3.1 理解变革
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在1962年的著作《科学革命的结构》中，托马斯·库恩通过表示“范式是科学家之间关于如何理解和解决问题的共同信仰和协议”的集合来解释他的“范式”观念（库恩，1970年）。在一个社区或社会环境中，范式可以是潜移默化地塑造思维和研究的世界观和价值观。从系统动力学的角度来看，唐内拉·梅多斯认为，范式是“系统——其目标、权力结构、规则、文化——产生的根源”（梅多斯，1997年）。哈佛大学进化动力学项目主任马丁·诺瓦克解释说，在进化动力学和博弈论中，范式决定了游戏的支付单位（诺瓦克，2006a）。例如，在金融市场系统中，支付是经济或金融收益。在生物学中，这是繁殖。范式影响进化中策略的适应性；社区的动态；复杂适应系统的行为，以及我们能想象和思考的东西。范式可以被超越和改变，但没有思考范式之外的东西。
系统动力学和进化动力学可以帮助我们了解系统的动态，以及通过新的设计框架提出干预方法。梅多斯在系统动力学方面的工作的一个关键洞察是，系统中的整体范式推动了确定系统内元素如何优化的目标。这个观点与进化动力学一致。
气候变化以及健康和收入方面的差距都是极为复杂的问题。事实上，每个问题都是一个复杂适应性系统，这意味着它们的生命力和繁荣并不是通过更加努力地工作、做更多事情或者扩大规模来提高的。在研究管理复杂系统的系统动力学领域，那些创造指数级增长并且具有最高商业回报的正反馈系统通常会引起警觉而非羡慕，因为它们往往会导致不可持续的增长和生态系统崩溃。
系统动力学领域始于20世纪50年代，由麻省理工学院的Jay Forrester教授发展。1972年，罗马俱乐部委托系统动力学研究人员创建了一个有限资源环境中指数级增长的计算机模拟。该模型使用了五个变量，每个变量都呈指数级增长：“人口、粮食生产、工业化、污染和非可再生自然资源的消耗。”这份报告被称为《增长的极限》。两个情景显示了21世纪的“超越和崩溃”，一个显示了稳定（Meadows, Randers, and Meadows, 2004）。关于理解社会系统和生态系统的恢复力以及它们之间相似性的研究仍在继续（Folke, 2006）。
一个简单的系统看起来像这样（见图6）。
系统的状态或“存量”就像账户中的钱、湖中的水、大气中的二氧化碳甚至政府信任度。以浴缸中的水为例，存量是浴缸中的水。流入是从水龙头流出的水。流出是从排水口流出的水。关闭排水口，打开水龙头，可以让水（或存量）在浴缸中增加。目标是让浴缸中的水达到合适的数量。你可以观察水位，通过打开水龙头控制流入，或者在你下沉到浴缸后发现水太多时，打开排水口降低水位。显然，使用连接到消防水龙头的水龙头来控制一个小浴缸的水位将是非常困难的，而一个装满烫水的大浴缸，如果只有一个很小的排水口，需要很长时间才能冷却下来。
现在想象一下，你想控制水温。你可能会加热水。但是锅炉在地下室里很远的地方，所以当你打开热水龙头时会有延迟。接着想象一下将水送到你公寓的系统以及锅炉背后的能源系统。能源可能来自一个为你提供能源但耗尽你银行账户的公用事业公司。这家公用事业公司的目标可能与你在为一次温暖的洗澡而装满浴缸时的目标完全不同：他们的目标可能是最大化利润，尽可能多地从你那里获取钱财，而不是完全耗尽你的银行账户。系统很快变得复杂，尤其是因为一切都是相互联系的……而不同的系统很可能有不同的目标。
请参阅图7，以了解三个相互连接的系统示例，图8为九个相互连接的系统示例。图9显示了相互连接的系统的系统。
一个细胞是一个具有目标的系统，人体是一个由细胞组成并具有我们自己目标的系统。社会是个体、社区、文化、公司等组成的系统。地球是一个由社会、地质系统、其他生物等组成的系统。一切都是跨尺度相互连接的系统的系统。
虽然系统动力学有助于理解系统之间的关系以及它们如何运作，但进化动力学有助于理解系统如何随时间演变（请参见图10）。进化动力学是个体为实现最大收益而采取的越来越有效策略的进化结果（Nowak, 2006a,b）。收益是衡量策略成功和适应性的指标，由范式定义。物质价值已通过货币和经济的出现得到量化。经济学领域能够通过效用函数，甚至用经济术语量化非物质收益。虽然这是合理的，但人类具有有限的理性，在实践中，这就要求传统经济模型具有还原主义特征。
将规范还原为效用函数和经济动机的可还原性受到了经济学家的质疑（Kreps, 1997）。内化了公司福利的员工在实施以经济激励形式的外部激励器时可能会感到困惑（Ichniowski, Shaw, 和 Prennushi, 1995）。另一个实验表明，为了组装乐高积木而付费的人们，如果保留完成的模型而不是每次都拆除它们，会组装更多的积木（Ariely, Kamenica, 和 Prelec, 2008）。个人试图从看似毫无意义的任务中找到意义，并以非金钱的方式受到激励。
尽管有这些证据，经济学家和商业领袖仍然将金融外在激励视为管理行为的关键方法。这必然减少了策略的多样性，降低了我们生态系统的稳健性。我的观点是，我们今天面临的最困难的问题——气候变化、全球收入差距和公共卫生——都是由于我们在有限理性和视角范围内能衡量和享受的短期收益最大化解决方案的有效性导致的。
气候变化可以直接归因于工业在以开发和提取资源为代价创造丰富的成功。现代大部分慢性病来自农业收益，使食物变得丰富且便宜，各种交通工具确保我们不再需要步行和觅食。资本市场已经变得如此高效，被动资本继续产生越来越多的回报，从工人和社会中提取，而这些人在制定战略和参与回报方面被极度低估。当然，有像三重底线（Hall，2011）这样的观念和其他试图推动市场参与者更长远地思考和更具社会责任感地行事的尝试。尽管这些尝试是朝正确方向迈出的重要一步，但整体而言，市场仍在越来越短的时间尺度上进行优化，从未来中提取越来越多的价值——这在隐喻上与气候问题非常相似。
冷战时代的特点是资本主义和消费主义的迅速扩张、太空竞赛的开始以及计算时代的曙光。那时人们更容易相信，系统可以从外部控制，许多世界问题将通过科学和工程技术得到解决。在那个时期，诺伯特·维纳（Norbert Wiener）等人描述的控制论（维纳，1961）关注的是可以从客观角度控制或调节的反馈系统。这种所谓的一阶控制论假设科学家作为观察者可以理解正在发生的事情，因此工程师可以根据科学家的观察和洞察设计系统。
在20世纪60年代末和70年代初，玛格丽特·米德（Margaret Mead）、海因茨·冯·福斯特（Heinz von Foerster）等人发展了二阶控制论的概念（格兰维尔，2002）：控制论的控制论。二阶控制论描述了自适应复杂系统，其中科学家观察者是系统本身的一部分。
尽管系统动力学和控制论的研究仍在进行，但控制论在一系列著名的跨学科会议中达到了顶峰，这些会议作为梅西会议（Macy Conferences）的一部分，于1946年至1953年间举行。在书籍中使用“控制论”一词在1969年左右达到顶峰（图11）。当它们得到重要的跨学科参与和实际影响时，控制论和系统动力学都得以蓬勃发展。学科和支持它们的社区如何出现和消亡是这篇论文的一个关键主题，系统研究是众多社区和方法的一个很好的例子。
现在，我们有机会和必要在我们新的工具和新的挑战背景下，再次将各个学科结合在一起，解决恶性问题。
虽然系统动力学和控制论帮助我们模拟和理解复杂问题，但真正的大型和复杂问题被霍斯特·里特尔（Horst Rittel）和梅尔文·M·韦伯（Melvin M. Webber）在《规划通论中的困境》（Rittel and Webber, 1973）一文中称为“恶性问题”。他们解释说，这些问题超出了我们的解决能力。“而且，由于复杂的相互依赖关系，努力解决恶性问题的一个方面可能会揭示或产生其他问题”（里特尔和韦伯，1973）。
MIT的杰伊·福雷斯特（Jay Forrester）的同事唐内拉·梅多斯（Donella Meadows），她曾参与为前述罗马俱乐部（Club of Rome）制定模型，在她的文章“杠杆点”（Meadows, 1997）中提出了一种前进的方法。她认为，既然系统的目标是由其范式产生的，那么超越范式的能力就为干预复杂系统提供了最大的杠杆。
