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反馈回路:怎样操控复杂系统

·318 words·2 mins
一幅高度风格化的复杂控制面板,上面布满了无数闪烁的按钮和密集的线路。画面中央有几条关键的反馈回路被清晰地突出显示,它们在输入和输出之间形成可视化的、相互连接的路径。一只手正伸向其中一个关键回路进行调整,象征着对复杂系统的掌控。

复杂系统看上去都非常……复杂。你眼前就像摆着一块有上千个按钮的控制面板,你根本不知道它们都是干什么用的,甚至都不知道自己该往哪儿看。

大多数人一生中只为面板上的一两个按钮服务,很少考虑整个系统是如何运行的。当领导告诉你,你的工作至关重要、绝不能有丝毫马虎时,你连连称是,心想:连我这份工作都如此重要,那些掌控全局的人,恐怕都是神人吧?

他们并非神人。事实上,这个系统并没有想象中那么难以理解。本文将带你迅速抓住一个系统的本质。

核心在于,任何一个复杂系统——无论它是一个公司、一座核电站,乃至一个国家——其中真正起决定性作用的因果关系,通常都只有那么几条。

抓住这几条,你就能理解它、操控它、预测它的命运。

这些关键的因果关系,我们称之为“反馈回路(feedback loop)”。

什么是反馈回路? #

什么是反馈回路?

无论你面对的是一个大型系统,还是试图理解其中某个子系统,都不要将其视为一台静止的机器。你应当把它想象成一个拥有“输入”、“输出”的“活”的有机体。以一家工厂为例,它输入原材料,输出产品。但原材料是用钱购买的,产品又会出售变现,因此,这家工厂本质上输入的是钱,输出的也是钱。输入与输出之间的差价,即系统最终留下的部分,就是它赚到的钱。理解起来是不是很简单?

接着,从输入到输出,会经过一连串的因果关系:A 导致 B,B 导致 C……行为由此产生后果,并向外传导。

所谓反馈回路,就是因果关系绕了一个圈,又回到了起点:A 导致 B,B 导致 C,C 又反过来作用于 A,形成一个闭环。

例如,你将产品(输出)降价,销量便会增加;销量增加,单位固定成本(输入)就会被摊薄;成本摊薄,你便能进一步降低产品价格。这就是一个“正反馈(positive feedback)”回路,意味着反馈会加强你最初的动作,从而放大整体的变化。

生活中有很多正反馈现象:

一个孩子表现好,得到鼓励 → 鼓励提高信心 → 信心又让他表现得更好。股价越涨,越多人买 → 越多人买,股价越涨。

但请注意,正反馈的含义并不一定等同于“正向增长”。股市暴跌也是一种正反馈:恐慌引发抛售,抛售又制造更大的恐慌——这实际上是在放大“恐慌”这种情绪。正反馈是一种放大的力量,无论放大的是积极还是消极的事物。

真正的“负反馈(negative feedback)”,指的是反馈会将最初的动作拉向相反方向。例如你家的空调,室温一旦高于设定值,它便启动制冷;当温度降回设定值附近时,它就停止。最初的作用是制冷,反馈回来的动作是停止制冷。负反馈是一种纠正偏差、寻求平衡的力量。

由于“正”“负”这两个字很容易让人联想到好坏之分,系统动力学家便索性为它们更名:正反馈被称为“强化回路(reinforcing loop)”,负反馈则被称为“平衡回路(balancing loop)”[1]。

强化回路带来增长——无论是好的增长还是坏的增长:复利、病毒传播、债务滚雪球等皆属此类。平衡回路则带来稳定:恒温器、超市补货、家庭预算控制、身体体温调节等都是典型例子。

中国人常说“天之道,损有余而补不足”——这其实就是平衡回路。“人之道,损不足以奉有余”——这就是强化回路。《圣经·马太福音》中有一句话:“凡有的,还要加给他,叫他有余”,表达的是相同的道理,以至于如今我们一提到正反馈机制,便会联想到“马太效应”。

强化回路与平衡回路,是理解和控制系统的两大关键。想要良好地控制一个系统,你只需抓住这两个核心:若想使其增长,就必须启动其强化回路;若想使其稳定,就必须建立负反馈(平衡回路)。

反馈回路的实际应用 #

反馈回路的实际应用

反馈回路能让我们理解很多事情。

例如,为什么减肥如此困难?因为你的身体内置了一条平衡回路,它努力保卫着你当前的体重:你一旦减少摄入,它就会降低消耗、放大食欲,千方百计地弥补热量缺口 [2]。你不是在与脂肪作战,而是在与负反馈作战。

那么,最初是如何变胖的呢?通常存在一条常见的强化回路:吃得多,脂肪增加 → 身体越沉重,活动越费力 → 于是人越少动 → 越少动,热量盈余越大,脂肪便继续增加。到这一步,脂肪已不只是变胖的结果,它还成了下一轮变胖的原因。

如果你不想让某些事情失控,就必须将正反馈转换为负反馈。例如吵架,一句重话会招来一句更重的话,冲突就会自我放大,后果不堪设想。因此,有经验的夫妻会建立机制,让冲突升级的信号自动触发“降温”动作:只要有人提高音量,双方就暂停;情绪越高涨,反而越少说话。

一个更复杂的情况是,局面由不止一条反馈回路控制。例如,如果你们公司项目进度落后,老板要求全员加班,进度得以追回。“进度慢 → 加班 → 进度跟上”,这是一条很有效的平衡回路,但它属于一条“快”回路。然而,改善进度还存在一条“慢”回路:

“进度慢 → 改进流程、培训员工、推进自动化 → 进度加快”,这才是更根本的解决方案!如果加班不断占用原本用于复盘、培训和流程改进的资源,“快”回路就会挤压“慢”回路。

2001 年,麻省理工学院斯隆管理学院的两位管理学家尼尔森·雷彭宁(Nelson Repenning)和约翰·斯特曼(John Sterman)研究企业的流程改进,就发现一个普遍的陷阱:压力越大,“更努力地工作”这条“快”回路,就越是挤压“更聪明地工作”这条“慢”回路 [3]。

这样的组织会变得越来越不“聪明”,于是它们会暴露出越来越多的问题,四处“着火”。结果,它们会越来越依赖于“救火”,相当于进入了一个恶性正反馈循环,最终公司就会变成一片只能靠救火勉力维持的森林。

同样道理,情绪化减肥也是“快”回路挤压“慢”回路的体现。今天重一斤就绝食,明天轻半斤就奖励自己;每天都在纠正数字,却没有建立长期的饮食和运动习惯……结果是“快”回路越忙碌,‘慢’回路就越难以启动并发挥作用。

这才是真正的大局观。有了反馈回路视角,你便能完成两件大事。

闭环控制:系统调控的关键 #

闭环控制:系统调控的关键

你便能完成的第二件大事便是“闭环控制(closed-loop control)”[4]。

其原理非常简单。设想给你一把你从未用过的枪,让你瞄准一百米外的靶子。你不懂弹道学,不知道风速风向,这把枪的准星说不定还是歪的。你该怎么办?答案是:你先打一枪。

打完之后观察弹着点:如果偏左,你下一枪就往右瞄一点;如果偏上,你就往下压一点。每次进行微调,几枪之内你就能命中靶心。你便利用一个平衡回路找准了靶心。你不需要任何细节知识,你只需要有效的反馈。

其实治国亦是如此,比如中国的改革开放。一个大国如何转型发展市场经济,前人并无经验可循。邓小平的智慧就在于运用闭环控制,通过“打一枪、看反馈”的方式摸索前进。今天出台一项政策,明天设立一个特区,后天开放股市。如果效果良好,便继续推进;如果效果不佳,则及时调整。这就如同开车一样,只要能得到有效的反馈,你就可以收放自如地掌控方向盘,而不必执着于经济学原理的所有细节。

老子说“治大国若烹小鲜”,也有异曲同工之妙:治理国家并非遥不可及的复杂之事,其对复杂度的操控与烹饪小菜相仿。当然,这句话更重要的一层意思是,国家经济如同小鱼一样脆弱,不能随意折腾——这里更需要的是“慢”回路而非“快”回路——治大国不能像烙大饼那样粗放。

与闭环控制相对的是“开环控制(open-loop control)”:它要求事先进行各种测算,预判行动后果,然后以最佳力度发出命令并执行——但不会根据反馈结果进行任何微调。理解了闭环控制,你可能会觉得这种开环控制显得非常奇怪:系统如此复杂,又怎能做出如此精确的计算呢?

然而,生活中大量的事情恰恰是开环控制的体现。例如,某些部门发布政策、顾问提交方案、品牌制作广告时,都未曾考虑任何反馈机制。甚至包括现在绝大多数医院为病人治病,通常也是开了药、出了院,病人便回家了——极少有医生会在几个月后回访,了解病人是否康复、是否转去了其他医院,亦或是更糟糕的情况。如此重要的工作竟然没有一个正式的反馈机制,你不觉得很荒唐吗?

开环依赖圣明,闭环依赖纠错——有反馈,你才不必无所不知。

冷启动:引爆增长飞轮 #

冷启动:引爆增长飞轮

你便能完成的第二件大事便是“冷启动(cold start)”[5]。

任何一项事业要发展壮大,都需要经历正反馈的过程,创业者常称之为“增长飞轮”。然而,正反馈只能放大“有”,却无法凭空将“无”变为“有”。例如,你想靠写作成名,就需要有人帮你转发文章——但你没有读者,所以没人转发 → 没人转发,你就更没有读者。那么,如何才能让这个飞轮转起来呢?

“冷启动”就是要提供最初的“从0到1”的推动力:无论是请行业大佬推荐,还是投入资金做广告,你都需要创造出第一波“无中生有”的种子用户或资源。

启动机制不同于运行机制。一家成熟的公司会相当程度地自动化运行:用户自发传播其产品,各类商家会自动寻求合作——但它的启动阶段,完全可以是手工的、低效的、被补贴的,甚至是创始人亲自挨个争取用户的。

“冷启动”的核心心法,我们大致可以总结为四条:

第一,不要以终为始地规划起点。用户、名气和资本都是大回路充分运转后的产物,而非第一圈的驱动燃料。第一圈真正的产物是一个可行的原型,是拿得出手的成果或作品。要用作品换来证明,用证明换来信用。

第二,启动过程可以不那么光鲜,但结果必须是真实的。第一批用户不能是虚假的流量数字,而必须是对你真正感兴趣的真人;第一份成功哪怕很小,也必须为你留下证据、可复用的方法和宝贵的信用积累。否则,再大的声势也只是在给一个死系统化妆。

第三,集中火力。十个种子用户分散在全国各地,只会是十个孤立的点;只有将其集中投入到一个特定科室、一个目标社群、一个关键时刻,才可能形成真正的爆点。

第四,第一轮的产出必须能驱动第二轮。一次交付要留下可供借鉴的案例,一次服务要留下有力的推荐,一次交易要留下数据、关系或现金。否则每一轮都得重新投入资金和精力去争取用户,那不叫“飞轮”,而更像是“人工呼吸”。

这四条心法,通过一个案例便能一窥全貌。2014年,腾讯欲推广微信支付,其最大的障碍在于用户缺乏绑定银行卡的动力——支付宝已经为此深耕十年,微信又如何能迅速追赶呢?微信的“冷启动”策略,是巧妙地利用了“过年发红包”这一习俗。

它没有把“推广支付”这个终点作为起点,而是将火力集中在春节这个社交高密度时刻。结果从除夕到大年初一下午,超过五百万人参与抢红包活动。抢到的钱若想提现,就必须绑定银行卡。红包抢完了,银行卡却留存了下来:在社交回路里,春节的人情关系是输入,数百万人的抢红包行为是输出;到了支付回路,这些已完成绑卡的用户又成了支付回路的第一批输入……就这样,一个完整的闭环得以形成。马云都被此举“打懵了”,事后将腾讯此番操作称为“珍珠港偷袭”[6]。

其实腾讯这次“冷启动”之所以如此有效,关键在于微信本身就是一个社交工具,这本身就是其已有的社交先发优势。而且即便如此,也必须用真金白银来“点火”。微信支付真正达到全民级规模,则是等到第二年春晚“摇一摇”活动之后 [7]。当时腾讯仅购买央视春晚独家新媒体互动资格就耗资 5303 万元,“摇一摇”的现金红包池更是超过 5 亿元,由多家企业赞助商提供 [8],才换来全国观众在短短十分钟内摇出了一亿两千万个红包。

“冷启动”成本高昂、投入巨大,并且不一定能成功。因此,人们每一次都会问:值得吗?

先发优势与后发劣势 #

先发优势与后发劣势

我们为什么非要自己投入资源进行“冷启动”,去争取一个先发优势?为什么不等别人完成了“从0到1”的突破,我们再直接做“从1到N”的扩张呢?

例如,上世纪90年代,摩托罗拉启动了一项雄心勃勃的“铱星计划”,耗资五十多亿美元建成了全球卫星电话网络……结果终端设备过于笨重,通话费又过高,用户根本负担不起,最终在1999年申请了破产保护 [9]。既然如此,我们为何不等着有人已经证明了这条道路的可行性,我们再行动,以更低的成本、更高的效率去执行计划,抢占他的市场呢?

很多人认为,过去四十年中国制造业的发展,正是所谓“后发优势”的成功案例:家电、高铁、手机、光伏、电动汽车等产业,都是通过引进、消化、吸收、再创新,即“别人开路、我们提速”的模式实现的。中国经济学家林毅夫,曾对“后发优势”大唱赞歌——然而,经济学家杨小凯先生曾专门警告过,后发者不能只看到优势,还需警惕“后发劣势”[10]。

其道理是这样的:先行者进行“冷启动”,确实伴随着巨大的风险,会遭遇到各种困难,不得不首先解决各种复杂难题——但在解决这些难题的过程中,他们会积累宝贵的经验和能力——例如制度创新、优化投资环境和培育原创精神——这些积累会让他们具备解决新难题的能力,从而有可能持续保持领先地位。而你跟在后面“抄作业”,固然成本较低,但你没有独自解决过那些难题,就学不到解决难题的能力,就只能继续跟在后面……

从“冷启动” → 先发优势 → 有能力做下一次“冷启动”,这本身也是一个强化回路。

或许你会说,先行者确实容易“前浪死在沙滩上”啊——我们前面讨论“机会窗口”时不是提到过吗?入场时机应当在主导类别出现之后更为合适。没错,但真正的先发优势并非第一个冲进无人区,而是在路线刚被证明、市场位置尚未被完全占据之时,率先闭合自己的回路。你可以不做第一个试错的人,但绝不能等到别人将标准、用户、人才和渠道都转化为自身存量之后再进场。

为什么中国制造能占据如此庞大的市场份额,却只能获得极低的利润?因为没有先发优势,就意味着没有定价权,你只能依靠对外压低价格、对内压榨成本来生存。

岂有坐视大好江山不争取的道理?先发优势才是真正的优势,后发只是在没有选择时的无奈之举。

正反馈与负反馈:驱动与平衡 #

正反馈与负反馈:驱动与平衡

在此,我特别想为正反馈正名几句。正反馈确实具有不稳定性,可能会失控,预示着危险和麻烦,总是与泡沫、挤兑等负面词汇联系在一起。对比之下,负反馈是重要的调控机制,它稳定、理性、懂得纠错,管理者青睐它,养生者也推崇它。

但只有正反馈才能带来真正的增长。正反馈是事物生发、演化的机制。仅仅依靠调控,是无法创造出新事物的。只有先有了强化回路,才值得去搭建一个平衡回路以进行管理。

并非说我们不应该养生,然而一个人若想蓬勃向上,就必须至少拥有一条强化回路:永远有下一件想做的事,并且让已完成的这件事,成为下一件事的驱动燃料。

套用一个著名的句式:失去负反馈,失去很多;失去正反馈,失去一切。

你需要“活”,而不只是“活着”。


注释

[1] Sterman, John D. Business Dynamics: Systems Thinking and Modeling for a Complex World. Boston: Irwin/McGraw-Hill, 2000.

[2] Hall, Kevin D., and Juen Guo. “Obesity Energetics: Body Weight Regulation and the Effects of Diet Composition.” Gastroenterology 152, no. 7 (2017): 1718–1727. https://doi.org/10.1053/j.gastro.2017.01.052.

[3] Repenning, Nelson P., and John D. Sterman. “Nobody Ever Gets Credit for Fixing Problems That Never Happened: Creating and Sustaining Process Improvement.” California Management Review 43, no. 4 (2001): 64–88. https://doi.org/10.2307/41166101.

[4] Åström, Karl J., and Richard M. Murray. Feedback Systems: An Introduction for Scientists and Engineers. 2nd ed. Princeton, NJ: Princeton University Press, 2021. https://www.cds.caltech.edu/~murray/FBS/Second_Edition.html

[5] Chen, Andrew. The Cold Start Problem: How to Start and Scale Network Effects. New York: Harper Business, 2021. https://www.harpercollins.com/products/the-cold-start-problem-andrew-chen

[6] 《微信红包“走红”,引爆 2014 移动支付年》,搜狐财经,2014 年 2 月 25 日。http://business.sohu.com/20140225/n395599166.shtml

[7] 《春节红包战:他们到底在争什么?》,新浪科技,2021 年 2 月 12 日。https://finance.sina.com.cn/tech/2021-02-12/doc-ikftssap5433270.shtml

[8] 《从钟表自行车到互联网大厂:春晚背后的顶级流量大战》,人民网,2020 年 1 月 16 日。https://media.people.com.cn/n1/2020/0116/c40606-31550446.html;《除夕上演红包决战,春晚“摇一摇”达 110 亿次》,《人民日报》/人民网,2015 年 2 月 20 日。https://finance.people.com.cn/money/n/2015/0220/c42877-26584574.html

[9] “Iridium, Bankrupt, Is Planning a Fiery Ending for Its 88 Satellites.” The New York Times, April 11, 2000;“The Rise and Fall and Rise of Iridium.” Air & Space / Smithsonian Magazine. https://www.smithsonianmag.com/air-space-magazine/the-rise-and-fall-and-rise-of-iridium-5615034/

[10] 杨小凯:《后发劣势》(2000 年 12 月在天则经济研究所的演讲)。