系统是由多个部分(要素)经过相互作用、相互依赖、相互约束形成的具有一定结构、功能的有机整体,普遍存在于自然界和人类社会中。系统科学是研究系统的结构、环境与功能普适关系、演化和调控的一般规律的科学,是一门基础性、综合性、交叉性学科。系统思想和方法是在人类千百年来的生产实践过程中逐步形成的。随着近代科学技术的不断发展,系统已经成为一个科学概念,而系统科学作为一门独立的学科已成为现代科学的重要组成部分。经过科学和技术的发展,人类对自然界的认识,包括物质结构、基本相互作用和宇宙演化等方面均获得了巨大进步。在这些科学进展的背景下,科学探索的重点逐步集中于不同层次系统的多样性、复杂性问题,目标是寻求不同层次系统的产生、发展和演化的共性规律。同时,由于生产力的巨大发展,出现了许多大型、复杂的社会、经济、军事、工程等问题,都需要从整体考虑优化解决。科技进步和社会需求的巨大推动,成为系统科学产生和发展的重要源泉。20世纪40年代,贝塔朗菲提出了“一般系统论”概念,明确将系统作为科学探索的对象,标志着系统科学的诞生。一般系统论也与运筹学、控制论、信息论一起,成为早期的系统科学的理论。20世纪60至70年代,系统科学的基础理论取得了重要进展,耗散结构论、协同学、突变论、超循环理论等从不同角度对复杂系统中具有普适意义的自组织现象进行研究,从宏观、微观以及两者联系上探讨了系统通过自组织趋向时空和功能有序的基本问题。20世纪80年代后,非线性科学和复杂性研究的兴起对系统科学的发展起了很大的积极推动作用。1984年在诺贝尔物理学奖获得者盖尔曼等的倡导下成立了圣塔菲研究所,专注于复杂性科学和非线性科学的研究。20世纪末复杂网络和网络科学快速兴起,21世纪大数据和数据驱动的复杂性研究成为国际发展的趋势,复杂性和复杂系统的研究进入繁荣发展期。系统科学作为交叉性学科,重点关注复杂系统和复杂性的研究,已成为国际上科学研究的前沿和热点。欧美各国纷纷建立相关研究机构,制定研究路线图,努力推动相关研究的发展。复杂系统的概念对自然科学、工程技术和经济社会中许多科学问题的认识都具有普适性意义。着眼于对复杂系统性质和演化行为具有共性的基本规律的探索,系统科学已成为21世纪科学发展的一个重要方向。国内系统科学的研究是在20世纪50年代以推广应用运筹学开始的。70年代末与80年代,钱学森等专家学者提出了利用系统思想将运筹学和管理科学统一起来的见解,推动了系统工程的研究和应用;其中“系统学讨论班”的学术活动,提炼了诸多重要概念,总结和提出了系统研究方法,为系统科学在我国的发展、系统学的建立做出了重要的基础性贡献。1990年,钱学森提出了开放的复杂巨系统及方法论,这是我国开展系统科学与系统工程研究应用的里程碑,有力推动了我国系统科学发展。之后系统科学体系结构的提出,进一步推动了系统科学在社会、经济、科学技术等各个方面的广泛应用,以及系统理论方面基础研究的长足发展,形成了我国发展系统科学的广泛基础和力量。2016年,郭雷的《系统学是什么》概述了系统学的具体内涵,阐述了系统复杂性定义,论述了系统学发展基础等,进一步明确了系统科学基础理论的主要内容和研究方向。从学科专业角度,1985年设立了首个系统理论本科专业。1990年,国务院学位委员会增列系统科学为理学一级学科,下设4个二级学科:系统理论、非线性系统(理论与实验)、控制论与智能系统、科学学与科学管理,从学科体系上为系统科学的发展提供了保障。1997年,系统科学学科调整,二级学科精简为2个:系统理论,系统分析与集成;2013年二级学科增加为3个,第三个二级学科为复杂系统建模与调控;2021年,增设了第四个二级学科目录,大数据与智能系统。2018年恢复设置系统科学与工程本科专业。在学科发展进程中,我国系统科学的研究和应用均取得了重要成就,为进一步的发展打下了坚实宽厚的基础。系统科学以不同领域的复杂系统为研究对象,从还原论与整体论相结合的角度,探索各类系统的结构、环境与功能的普适关系以及演化与调控的一般规律,目的是揭示各种系统的共性以及演化过程中所遵循的共同规律,发展优化和调控系统的方法,进而为系统科学在工程、社会、经济、军事、生命、生态、管理等领域的应用提供理论依据。作为一个内涵正在不断丰富和发展的学科,系统科学加深了人们对现实世界的认识。系统科学基本知识体系包括系统科学方法论、系统科学的基本理论、系统科学的技术方法和系统科学工程应用。1.系统科学方法论—系统论:主要培养系统科学的思想和思维方式,为开展具体研究工作提供方法论基础。2.系统科学的基本理论:包括研究系统结构、演化、认知和调控规律的数学方法及基本理论。如系统状态的统计描述,描述系统结构的复杂网络理论,刻画系统演化的动力系统理论、随机过程,与复杂系统有序结构产生及涌现相关的非平衡系统理论、自组织理论、相变与临界现象、系统辨识与学习理论、自适应系统理论,探讨系统优化与控制的现代调控理论等。3.系统科学的技术方法:主要包括支持实际应用的系统科学技术方法以及基于计算机科学与技术的复杂系统研究的技术与方法。包括复杂系统建模与仿真,多主体系统与基于主体的建模方法,系统分析与集成方法,系统运筹与优化方法,演化算法等,计算机数值计算与模拟方法,为研究系统理论以及解决实际问题提供方法和技术上的支持。4.系统科学的工程应用:系统科学的发展离不开对具体系统的深入探讨,同时,发展系统科学也是为了解决各领域复杂系统的实际问题,系统科学专门人才还需要了解所研究系统的具体领域的专业知识,以及处理实际系统的系统工程知识,具体领域包括社会、经济、工程技术、军事、生物生态、资源环境、交通、教育、卫生等。从学科内涵而言,可从系统方法论、系统演化论、系统认知论、系统调控论、系统实践论出发,研究系统科学相关内容。系统方法论需要研究演绎与归纳、还原与综合、局部与整体、定性与定量、机理与唯象、分析与模拟、结构与功能、认知与调控、先验与后验、理论与应用等相互结合或互补的方法论等,尤其是实现还原论与整体论有机统一的方法论。系统演化论需研究在给定环境或宏观约束下,系统层级结构与相应功能在时间和空间中的涌现与演化,包括自组织、稳定性、鲁棒性、突变性、适应性理论、动力系统、混沌理论、多主体系统、复杂网络、复杂适应系统等,特别是涌现、鲁棒、相变和适应等特性。系统认知论需研究系统机理或属性的感知、表征、观测、分类,通信、建模、估计、学习、识别、推理、检测、模拟、预测、判断等智能行为的理论与方法,包括认知科学、建模理论、估计理论、学习理论、通信理论、信息处理、滤波与预测理论、模式识别、自动推理、数据科学等,主要处理复杂系统的不确定性问题。系统调控论主要研究如何通过调控系统的结构(或环境)以实现所期望的系统功能,包括系统的结构调整、机制设计、运筹优化、适应协同、反馈调控、合作与博弈等,涉及运筹优化理论、系统控制理论、动态博弈理论等。系统实践论需与实际系统结合,以便指导具体实践,并反过来根据实践不断完善理论,在两者相互促进中实现系统目标。系统科学是交叉学科发展的重要推动力量,是建设信息社会的智力工具,在解决复杂、不确定性问题中发挥着越来越重要的作用。系统科学为理解不同领域的复杂系统提供了新观念、新思路与新方法,为解决目前方法所不能解决的具有高度复杂性的复杂系统设计、调控与管理问题奠定了基础。系统科学与数学科学、自然科学、社会科学、思维科学等并列为科学技术门类之一,是在数学、物理、生物、化学等学科基础上,结合运筹学、控制论、动力系统、统计学、信息科学、智能科学等技术科学发展起来的一门学科,并在工程、社会、经济、军事、生命、生态、管理等领域得到发展与应用。系统科学是从系统角度研究不同类型的系统,以及系统不同层次的共同规律。鉴于系统科学研究的内容、特点及目前发展的水平,又由于各种学科领域的研究对象包括各种类型的复杂系统,所以系统科学的发展离不开对具体系统的探讨,并通过对具体系统的结构、功能及演化性质的研究,寻求复杂系统的一般机理与演化规律;同时系统科学新的思想和方法又深刻地影响着诸多实际系统的研究,成为众多工程技术科学发展的理论基础,并为控制科学与工程、管理科学与工程、计算机科学与工程、信息与通信工程、交通运输工程以及社会、生态、环境、军事等系统的调控等对国民经济与人类生存有关的重要应用领域做出直接的贡献。系统科学下分4个二级学科:系统理论、系统分析与集成、复杂系统建模与调控、大数据与智能系统,涵盖了系统科学基础理论和应用两个基本层次。系统理论着重于从理论层面研究复杂系统的基本性质和演化机理;系统分析与集成可视为是系统科学的应用层面,通过研究提供改造系统的手段和方法;复杂系统建模与调控则强调发展针对复杂系统的认知和调控方法,是沟通理论与应用的桥梁;而大数据与智能系统主要运用系统科学的理论、方法和技术,指导大数据分析以及具有自组织与自适应性的系统智能行为分析,是大数据和智能时代系统科学理论与应用的重要发展方向。系统理论着重于研究系统的基本性质与演化机理,包括系统的整体性、涌现性、复杂性、不确定性以及演化规律等,是系统科学的基础理论部分。系统理论揭示各种系统的共性和演化过程中所遵循的共同规律,为系统科学的应用提供理论依据。系统理论的发展依赖于对各领域具体系统的深入探讨,所提供的对于复杂系统一般规律的认识深刻地影响着许多实际系统的研究,使得系统理论成为一个具有很强交叉性的基础学科。系统理论的发展不仅在社会、经济、军事、生物、生态等领域有广阔的应用前景,在工程技术领域,如信息、材料、生物技术、系统工程等方面,也有着重要的作用。系统分析与集成研究系统科学理论和方法在各种实际系统中的应用。由于现实世界中系统多样性与复杂性程度各异,系统科学需要对各个系统进行分门别类地研究,如线性系统、非线性系统、平稳系统、非平稳系统、随机系统、分布参数系统、离散事件系统、混合系统、智能系统、专家系统等。对各类系统的研究都涉及系统的分析与系统的集成两个方面,包括建立系统的数学模型,对系统演化机理、动力学特性等作定性、定量的研究,其中以改造系统为目的的研究重点关注如何有效地获取系统的信息,并实现不同层次的信息集成,以达到系统的局部或整体最优。系统分析与集成的研究目的是加深对系统演化及运动一般规律的认识,为系统实现最优调控和高效管理等提供理论依据及各种行之有效的集成方法。复杂系统建模与调控是系统科学、复杂性科学及控制科学等的交叉学科,强调用整体论和还原论相结合的方法分析、模拟系统,重视数学、物理等理论与计算机科学的结合。其主要研究目的是认识、干预和调控系统的宏观涌现性行为。复杂系统建模与调控既是系统科学理论与应用发展的重要方向,也是控制理论与系统科学的有机结合。目前复杂系统建模与调控研究的典型问题包括:社会系统、军事系统和工程系统等的调控、量子调控理论、生命系统的动力学模型和反馈调控、基因调控理论与技术等。大数据与智能系统主要运用系统科学的理论、方法和技术,研究大数据和人工智能系统相关理论与技术,指导大数据分析以及具有自组织与自适应性的系统智能行为分析。大数据来自于复杂系统,服务于复杂系统。大数据与智能系统属于系统科学与数据科学、智能控制理论等的交叉领域,是大数据和智能时代系统科学理论与应用的重要发展方向。研究内容包括数据驱动的复杂系统智能分析、系统智能涌现性、大数据建模与网络挖掘等。大数据与智能系统强调利用还原论和整体论相结合的系统科学方法研究大数据与智能系统的整体性、涌现性、系统性、协同性;研究基于数据驱动的个体或群体自主知识获取与应用、思维与推理、问题求解与学习等理论与方法;研究大数据汇聚、管理、分析、智能计算与展现等各个环节的相关理论与技术。本学科博士及硕士应树立法治观念,热爱祖国,忠于人民,拥护宪法,遵守国家法律,拥护党和国家方针政策,具有正确的世界观、人生观和价值观,诚实守信,具有高尚的人格和道德情操。具有严谨求实的态度和科学作风,良好的道德素养和敬业精神,社会责任感和立志肩负起民族复兴时代重任的使命感。同时应当恪守学术伦理与规范,讲究学术道德,坚守学术诚信,完善学术人格,维护学术尊严,修身正己,忠于真理、探求真知,潜心研究,学风严谨。自觉维护学术尊严和学者声誉,尊重他人劳动和权益,保护知识产权;抵制学术不端行为,努力成为优良学术道德的践行者和良好学术风气的维护者。具备扎实的数理基础,掌握系统科学的基本理论、基本方法和工具,具有系统思维、系统科学理论和系统工程实践能力的高层次综合性、应用型人才和项目管理者,了解系统科学的前沿进展与动向。培养的系统科学复合型人才,初步具有独立从事系统科学的基本理论研究能力,以及某一具体领域的应用研究能力。熟练掌握一门外国语,能够阅读本学科的外文资料。具备专业实践能力,以及一定程度的创新意识和创新能力。有严谨求实的态度和科学作风。硕士可从事本专业和相关专业的科研、教学工作,亦可在相关单位从事技术或管理工作。具备宽广而扎实的数理基础,深入掌握系统科学领域的理论和方法,具有战略科学家素养、交叉学科思维和复杂系统科学理论的高层次、复合型人才,并对某一领域特定系统的性质、特点和理论方法有深入的了解。具有突出的系统思维、出色的科学问题意识、扎实的复杂系统理论基础、卓越的创新意识及创新能力,熟悉并掌握复杂系统科学基本知识及理论前沿,能为某一特定的复杂系统中的科学问题提供解决方案。掌握研究特定系统需要具备相关的领域知识。全面了解本学科的发展方向及国际学术研究前沿。能够基于特定系统的相应知识,熟练运用数学、物理、计算机等手段对复杂系统的结构、性质和演化进行深入研究。熟练掌握一门外国语,能熟练应用本专业的外文资料,具有较好的写作能力和进行国际学术交流的能力。具有独立从事科学研究的能力。具备优良的创新精神和创新能力,以及较强的专业实践能力。有严谨求实的态度和科学作风。博士应具有学术敏感性,能够独立承担并完成科研课题,成为能够胜任教学、科研工作以及实际部门的技术与管理工作的高级复合型人才。控制科学与工程、管理科学与工程、数学、物理学、统计学、计算机科学与技术、智能科学与技术等。来源:中国学位与研究生教育学会官网
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