正反馈

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唐糖糖（讨论 | 贡献）2022年3月26日 (六) 17:39的版本 （撤销唐糖糖（讨论）的版本29626）
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维纳过程具有标度不变性。


【图1：有时，警报或恐慌会通过正反馈在一群动物之间传播，从而引起踩踏事件。】.
【图2：Causal loop diagram that depicts the causes of a stampede as a positive feedback loop. 在因果环路图中，踩踏事件的发生是一个正反馈循环。】
【图3：In sociology a network effect can quickly create the positive feedback of a bank run. The above photo is of the UK Northern Rock 2007 bank run. 在社会学中，网络效应可以迅速产生银行挤兑的正反馈效应。上图是2007年英国北岩银行挤兑事件的照片。】


回顾

Positive feedback (exacerbating feedback, self-reinforcing feedback) is a process that occurs in a feedback loop which exacerbates the effects of a small disturbance. That is, the effects of a perturbation on a system include an increase in the magnitude of the perturbation.Positive feedback (exacerbating feedback, self-reinforcing feedback) is a process that occurs in a feedback loop which exacerbates the effects of a small disturbance. That is, the effects of a perturbation on a system include an increase in the magnitude of the perturbation. That is, A produces more of B which in turn produces more of A. In contrast, a system in which the results of a change act to reduce or counteract it has negative feedback.[1] Both concepts play an important role in science and engineering, including biology, chemistry, and cybernetics .

正反馈(加剧反馈，自我强化反馈) 是一种在反馈循环中加剧微小扰动影响的过程。也就是说，一个扰动对系统的影响包括它自身扰动幅度的增大。或者说，A会产生更多的B，而B又会产生更多的A，与之相反的是，负反馈指的是一个系统中，变化的结果会减少或抵消它自己的影响。[1]这两个概念在科学和工程等领域中发挥着重要作用，包括生物学、化学和控制论。


在数学上，正反馈被定义为一个环绕在闭合因果循环下的正循环增益。[2][3][2] 从结果到始发过程的反馈可以是直接的，也可以通过其他状态变量[1]。这样的系统可以给出丰富的定性行为，但反馈的瞬时信号是正向还是负向，对结果有极其重要的影响。[1] 正反馈强化原过程，而负反馈调节原过程。在这个含义下，正和负指的是大于或小于零的循环收益，并不代表着最终结果或效果的正负性。[4]因此，正反馈的一个重要特点是小扰动变大。当系统发生变化时，正反馈会引起进一步的同方向变化。


基础

【图4：A basic feedback system can be represented by this block diagram. In the diagram the + symbol is an adder and A and B are arbitrary causal functions. 一个基本的反馈系统可以用这个框图来表示。在图中，+号是加法器，A和B是任意因果函数。】


图中显示了一个简单的反馈回路。 如果环增益AB为正值，则存在'正'或'再生'反馈的条件。


如果函数A和B是线性的，且AB小于1，那么系统从输入到输出的整体增益是有限的，但当AB接近1时，系统的增益可以非常大。[5] 在这种情况下，可以表明从输入到输出的整体或 "闭环 "增益为：

[math]\displaystyle{ G_c = A/(1-AB) }[/math]


当AB>1时，系统是不稳定的，因此不具有明确的增益；增益可称为无限。


所以系统状态的变化根据反馈可以是收敛的，也可以是发散的。 而正反馈的结果是增强变化，因此小的扰动就可能导致大的变化。


对于一个当前处于平衡状态的系统，如果其状态的任何变化都发生了正反馈，从而造成了状态的不稳定，那么这个系统就是一个不稳定平衡的系统。使这种系统远离其平衡状态的力的大小是状态与平衡状态之间的距离的递增函数。


正反馈并不一定意味着平衡的不稳定性，例如，在正反馈结构中可能存在稳定的开关状态[6]。


迟滞

【图5 Hysteresis causes the output value to depend on the history of the input 迟滞现象会导致输出值取决于输入的历史记录。】


【图6 In a Schmitt trigger circuit, feedback to the non-inverting input of an amplifier pushes the output directly away from the applied voltage towards the maximum or minimum voltage the amplifier can generate. 在施密特触发器电路中，利用放大器的非反相输入端口产生的反馈，可以直接将电路的输出从原本的外加电压值推向到放大器所能产生的极值电压。】


在现实世界中，正反馈循环通常不会引起不断增长，而是通过某种限制效应来改变。根据Donella Meadows的说法：


正反馈回路是系统增长、爆炸、腐蚀和崩溃的根源。一个系统如果有一个不受控制的正反馈，最终将会自我毁灭。这就是为什么正反馈如此稀少的原因。通常情况下，负反馈迟早会发生。[7]

迟滞，即起点影响系统的终点的现象，可以通过正反馈产生。当反馈循环的增益高于1时，那么输出就会远离输入：如果大于输入，则向最近的正极限移动，而如果小于输入，则向最近的负极限移动。


一旦达到极限，它就会稳定下来。但是，如果输入超过极限，那么反馈将改变符号，输出将向相反的方向移动，直到达到相反的极限。因此，该系统表现出双稳态行为bistable behavior。

术语由来

正反馈和负反馈这两个名词最早应用于反馈是在二战前。正反馈的概念随着再生电路的问世，在20世纪20年代已经出现。


Friis 和 Jensen在1924年描述了一种在电子放大器中发生的"回馈 "是正的情况，这一情况与他们顺便提到的负回馈作用相反。到了1934年，Harold Stephen Black在他的经典论文中首次详细介绍了负反馈在电子放大器中的应用。根据Black的说法：


正反馈会增加放大器的增益，负反馈会降低增益


据Mindell(2002年)说，术语上的混乱是在这之后不久产生的：

“ ... ... Friis 和 Jensen 对 Black 在对"正反馈 "和 "负反馈 "的区分方法是一样的，都不是基于反馈本身的符号，而是基于它对放大器增益的影响。与之相反的是，当Nyquist和Bode基于Black的工作基础时，将负反馈称为符号相反的反馈。Black难以说服其他人相信他的发明的实用性，有一部分原因是在基本的定义问题上存在混乱。"

实例与应用

电子电路

【图7 A vintage style regenerative radio receiver. Due to the controlled use of positive feedback, sufficient amplification can be derived from a single vacuum tube or valve (centre). 一个老式的再生无线电接收器。由于使用正反馈的控制，真空管或阀门（中心）就可以产生足够的放大效果。】


再生电路Regenerative circuit于1914年被发明并获得专利[8]，用于放大和接收非常微弱的无线电信号。通过仔细控制单晶体管放大器周围的正反馈，可以使其增益增加1000倍或更多[9] 。因此，一个信号可以在一个阶段被放大20000甚至100000倍，而在通常只有20到50的增益。在如此高的增益下工作带来的问题则是信号很容易变得不稳定，开始振荡。无线电操作员必须不断地调整反馈量，以获得良好的接收效果。而现代无线电接收机采用超异构设计，多了许多放大级，去掉了正反馈并使其工作更稳定。


在再生无线电电路中产生的振荡还可以被用于电子振荡器中。通过使用调谐电路或压电晶体(常见的是石英)，经正反馈放大后的信号仍然是线性的、正弦的。这种谐波振荡器有几种设计，包括阿姆斯特朗振荡器、哈特利振荡器、科尔皮茨振荡器和维恩桥振荡器。它们都是利用正反馈来产生振荡。[10]


许多电子电路，特别是放大器，都采用了负反馈。这降低了放大器的信号增益，但改善了它的线性度、输入阻抗、输出阻抗和带宽，并稳定了包括闭环增益等参数。同时，这些参数也变得不那么依赖于放大器件本身的细节，而更多地依赖于反馈元件，因为反馈元件一般不随着制造公差、使用年限和温度而变化。交流信号的正反馈和负反馈的区别在于相位：如果信号反馈失相，则反馈为负，如果相位一致，则反馈为正。对于需要使用负反馈放大器的设计者来说，引入负反馈放大器的问题是，电路中的一些元件会在反馈路径中引入相移。如果有一个频率(通常是高频)的相移达到180°，那么设计者必须确保该频率的放大器增益非常低（通常通过低通滤波来做到这一点）。如果任何频率下的环增益（放大器增益与正反馈程度的乘积）大于1，那么放大器将在该频率下发生振荡（巴克豪森稳定性准则）。这种振荡有时被称为寄生振荡：在一组条件下稳定的放大器在另一组条件下可能会发生寄生振荡。这可能是由于温度、电源电压的变化，前板（用户界面）的变化，甚至是由于人或其他导电物品的接近。


放大器可能会以示波器很难检测到的方式轻轻振荡，有时的振荡也可能非常大，只有非常扭曲或根本没有真正的信号，甚至振荡也会引起损坏发生。由于低频寄生振荡与低转速排气音符的声音相似，因此低频寄生振荡也被称为 "汽艇"。


【图8 The effect of using a Schmitt trigger (B) instead of a comparator (A) 使用施密特触发器(b)代替比较器(a)的效果】


许多常见的数字电路都采用正反馈。一般简单的布尔逻辑门通常只是依靠增益将数字信号电压从中间值推到代表布尔值0和1的值上，但许多更复杂的门都采用了反馈。当输入的模拟电压发生变化，但后期数字处理需要尖锐阈值时，施密特触发电路通过正反馈机制确保当输入电压轻微超过阈值时，输出电压可以巧妙而迅速地从一个逻辑状态转移到另一个逻辑状态。施密特触发器使用正反馈的一个必然结果是，如果输入电压再次缓慢下降，超过了相同的阈值，由于正反馈的机制，输出电压将保持在相同的逻辑状态而不改变。这种效应被称为滞后: 输入电压必须降到一个不同的、较低的阈值，才能“解锁”输出，并将其重置为原始数字。通过减小正反馈的程度，可以减小滞后宽度，但宽度不能被完全消除。施密特触发器在某种程度上是一个闭锁电路。

【图9 Positive feedback is a mechanism by which an output is enhanced, such as protein levels. However, in order to avoid any fluctuation in the protein level, the mechanism is inhibited stochastically (I), therefore when the concentration of the activated protein (A) is past the threshold ([I]), the loop mechanism is activated and the concentration of A increases exponentially if d[A]=k [A] 正反馈是一种增强输出的机制，如蛋白质水平。但为了避免蛋白质水平的波动，该机制是随机抑制的（I），因此只有当激活的蛋白质（A）浓度超过阈值（[I]）时，循环机制被激活，如果d[A]=k[A]，A的浓度就会成倍增加。】


【图10 Illustration of an R-S ('reset-set') flip-flop made from two digital nor gates with positive feedback. Red and black mean logical '1' and '0', respectively. R-S("复位-设置")触发器的说明，由两个带正反馈的数字诺尔门组成。红色和黑色分别表示逻辑上的 "1 "和 "0"。】


电子触发器，或“锁存器” ，或“双稳态多谐振荡器” ，是一种由于高正反馈而不稳定于平衡或中间状态的电路。这样的双稳态电路是一位电子存储器的基础。 触发器使用一对放大器、晶体管或逻辑门相互连接，正反馈机制使得输入信号被去除后，电路可以维持在两种非平衡稳定状态中的一种，直到一个合适的替代信号重新作为输入，以改变电路状态。计算机随机存取存储器(RAM)可以用这种方式运作，每位存储器有一个锁存电路。

电子系统中发生热失控Thermal runaway的原因是，当电路的某些方面变得更热时，它被允许通过更多的电流，然后它越热，通过的电流就越多，这就使它更热一些，因此它又通过更多的电流。这种现象对有关器件来说通常是灾难性的。如果器件不得不在接近其最大功率处理能力的情况下工作，那么某些条件下就可能出现热失控，这通常可以通过精心设计来改进。

【图11 A phonograph turntable is prone to acoustic feedback. 留声机转盘容易受到声反馈的影响。】


音频和视频系统可以表现出正反馈。如果麦克风录入了同一电路中扬声器的放大声音输出，那么就会听到音频反馈的嚎叫和尖叫声（在放大器的最大功率容量下），因为随机噪声被音频系统和房间的特性所过滤后，通过正反馈重新放大。

音频与现场音频

音频反馈（也称为声反馈，简称反馈，或拉森效应）是一种特殊的正反馈，当音频输入（例如，麦克风或吉他拾音器）和音频输出（例如，大声放大的扬声器）之间存在声音回路时，就会出现这种反馈。在这个例子中，麦克风接收到的信号被放大并从扬声器传出。然后，来自扬声器的声音可以再次被麦克风接收，进一步放大，然后再次通过扬声器传递出去。 所产生的声音的频率由传声器、放大器和扬声器的共振频率、房间的声学特性、传声器和扬声器的定向拾音和发射模式以及它们之间的距离决定。对于小型的扩声系统来说，这种声音很容易的体现的响亮的吱吱声或尖叫声。


在歌手或公众演讲者使用扩声系统或扩音系统的活动中，麦克风发生的正反馈几乎总是被认为是不受欢迎的。自20世纪90年代以来，音频工程师使用各种电子设备，如均衡器或者自动反馈检测设备，来防止这些不受欢迎的尖叫声或尖叫声，这些声音影响了观众对活动的享受。另一方面，自20世纪60年代以来，摇滚乐队中的电吉他手使用大音量的吉他放大器和失真效果，有意制造吉他中的正反馈，以创造理想的音乐效果。 披头士乐队的 "I Feel Fine "是流行音乐中最早使用反馈作为录音效果的例子之一。它的开头是由Lennon拨动吉他上的A弦产生的一个单一的、有冲击力的反馈音。虽然像 Kinks 和 Who 等艺术家已经在表演中使用了正反馈，但是Lennon仍然为披头士乐队可能是第一个特意把它放在黑胶唱片上的乐队而感到骄傲。在他最后的一次采访中，他说，“我敢说任何人都找不到这样的唱片，除非是1922年这张用这种方式录制的老蓝调唱片。”


音频反馈的原理是由丹麦科学家Søren Absalon Larsen首先发现的。麦克风并不是唯一受此影响的传感器。录音板拾音器也会产生正反馈，通常是在100赫兹以下的低频范围内表现出低沉的轰鸣声。Jimi Hendrix是一个创新者，在他的吉他独奏中有意使用吉他正反馈来创造独特的声音效果。他帮助发展了电吉他演奏中音频反馈的可控性和音乐性，后来Brian May也是这种技术的著名支持者。


Video feedback【图12 视频反馈】.


视频

同样，如果一台摄像机对准一个正在显示摄像机自身信号的监控屏幕，那么通过正反馈就可以在屏幕上形成重复的图案。这种视频反馈效果在电视剧《神秘博士》前十季的开场白中就被使用了。


开关

In electrical switches, including bimetallic strip based thermostats, the switch usually has hysteresis in the switching action. In these cases hysteresis is mechanically achieved via positive feedback within a tipping point mechanism. The positive feedback action minimises the length of time arcing occurs for during the switching and also holds the contacts in an open or closed state.

在电气开关中，包括双金属条型恒温器，开关通常在开关动作中具有滞后性。在这些情况下，滞后是通过一个临界点机构内的正反馈来实现的。正反馈作用可最大限度地减少开关过程中发生电弧的时间，并使触点保持在断开或闭合状态。

生物学

生物学中的正反馈是指身体对刺激的反应的放大。例如，在分娩过程中，当胎儿的头顶到子宫颈时(1)，会刺激神经冲动从子宫颈到大脑(2)。大脑接到通知后，会向脑垂体发出信号，释放一种叫做催产素oxytocin的激素(3)。催产素随后通过血液流向子宫(4)，引起宫缩，将胎儿推向子宫颈，最终促使分娩。


生物学中的正反馈是指身体对刺激的反应的放大。例如，在分娩过程中，当胎儿的头顶到子宫颈时(1)，会刺激神经冲动从子宫颈到大脑(2)。大脑接到通知后，会向脑垂体发出信号，释放一种叫做催产素oxytocin的激素(3)。催产素随后通过血液流向子宫(4)，引起宫缩，将胎儿推向子宫颈，最终促使分娩。


生理学

在生理学中可以找到一些正反馈系统的例子。

其中一个例子是分娩时宫缩的发生，称为弗格森反射。当宫缩发生时，激素催产素会引起神经刺激，刺激下丘脑产生更多的催产素，从而增加子宫收缩。这就导致宫缩的幅度和频率增加。 [11]

另一个例子是血液凝固的过程。当受伤的组织释放出信号化学物质，激活血液中的血小板时，这个循环就启动了。被激活的血小板释放化学物质，激活更多的血小板，引起快速的级联反应，形成血栓。[11]

哺乳也涉及正反馈，当婴儿吸吮乳头时，会有神经反应进入脊髓，并上传到大脑的下丘脑，然后刺激垂体产生更多的催乳素以产生更多的乳汁[11]。

在月经周期的卵泡期期间，雌激素的飙升会导致排卵[11]。

神经信号的产生是另一个例子，神经纤维的膜使钠离子通过钠通道轻微渗漏，导致膜电位的变化，进而引起更多通道的开放（Hodgkin循环）。所以，最初的轻微渗漏会导致钠渗漏的爆发，从而产生神经动作电位[11]。

在心脏的兴奋收缩耦合中，肌浆网膜中的兰尼碱受体检测到心肌细胞内钙离子的增加，该受体以正反馈生理反应将钙运出到细胞质中。

在大多数情况下，这种反馈循环最终会释放出反信号，从而抑制或破坏循环。分娩宫缩在宝宝离开母体时停止。化学物质分解血凝块。当婴儿不再需要被哺乳时，泌乳停止[11]。


基因调控

正反馈是基因调控中研究较好的一种现象，其中最常见的是与双稳态有关。当一个基因通过双负反馈循环直接或间接激活自身时，就会出现正反馈。遗传工程师已经在细菌中构建并测试了简单的正反馈网络，以证明双稳态的概念。[12] 正反馈的一个典型例子是大肠杆菌中的乳糖操纵子。正反馈在细胞分化、发育和癌症进展中起着不可或缺的作用，因此，基因调控中的正反馈可以产生显著的生理结果。分子动力学中的随机运动加上正反馈可以引发有趣的效应，例如从同一母细胞中产生表型不同的细胞群。[13] 这种情况的发生是因为噪声会被正反馈放大。正反馈也可以发生在细胞信号的其他形式中，如酶动力学或代谢途径。[14]


进化生物学

在进化生物学中正反馈循环被用来描述生物进化中变化动态的各个方面。 例如，在宏观层面，Alfred J. Lotka（1945）认为，物种的演变最重要的是选择反馈能量流动以捕获越来越多的能源系统的能量。[15]在人类层面，Richard D. Alexander(1989)提出，人类群体之间和群体内部的社会竞争会影响智力的选择，从而时不时地会产生更多、更完善的人类智力。 [16] Bernard Crespi（2004）讨论了进化中正反馈循环的其他几个例子[17]。通过与军备竞赛进行类比，给生物系统中的正反馈提供了进一步的例子。[18]


显生宙生物多样性呈现稳定而非单调的增长，从接近于零一直增长到有几千个属。


研究表明，在 显生宙 ，生物多样性的变化与双曲模型（广泛用于人口学和宏观社会学）的相关性要比指数模型和逻辑斯特模型（传统上用于人口生物学，并广泛用于生物多样性化石）的相关性好得多。后者的模型意味着多样性的变化是由一阶正反馈（更多的祖先，更多的后代）和资源限制产生的负反馈所引导的。双曲模型意味着二阶正反馈。世界人口增长的双曲线模式已被证明源于人口数量与技术增长速度之间的二阶正反馈。生物多样性增长的双曲特征同样可以由多样性与群落结构复杂性之间的正反馈来解释。有人认为，生物多样性和人口曲线之间的相似性可能来自这样一个事实，即两者都是由双曲趋势(由正反馈产生)与周期性和随机性的动态干扰而产生的。[19][20]


免疫系统

细胞因子风暴，或称高细胞因子血症，是一种潜在的致命性免疫反应，表现为各种细胞因子水平高度升高，这是由细胞因子和免疫细胞之间的正反馈环组成。[36]在正常的免疫功能中，可以利用正反馈环来增强B淋巴细胞的作用。[21]当B细胞将其抗体与抗原结合并被激活后，就开始释放抗体并分泌一种称为C3的补体蛋白。C3和B细胞的抗体都可以与病原体结合，当B细胞的抗体与C3结合后，就会加快该B细胞分泌更多的抗体和更多的C3蛋白，从而形成一个正反馈循环。[22]

细胞凋亡

细胞凋亡是一种由酪蛋白酶介导的细胞死亡过程，其目的是清除长寿或受损的细胞。这一过程的失效与癌症或帕金森氏病等著名疾病有关。细胞凋亡过程的核心是半胱氨酸蛋白酶的自动激活，它可以通过一个正反馈循环来建模。这种正反馈通过中间胱天蛋白酶使效应子胱天蛋白酶自动活化。当从凋亡途径的其他部分分离出来时，无论效应子胱天蛋白酶的中间激活步骤数量有多少，这种正反馈仅呈现一种稳定的稳态。[6] 当该核心过程与胱天蛋白酶作用的抑制剂和增强剂相辅相成时，该过程呈现双稳态，从而模拟细胞的存活和死亡状态。[23]


心理学

Winner（1996）将有天赋的孩子描述为受到正反馈循环的驱动，这些反馈循环体现在他们自己的课程学习上，通过反馈自己的满意程度，从而进一步将他们的学习目标提高到更高水平等。[24]Winner将这种正反馈循环称为 "狂热的掌握"。 Vandervert(2009a，2009b)提出，神童可以用工作记忆中的思维/表现输出之间的正反馈回路来解释，工作记忆中的思维/表现输出被反馈到小脑，在那里被精简，然后再反馈到工作记忆中，从而稳定地增加工作记忆的数量和质量输出。[25][26]

经济学

市场上的社会影响

事实证明，产品推荐和消费者先前的购买信息对消费者的选择影响很大，无论是音乐、电影、书籍、电子产品还是其他类型的产品。社会影响往往会诱发一种 "富者越富 "的现象（马太效应），即热门产品往往会变得更加受欢迎。[27]

市场动向

根据George Soros提出的反射性理论，价格变化是由一个正反馈过程驱动的，即投资者的预期受到价格变动的影响，因此他们的行为会强化这个方向的价格变动，直到价格的变化变得不可持续，于是反馈推动价格向相反的方向发展。[28]

系统风险

系统性风险是指放大效应或杠杆或正反馈过程给系统带来的风险。这通常是未知的，在某些条件下，这个过程会成倍放大，并迅速导致破坏性或混乱的行为。 庞氏骗局就是正反馈系统的一个很好的例子：来自新投资者的资金被用来支付异常高的回报，反过来又吸引了更多的新投资者，导致快速增长进而走向崩溃。W. Brian Arthur 也对经济中的正反馈进行了研究和著述（如W. Brian Arthur，1990）。Hyman Minsky提出了一个理论，认为某些信用扩张行为会使市场经济变成一个 "偏差放大系统"，从而可能会突然崩溃，这有时被称为 "明斯基时刻"。


输入和输出明确分开的简单系统不容易发生系统性风险。 随着系统复杂性的增加，这种风险更容易发生，因为即使在详细的压力测试条件下，也更难看到或分析系统中所有可能的变量组合。 一个复杂系统的效率越高，就越容易发生系统性风险，因为只需要很小的偏差就可以破坏系统。 因此，设计良好的复杂系统一般都会有一些内在的功能来避免这种情况的发生，比如在系统内有少量的摩擦力，或阻力，或惯性，或时间延迟来使输出与输入脱钩。这些因素造成了低效率，但它们是避免不稳定的必要条件。


2010年的闪崩事件被归咎于高频交易（HFT）的做法，不过HFT是否真的会增加系统性风险仍然存在争议。


人口与环境危机

可以认为农业和人口之间处于一种正反馈模式，这意味着双方越来越强烈地推动彼此。有人认为，这种正反馈系统终将在某一时刻以灾难结束，因为现代农业正在耗尽所有容易获得的磷酸盐，并且进行高效的单一栽培，使得现代农业更容易受到系统性风险影响。


技术创新和人类人口也可以有类似的考虑，这也是过去人类人口明显的双曲线增长，而不是简单的指数增长的一个解释。


有人提出，由于人口和技术之间的二阶正反馈，增长速度正在加快。技术增长增加了土地对人的承载能力，从而导致人口增长，而这反过来又推动了技术的进一步增长。

偏见、社会制度与贫困

Gunnar Myrdal描述了一个不平等和贫困加剧的恶性循环，这就是所谓的”循环累积诱因”。

气象学

干旱通过正反馈效应加剧。缺雨会降低土壤湿度，从而杀死植物，使它们通过蒸腾作用释放更少的水分。这两个因素都限制了水蒸气从地表加到大气中的过程，并使吸收水分的干燥灰尘进入大气。水汽少了，既意味着露点温度低，白天的供暖效率也高，减少了大气中湿度导致云的形成的机会。最后，没有云，就不会有雨，这个正反馈循环就形成了。

气候学

气候中的"诱因 "可能会将气候系统推向变暖或变冷的方向，例如，大气中温室气体浓度的增加会导致地表变暖。诱因是气候系统的外部因素，而反馈是系统的内部过程。一些反馈机制与气候系统的其他部分相对孤立地发挥作用，而另一些则是紧密耦合的。气候系统的作用力、反馈和动态决定了气候变化的程度和速度。全球变暖中的主要正反馈是变暖使大气中的水汽量增加，进而导致进一步变暖。主要的负反馈来自Stefan-Boltzmann定律，从地球辐射到空间的热量与地球表面和大气温度的四次方成正比。


气候学中正反馈子系统的其他例子包括:

大气变暖会使冰融化，从而改变反照率，从而使大气进一步变暖。


甲烷水合物可能是不稳定的，所以海洋变暖可能会释放更多的温室气体之一的甲烷。


泥炭，天然存在于泥炭沼泽中，含有碳。当泥炭干燥时，它会分解，并可能额外燃烧。泥炭还会释放一氧化二氮。


全球变暖会影响云的分布。高空的云层会增强温室效应，而低空的云层则主要反射太阳光，对温度产生相反的影响。

政府间气候变化专门委员会(气专委)第四次评估报告指出，"人类活动的变暖可能导致一些突然或不可逆转的影响，这取决于气候变化的速度和程度"。

社会学

自我应验预言是信念和行为之间的一个社会正反馈循环: 如果有足够多的人相信某件事是真的，他们的行为就能让它变成真的，而对他们行为的观察又可能反过来增加信念。一个典型的例子是银行挤兑。


正反馈的另一个社会学例子是网络效应。当更多的人被鼓励加入一个网络时，这就增加了网络的覆盖面，因此网络扩张得越来越快。病毒视频就是网络效应的一个例子，在这个例子中，一个热门视频的链接被分享和再传播，确保更多的人看到这个视频，然后重新发布链接。这是许多社会现象的基础，包括庞氏骗局和连锁信。在许多情况下，人口量是反馈效应的限制因素。

化学

如果化学反应引起热量的释放，而反应本身在较高的温度下发生得更快，那么就很有可能出现正反馈。如果产生的热量没有足够快地从反应物中排除，就会发生热失控，并很快导致化学爆炸。

自然保护

许多野生动物被猎杀的原因是它们身体的某些部位可能相当有价值。目标物种越是接近灭绝，其身体部位的价格就越高。这就是正反馈的一个例子。

参见

  • Chain reaction – Sequence of reactions 链式反应 -- -- 反应的顺序
  • Donella Meadows' twelve leverage points to intervene in a system Donella Meadows干预系统的十二个杠杆点
  • Hyperbolic growth 双曲增长
  • Reflexivity (social theory)反射性（社会理论）
  • Stability criterion稳定性标准
  • Strategic complements战略补充
  • System dynamics 系统动力学
  • Technological singularity – Hypothetical point in time at which technological growth becomes uncontrollable and irreversible 技术奇点 -- -- 假设技术增长变得不可控制和不可逆转的时间点
  • Thermal runaway 热失控
  • Vicious/virtuous circle: in social and financial systems, a complex of events that reinforces itself through a feedback loop. 恶性/恶性循环：在社会和金融系统中，是通过反馈循环自我强化的事件综合体。
  • Positive reinforcement: a situation in operant conditioning where a consequence increases the frequency of a behaviour. 正强化：在操作性条件下，结果会增加行为的频率。
  • Praise of performance: a term often applied in the context of performance appraisal,although this usage is disputed 绩效表扬：这个词经常被应用于绩效评估中，尽管这种用法有争议。
  • Self-reinforcing feedback: a term used in systems dynamics to avoid confusion with the "praise" usage 自我强化反馈：系统动力学中使用的术语，以避免与 "表扬 "的用法相混淆。
  • Matthew effect – Effect originally observed by Robert K. Merton 马太效应 -- -- 罗伯特-K-默顿最初观察到的效应。
  • Self-fulfilling prophecy – Prediction that causes itself to become true 自证预言 -- -- 导致自己成为现实的预言
  • Virtuous circle and vicious circle 良性循环和恶性循环
  • Autocatalysis 自催化
  • Meander – Sinuous bend in a series in the channel of a river 蜿蜒曲折 -- -- 河道中一系列蜿蜒曲折的弯道。


参考文献

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拓展阅读

  • Norbert Wiener (1948), Cybernetics or Control and Communication in the Animal and the Machine, Paris, Hermann et Cie - MIT Press, Cambridge, MA.
  • Katie Salen and Eric Zimmerman. Rules of Play. MIT Press. 2004. ISBN 0-262-24045-9. Chapter 18: Games as Cybernetic Systems.





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