악순환: 악순환에서 벗어나 복잡한 시스템을 이해하여 현명한 선택을 하세요

By Fouad Sabry

악순환이란 무엇인가

악순환은 피드백 루프를 통해 스스로 강화되어 개인에게 피해를 주는 상황을 초래하는 복잡한 일련의 사건입니다. 다르게 말하면 단기적으로는 균형을 향한 경향이 전혀 없는 시스템이다. 긍정적인 피드백의 한 가지 예는 주기의 각 반복이 이전 주기를 강화하는 방식입니다. 악순환의 추진력은 외부 힘이 개입하여 악순환을 멈추고 악순환을 깨뜨릴 때까지 같은 방향으로 계속 이동합니다. 하이퍼인플레이션은 경제학 분야에서 발생할 수 있는 악순환의 대표적인 사례이다.

당신이 얻을 수 있는 혜택

(I) 다음 주제에 대한 통찰력 및 검증:

제1장: 악순환

제2장: 긍정적인 피드백

제3장: 압류

제4장: 누리엘 루비니

제5장: 가계부채

제6장: 2000년대 미국 주택 거품

제7장: 점보 모기지

제8장: 인과관계 루프 다이어그램

제9장: 레버리지 포인트 모델링

제10장: 주택담보대출

제11장: 서브프라임 모기지 위기

제12장: 2000년대 미국 주택 거품의 타임라인

제13장: 2000년대 미국 주택 거품의 원인

제14장: 서브프라임 위기 배경 정보

제15장: 서브프라임 위기에 대한 규제 대응

제16장: 서브프라임 모기지 위기의 간접적인 경제적 영향

제17장: 서브프라임 모기지 위기 해결책 논쟁

제18장: 시스템 원형

제19장: 전략적 불이행

제20장: 대불황의 원인

제21장: 저렴한 주택 만들기

(II) 악순환에 관한 대중의 주요 질문에 답합니다.

(III) 다양한 분야에서 악순환이 활용되는 실제 사례.

이 책은 누구를 위한 책인가

전문가, 학부 및 대학원생, 열성팬, 취미생활자, 그리고 모든 종류의 악순환에 대한 기본 지식이나 정보를 넘어서고 싶은 사람들.

• Language: 한국어
• Publisher: 10 억 지식이 걸립니다 [Korean]
• Release date: Feb 7, 2024

Book preview

제1장: 악순환

악순환(또는 순환)은 피드백 루프를 통해 영속되는 부정적인 사건의 복잡한 시퀀스입니다. 단기적으로 시스템은 평형(사회적, 경제적, 생태적 등)을 향한 경향이 없습니다. 각 주기 반복은 긍정적인 피드백의 예인 이전 주기를 강화합니다. 악순환은 외부의 힘이 개입하여 사이클을 끊을 때까지 운동량의 방향으로 계속될 것입니다. 하이퍼인플레이션은 경제학의 악순환을 보여주는 잘 알려진 사례입니다.

현대의 서브프라임 모기지 위기는 그 기원과 많은 결과, 특히 2000년대 후반의 경기 침체라는 측면에서 복잡한 악순환의 집합체입니다. 구체적인 예가 주택 관련 서클입니다. 집값이 폭락하면서 주택의 시가가 주택담보대출 금액 이하로 떨어지면 '물밑'에 빠지는 주택 소유자들이 늘고 있다. 이것은 부동산을 포기하도록 인센티브를 제공하여 채무 불이행 및 압류를 증가시킵니다. 이는 공급 과잉으로 인한 집값 하락으로 악순환을 이어가고 있다.

생태지역 관리에 모든 이해관계자를 통합함으로써 선순환을 만들 수 있으며, 생태 개선은 지역을 보존하고 향상시키는 행위를 지원합니다.

빈곤의 악순환, 소작, 가뭄의 심화 등이 더 많은 사례다. 전 세계적으로 COVID-19 팬데믹의 반복적인 발생은 악순환을 구성합니다.

{챕터 1 종료}

챕터 2: 긍정적인 피드백

긍정적 피드백(피드백 악화, 자기 강화 피드백)은 피드백 루프에서 작은 혼란의 영향을 확대하는 프로세스입니다. 따라서 시스템에 대한 섭동의 영향 중 하나는 섭동의 크기가 증가하는 것입니다. 두 원칙 모두 생물학, 화학 및 사이버네틱스를 포함한 과학 및 공학에 필수적입니다.

압사의 원인을 포지티브 피드백 루프로 묘사하는 인과 루프 다이어그램.

경보나 공황은 때때로 동물 무리 사이에서 긍정적인 피드백에 의해 퍼져 압사를 일으킬 수 있습니다.

사회학에서 네트워크 효과는 뱅크런에 대한 긍정적인 피드백을 빠르게 만들어낼 수 있습니다.

위는 2007년 영국 노던록 뱅크런 사진입니다.

포지티브 피드백은 수학적으로 원인과 결과의 폐쇄 루프 내에서 포지티브 루프 이득으로 정의됩니다. 따라서 포지티브 피드백은 입력을 확대하는 데 기여한다는 의미에서 입력과 위상이 같습니다. 포지티브 피드백은 일반적으로 시스템 불안정을 초래합니다. 루프 이득이 양수이고 1보다 크면 지수 성장, 진동 증가, 무질서 동작 및 평형에서 벗어난 기타 편차가 일반적입니다. 일반적으로 시스템 매개변수는 극단적인 수준으로 가속되어 시스템을 손상 또는 파괴하거나 새로운 안정 상태로 전환할 수 있습니다. 포지티브 피드백은 시스템 신호를 필터링, 감쇠 또는 제한하여 관리하거나 네거티브 피드백을 제공하여 제거하거나 낮출 수 있습니다.

디지털 회로에서 포지티브 피드백은 전압을 중간 값에서 '0' 및 '1' 상태로 구동하는 데 사용됩니다. 반면에 열 폭주는 반도체 접합부를 파괴할 수 있는 일종의 포지티브 피드백입니다. 화학 반응의 포지티브 피드백은 반응 속도를 향상시키고 극단적인 상황에서는 폭발을 일으킬 수 있습니다. 기계 설계에서 포지티브 피드백은 스위치 및 잠금 플라이어의 장치와 같은 티핑 포인트 또는 오버 센터 장치가 제자리에 고정되도록 합니다. 통제되지 않으면 다리가 붕괴될 수 있습니다. 경제 시스템에서 긍정적 피드백은 붐과 불황 사이클을 생성할 수 있습니다. 긍정적 인 피드백의 일반적인 예는 전관 방송 시스템의 오디오 피드백에 의해 생성되는 큰 삐걱 거리는 소리 또는 울부짖는 소리입니다 : 마이크는 자체 스피커에서 소리를 포착하여 증폭 한 다음 스피커를 통해 다시 전송합니다.

혈소판 응고는 긍정적인 피드백을 보여줍니다.

손상된 혈액 동맥벽은 혈소판 응집에 의해 혈전 형성을 유도하는 물질을 방출합니다.

더 많은 혈소판이 모이면 추가 물질의 방출이 과정을 가속화합니다.

혈관 벽이 완전히 밀봉되고 포지티브 피드백 루프가 종료될 때까지 이 과정은 가속화됩니다.

그래프의 지수 구조는 포지티브 피드백 과정을 나타냅니다.

긍정적 피드백은 영향을 생성한 프로세스에 영향을 미쳐 영향을 강화하거나 증폭합니다. 예를 들어, 시스템 이득은 전자 출력 신호의 일부가 입력으로 반환되고 입력과 위상이 같을 때 향상됩니다. 긍정적 피드백의 중요한 특징은 작은 방해의 증폭입니다. 시스템이 변화를 겪을 때 긍정적인 피드백은 같은 방향으로 추가 변화를 장려합니다.

기본 피드백 시스템은 이 블록 다이어그램으로 나타낼 수 있습니다.

더하기 기호는 다이어그램에서 가산기인 반면 A와 B는 임의의 인과 함수입니다.

이 다이어그램은 간단한 피드백 루프를 보여줍니다. 루프 이득 AB가 양수이면 포지티브 또는 회생 피드백이 있는 것입니다.

함수 A와 B가 선형이고 AB가 1보다 작으면 입력에서 출력까지의 전체 시스템 이득은 유한하지만 AB가 1에 가까워질수록 매우 커질 수 있습니다. 이 시나리오에서 입력에서 출력까지의 전체 또는 폐쇄 루프 이득은 다음과 같이 설명될 수 있습니다.

G_c = A/(1-AB)

AB가 1보다 크면 시스템이 불안정하고 잘 정의된 이득이 부족합니다. 이득은 무제한이라고 할 수 있습니다.

따라서 상태 변경은 입력에 따라 수렴 또는 발산할 수 있습니다. 긍정적 피드백은 변화를 증폭시키는 효과가 있으므로 약간의 섭동이 큰 섭동을 초래할 수 있습니다.

현재 상태로부터의 변화에 대해 긍정적 인 피드백이있는 평형 상태의 시스템이 불안정한 경우 불안정한 평형 상태라고합니다. 그러한 시스템을 평형에서 멀어지게 하기 위해 작용하는 힘의 양은 평형에서 시스템의 거리에 비례합니다.

포지티브 피드백이 반드시 평형의 불안정성을 의미하는 것은 아닙니다. 예를 들어, 포지티브 피드백 시스템은 안정적인 켜짐 및 꺼짐 상태를 가질 수 있습니다.

히스테리시스는 출력 값이 입력의 히스토리에 따라 달라지도록 합니다

슈미트 트리거 회로에서 증폭기의 비반전 입력에 대한 피드백은 증폭기가 생성할 수 있는 최대 또는 최소 전압으로 출력을 인가된 전압에서 직접 밀어냅니다.

현실 세계에서 포지티브 피드백 루프는 종종 기하급수적인 성장을 초래하지 않고 대신 영향을 제한함으로써 조절됩니다. Donella Meadows에 따르면:

성장의 원천은 긍정적 인 피드백 루프입니다., 폭발, 침식 및 시스템 붕괴.

조절되지 않은 포지티브 피드백 루프가 있는 시스템은 결국 자멸합니다.

그래서 그 수가 적습니다.

일반적으로 네거티브 루프는 조만간 활성화됩니다."

포지티브 피드백은 시작점이 시스템의 최종 상태에 영향을 미치는 히스테리시스를 유발할 수 있습니다. 피드백 루프 게인이 1보다 크면 출력이 입력에서 멀어지고, 입력 위에 있으면 가장 가까운 양의 한계를 향해 이동하고, 입력보다 낮으면 가장 가까운 음의 한계를 향해 이동합니다.

한계에 도달하면 안정성이 뒤따릅니다. 그럼에도 불구하고 입력이 한계를 초과하면 피드백 부호가 변경되고 출력은 반대 한계에 도달할 때까지 반대 방향으로 이동합니다. 따라서 시스템은 쌍안정 동작을 나타냅니다.

제2차 세계 대전 이전에는 긍정적 및 부정적 레이블이 처음에 댓글에 적용되었습니다. 1920년대에 회생 회로가 등장하면서 포지티브 피드백의 개념은 이미 잘 확립되어 있었습니다. 해롤드 스티븐 블랙(Harold Stephen Black)은 1934년에 발표한 획기적인 논문에서 전기 증폭기에서 네거티브 피드백의 사용에 대해 처음으로 설명했습니다. 분명히, 검은 색 :

포지티브 피드백은 증폭기의 이득을 향상시키는 반면, 네거티브 피드백은 이득을 감소시킵니다.

Mindell (2002)에 따르면, 단어에 대한 혼란은 그 직후에 발생했습니다.

Friis와 Jensen은 Black이 했던 것과 동일한 긍정적 피드백과 부정적 피드백을 구분했는데, 피드백 자체의 부호가 아니라 앰프의 게인에 미치는 영향에 근거했습니다.

이와는 대조적으로, 보드와 나이퀴스트는 블랙의 연구를 기반으로 했을 때, 부정적 피드백을 긍정적 피드백의 반대라고 불렀다.

블랙은 자신의 혁신의 유용성에 대해 다른 사람들을 설득하는 데 어려움을 겪었는데, 이는 부분적으로는 기본 정의를 둘러싼 모호성 때문이었다.

빈티지 스타일의 재생 라디오 수신기.

포지티브 보강의 전략적 사용으로 인해 단일 진공관 또는 밸브는 적절한 증폭을 제공할 수 있습니다(중앙).

1914년에 재생 회로가 개발되어 특허를 받았습니다. 이러한 방식으로, 통상적으로 20 내지 50의 이득을 갖는 신호가 단일 스테이지에서 20,000 내지 100,000 번 증폭될 수 있다. 이러한 매우 높은 이득에서 회생 증폭기는 불안정성과 진동이 발생하기 쉽습니다. 무선 교환원은 최적의 수신을 위해 피드백 양을 지속적으로 조정할 의향이 있어야 합니다. 현대의 무선 수신기는 수퍼 헤테로 다인 설계를 사용하는데, 이는 더 많은 수의 증폭 단계를 특징으로하지만 더 안정적인 기능과 긍정적 인 피드백이 없습니다.

전자 발진기에는 회생 무선 회로에서 발생할 수 있는 발진이 활용됩니다. 튜닝된 회로 또는 압전 크리스탈(종종 석영)을 사용하여 포지티브 피드백에 의해 향상된 신호는 정현파 및 선형으로 유지됩니다. 암스트롱 발진기, 하틀리 발진기, 콜피츠 발진기 및 빈 브리지 발진기와 같은 고조파 발진기를 위한 다양한 설계가 있습니다. 그들 모두는 포지티브 피드백을 사용하여 진동을 생성합니다.

여러 전기 회로, 특히 증폭기에는 불쾌한 설명이 포함되어 있습니다.

이렇게 하면 이득이 감소하는 반면 선형성, 입력 임피던스, 출력 임피던스 및 대역폭이 향상되고 이러한 모든 요소와 폐쇄 루프 이득이 안정화됩니다.

또한 이러한 요인은 증폭 장치의 특성에 덜 의존하게 되고 제조 허용 오차, 온도 및 연식으로 인한 변동에 덜 민감한 피드백 구성 요소에 점점 더 의존하게