復雜系統(tǒng)科學與工程專業(yè)介紹
復雜系統(tǒng)科學與工程是一門高度交叉融合的現(xiàn)代新興學科,其核心研究對象是各類復雜系統(tǒng),旨在提供理解、分析、設計、管理和優(yōu)化這些系統(tǒng)的理論、方法與工具。該專業(yè)不局限于特定物理系統(tǒng)或技術領域,而是致力于回答如何從整體出發(fā),理解由眾多相互關聯(lián)、相互作用的組成部分構(gòu)成的復雜事物,并提升其運行效率、可靠性與可持續(xù)性。
一、專業(yè)特點
復雜系統(tǒng)科學與工程具有顯著的跨學科性與系統(tǒng)思維導向,融合數(shù)學、計算機科學、控制理論、運籌學、信息科學、管理科學、物理學及社會科學等多學科知識。其理論建立在堅實數(shù)學基礎之上,強調(diào)建模、仿真、優(yōu)化與決策理論。專業(yè)培養(yǎng)目標并非特定崗位技能,而是面向“系統(tǒng)架構(gòu)師”等頂層設計人才,使學生具備復雜問題抽象與建模、定量分析與計算、系統(tǒng)思維與整體優(yōu)化的核心能力。
二、課程體系
課程設置以數(shù)學和建模類課程為骨架,涵蓋以下核心領域:
數(shù)學基礎:包括高等數(shù)學、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、常微分方程/偏微分方程、離散數(shù)學及最優(yōu)化理論,為系統(tǒng)建模與分析提供工具。
系統(tǒng)建模與仿真:涉及系統(tǒng)建模理論與方法、系統(tǒng)仿真技術及系統(tǒng)動力學,培養(yǎng)學生將現(xiàn)實問題抽象為數(shù)學模型的能力。
系統(tǒng)分析與優(yōu)化:核心課程包括運籌學、控制理論、系統(tǒng)工程及復雜系統(tǒng)理論,專注于資源分配、調(diào)度與系統(tǒng)行為調(diào)控。
信息技術與計算:要求學生掌握程序設計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、數(shù)據(jù)庫技術及人工智能基礎,以支持算法實現(xiàn)與數(shù)據(jù)分析。
領域應用:根據(jù)院校特色,課程可能延伸至工業(yè)工程、信息工程、社會經(jīng)濟或自動化等方向,如生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化、交通系統(tǒng)分析或能源系統(tǒng)工程。
三、就業(yè)方向
畢業(yè)生可在工業(yè)界、科研院所及政府部門從事多樣化工作:
工業(yè)界:包括制造業(yè)(生產(chǎn)調(diào)度、供應鏈管理)、物流企業(yè)、能源電力(電網(wǎng)調(diào)度)、IT/互聯(lián)網(wǎng)(系統(tǒng)架構(gòu)、算法優(yōu)化)、金融科技(量化分析)及咨詢公司。
科研院所:聚焦系統(tǒng)科學、人工智能、自動化或管理科學等領域研究。
政府部門:參與政策研究、城市規(guī)劃、交通管理、應急管理或宏觀經(jīng)濟分析等需要系統(tǒng)思維與定量分析的崗位。
四、培養(yǎng)目標與規(guī)格
專業(yè)堅持“厚基礎、寬口徑、重能力”原則,培養(yǎng)具有扎實數(shù)理基礎、熟練計算編程能力、鮮明系統(tǒng)思維及跨學科研究潛能的拔尖人才。畢業(yè)生應掌握系統(tǒng)科學基本理論與方法,具備創(chuàng)新精神、自主學習和終身學習能力,并能適應社會發(fā)展需求。
五、發(fā)展背景
系統(tǒng)科學作為前沿學科,自1990年在錢學森等學者推動下成為我國一級學科,近年來因應對系統(tǒng)性、復雜性挑戰(zhàn)而日益重要。2021年諾貝爾物理學獎授予復雜系統(tǒng)研究學者,凸顯該領域的科學趨勢與時代價值。

