為我們人有「基本歸因錯誤的思維定勢」。

基本歸因錯誤是指，我們在觀察他人行為或某個問題時，大腦為了節省能量，會產生一種傾向：

• 忽略「外因」： 忽略了這個人所處的環境、制度、結構或壓力。
• 過度歸因於「內因」： 認為是這個人的個性、態度、懶惰或能力有問題。

例如： 員工表現不好 → 「他一定是不長進、懶惰」（基本歸因錯誤）。

但如果我們切換成系統動力學的視角 → 「可能是公司的獎懲機制設計錯誤，或是存在滯後效應，讓他努力後看不到回饋而放棄。」

就是當同樣的問題在不同人身上反覆發生時（每個接手的業務員業績都下滑、每個住進這棟樓的人都心情抑鬱），那就不再是「人」的問題，而是「系統結構」的問題。

而系統動力學，就是放下對個人的偏見，轉身去看背後那隻「看不見的手」。

想像你在玩一場設計得很爛的遊戲，不管換誰來玩，最後都會輸。這時候，罵玩家是沒用的，你得學會改遊戲規則。

系統動力學，就是那份改寫遊戲規則的說明書。

系統元素：要素、因果連接以及迴路

系統動力學，是描述系統間的交互關係。

在這語境裡，「系統」是什麼意思呢？

系統是由三個因素所構成：「要素」、「因果連接」以及「迴路」。

要素

要素就是「點」。

例如「肚子餓」是一個要素，「吃飯」是另一個要素。

其中，要素又區分成兩種屬性：

• 存量（Stocks）： 代表系統在某一時刻的狀態或累積量（例如：水缸裡的水、銀行存款、人口數量、公司的名聲）。
• 流量（Flows）： 代表存量的變化率，決定了存量增加或減少的速度（例如：注水的速度、提款的金額、出生與死亡率）。

因果連接

因果連接關係就是「線」。

你肚子餓了，就會想吃東西，以符號表示為：「肚子餓 → 吃東西」。是先肚子餓了，才去吃東西，因此，肚子餓是因，吃東西是果。

迴路

那「面」是什麼呢？

面是「迴路」。

所謂的迴路，是整條鏈閉環的。例如剛剛的「肚子餓 → 吃東西」是線的連結，而吃完東西，會減緩肚子餓，因此因果關係也可以表示為「吃東西 → 肚子餓」。兩條線串起來就是個首尾相連的閉環「肚子餓 → 吃東西 → 肚子餓」。

並且根據正向、負向關係，迴路又可以分為「增強迴路」和「調節迴路」。

增強迴路：自我增強，導致指數級增長或崩潰。

增強迴路是正向循環(+)，一路開綠燈。果加強因，因又反過來加強果。像是飛輪效應就是增強迴路的一種。

例如：

• 人口 (+) → 出生數 (+) → 未來人口再 ↑
• 資產 (+) → 利息收益 (+) → 可再投入本金 (+) → 資產更快 ↑
• 病毒感染者 (+) → 接觸到的健康人數 (+) → 新感染者 ↑，呈倍數擴散。

又或是其中參雜(-)，但 (-) x (-) = (+)。

例如：

• 生產規模 ↑ (-)→ 單位成本 ↓（第一個負號：規模越大，平均成本越低）
• 單位成本 ↓ (+)→ 商品價格 ↓（正號：成本低，價格就跟著低）
• 商品價格 ↓ (-)→ 客戶數量 ↑（第二個負號：價格越低，客戶買得越多）
• 客戶數量 ↑ (+)→ 生產規模 ↑（正號：人越多，規模就越大）

雖然裡面有「成本下降」和「價格下降」這兩個負向變動，但繞完一圈回來，反而加強了最初的「規模」，讓飛輪越轉越快。

調節迴路：自我調節，使系統趨於穩定或目標。

調節迴路中存在煞車(單數的 – )，例如因加強果，但果會減弱因。

例如：

• 血糖 (+) → 胰島素分泌 (-) → 血糖↓。血糖越高，胰島素就分泌越多，而胰島素分泌的越多，血糖就下降越快
• 肚子餓 (+) → 吃東西 (-) → 肚子餓↓。肚子越餓越想吃東西，而吃了東西，就會減緩肚子餓

複雜系統是由多個簡單系統構成

系統動力學，之所以稱作系統間的交互關係。就是因為一個複雜系統，是由多個簡單系統交互而成的。

比方說，減肥的因果關係很簡單，為「少吃多運動 → 減肥」

而減肥的增強迴路為：「少吃多運動 (+)→ 減肥 (+) → 有人誇你變好看了，桃花源更好了 (+)→ 更加自律的少吃多運動」

照理來說，你只要聽話照做，維持著這增強迴路，就能按照計劃減重了。

但是減肥可不是容易的事，根據〈Probability of an Obese Person Attaining Normal Body Weight: Cohort Study Using Electronic Health Records〉，英國倫敦大學對超過30萬名肥胖者做跟蹤調查，發現不經過手術就恢復到正常體重的機率，只有 1/200。

那為什麼會這樣呢？不是只要少吃多運動就能減肥嗎？

因為還有調節迴路在扯後腿。

要知道，減肥違背了生物節能的本能。不僅要克制自己對能量的渴望，要少吃。還要邁開腳步大力動，拉高自己的能耗。

因此，減肥的調節迴路為：「少吃多運動 (+)→ 體重下降 (+)→ 飢餓感增強／基礎代謝降低 (–)→ 少吃多運動」

此外，在減肥的過程中，還有另一個因素在起作用：「滯後效應」。

滯後效應是指，你反應的當下，結果還沒那麼快出來，不是及時的，而是會等一段時間。例如你在洗澡轉熱水時，總是得邊轉邊停，感覺有點熱了，調冷一點，等10秒，又有點冷了，再調熱點，再等10秒，現在水溫剛好，不調了。

那對減肥來說，是長期的抗爭，不是你今天少吃兩餐，或是多跑5公里，晚上量體重就能見效的。多半500公克都減不了，那你就會覺得跟辛苦不成正比，不值得繼續投入。

所以對於減肥來說，雖然它是個簡單邏輯，少吃多運動就好。

但你得看到他背後的系統 —— 不管是增強迴路的被人誇更好看了，或是調節迴路的人的惰性本能，又或是滯後效應的減肥成效看不到 —— 你才能找出影響的關鍵點是什麼，來對症下藥。

因果環圖

好，那要怎麼看透整個系統呢？

那就是畫出因果環圖 (Causal Loop Diagram, CLD)。

只有6個步驟：

1. 找到核心要素
2. 找到關鍵因果鏈
3. 找出增強回路
4. 找出調節迴路
5. 找到滯後效應
6. 找到槓桿點

接下來，我會用一個例子展示。

系統動力學家，丹尼斯・舍伍德（Dennis Sherwood）在暢銷書《系統思考》裡講述了這麼一個故事。

18世紀中葉，一個歐洲小國，土地肥沃，國民富強。

然而國王想做件大事 —— 讓經濟更加繁榮，使他能後世留名。

假設，你就是那位國王，有滿腔的抱負，你招來了國內的大臣們，一起開會，討論出了 4 個提議：

1. 向鄰國發動戰爭，以戰養戰
2. 請亞當斯密來嘗試他的經濟理論
3. 引領一種喝早茶，下午茶的習慣
4. 給多生孩子的家庭，提供補助

這 4 個選項聽起來都不錯，但你要怎麼選呢？

都各有利弊。

1.戰爭可以掠奪短期財富，但也可能讓青壯年大幅減少，經濟一蹶不振。

2.亞當斯密很有名，但另一位經濟學者約翰勞剛剛摧毀了法國的經濟。

3.茶文化不太靠普，奢侈風氣會亡國。

最後，你選擇了4.補貼生育。

直覺的看，財富是由人創造的，生育越積極，人數越多，經濟越繁榮。

但 20 年過後，你猜怎樣?

國家並沒有迎來預想中的經濟繁榮。

你很苦惱。到底為什麼會跟預想中不一樣呢?

與此同時，一個與印度群島貿易的小海港，經濟卻高度發展。你很好奇他們是怎麼做到的，跑去視察，市長卻給你端來了一杯茶……

看起來合乎邏輯的”補貼生育”沒有效果；而奢侈亡國的”茶文化”，卻帶來了高度經濟繁榮。

有違常理。

那這複雜系統，該怎麼拆解分析呢?

在這案例中，你的目標是「讓國家更加繁榮」。

第一步：定義核心要素

首先，寫下與你問題相關的關鍵要素。

• 原則： 使用「名詞」，且這些變數必須是可以增加或減少的量（例如：客戶人數、壓力程度、咖啡因濃度）。
• 不要用「增加人口」這種帶有方向的詞，直接寫「人口」即可。

“經濟繁榮”程度和”城市人口”數量，是你最在乎的事情。你可以想像成這是你的KPI，是衡量你是否是偉大國王的指標。

但是，還有哪些要素是與之相關的呢?

• 「城市移民」與「經濟繁榮」相關
• 「城市人口」與「出生人數」、「死亡人數」相關
• 「出生死亡」又與「出生率」、「死亡率」相關。
• 「城市人口」還與之伴生「過度擁擠」、「疾病蔓延」等問題。

所以，城市人口、經濟繁榮、出生人數、死亡人數、出生率、死亡率、城市移民、過度擁擠、疾病蔓延，這些因素都是你應該關心的變量。

第二步：找到關鍵因果鏈

找出變數之間的影響關係，並用箭頭連接。箭頭從「原因」指向「結果」。

同時在箭頭旁邊標註 + 或 -，這代表變數之間如何相互影響：

• 正向連結 ( + )： 兩者變動方向相同。原因增加，結果也跟著增加；原因減少，結果也跟著減少。（例如：運動量 (+) → 體力）
• 負向連結 ( – )： 兩者變動方向相反。原因增加，結果反而減少。（例如：運動量 (-) → 體脂肪）

串起來的這條線就叫做因果鏈。

• 出生人數，會帶來城市人口增加，連起來；
• 死亡人數，會帶來城市人口減少，連起來
• 經濟繁榮，帶來城市移民增加，連起來；
• 城市人口，帶來生活空間減少，接著又導致疾病蔓延，連起來。

這些關係梳理清楚後，得到下面這張圖。

第三步，找出增強回路

現在問題來了，什麼是經濟繁榮的關鍵呢?

原本空泛的問題，在你畫完因果鏈後，就找到關鍵節點了。

結論是：城市人口。

當城市人口增加，更多人創造財富，促進經濟繁榮。同樣的，經濟繁榮，帶來城市移民。城市移民，又再增加城市人口，再創造財富。

這種因增強果，果增強因的循環，就是增強回路。

在上面例子中，也正是因為你看到了，這條增強回路中”城市人口”的關鍵作用，你才會選擇”補貼生育”的方案。

第四步，找出調節回路

既然有變量能增加城市人口，同樣也會有變量，抑制城市人口。

通過觀察因果鏈，你可以得出結論：疾病蔓延。

城市人口不斷增加，導致過度擁擠。過度擁擠導致疾病蔓延。疾病蔓延導致降低出生率，增加死亡率，減少城市人口。

這種因增強果，果抑制因的循環，就是調節回路。

當你採用了補貼生育來刺激人口發展，但過度擁擠的環境導致了疾病蔓延。

疾病蔓延這個因素抑制了人口的發展，因為忽視”疾病蔓延”帶來的調節回路，白白浪費了這 20 年的努力。

但是這麼漫長的時間，為什麼你中間都沒察覺，做出相應對策呢? 

第五步，找出滯後效應

• 孩子出生，20年後才能生孩子，這是滯後。
• 新增人口，幾十年後才會死亡，這也是滯後。
• 擁擠的加重，疾病的蔓延，都有滯後效應

因果之間，相差幾十年，等到果時，往往為時已晚，才發現當時做出錯誤的決定。

這下你明白了，提出生育補貼，而忽略疾病蔓延的弊端了。

第六步，找出槓桿點

但為什麼”茶文化”這個聽起來不靠譜的方案，卻能帶給海港經濟繁榮呢?

因為在18世紀時，還沒有”公眾衛生”概念，排污系統也很落後，一般市民喝的水很髒。

而喝茶有個關鍵步驟 —— 得先把水加熱燒開，這樣才能把茶泡開。

而水燒開這個步驟，殺死了水中傳播病菌的微生物。同時，茶的成分單寧酸有殺菌作用。這就讓茶扮演了抑制”疾病蔓延”的作用，使得出生率高於死亡率，導致繁榮。

從系統的角度看，茶文化並不是直接帶來經濟繁榮，它只是無意間改變了系統變量「疾病蔓延」，然後帶來了繁榮。

這是真實故事，這個小國就是 18 世紀的大不列顛帝國，現在的英國。

你會發現，原本錯綜複雜的系統，只要先把要素獨立出來，再根據聯繫關係勾勒因果線，你就能脫離見樹不見林，改以全局視角，一眼看出成敗關鍵。