任课教师：佘振苏

课程性质：校通选课

1，课程编号：

2，开课学期：秋季

3，周学时／总学时：3／54

4，学分：3

5，课程名称：复杂系统科学导论

6，英文名称：Introduction to Science of Complex Systems

科学的发展历经三百余年已经学科林立、理论丛生。随着人类认识对象的日益复杂，

人类的知识体系也日益纵横交错。以局部精确的机械动力理论与整体模糊的随机统计论为

代表的两大科学认识论正越来越明显地迈向新的继承与融合。20世纪后期开始的非线性

革命，至今方兴未艾，而以生命科学，系统科学与行为科学为主体的复杂系统（或复杂

性）科学，又兴起新的浪潮。从航空航天机械工业中的流动控制到灾害性气象气候的预

报，从生物生命系统的调控到商业金融流动的管理，对多尺度多层次复杂系统的认识与

国计民生息息相关。

复杂系统科学的深入研究和广泛传播，是国家建设和人类长远发展的现实需要。胡锦涛

主席在2004年两院院士大会上在总结我国全面建设的过程中出现的各种问题后强调"要落

实科学的发展观"，并进而指出"落实科学发展观，是一项系统工程，不仅涉及经济社会

发展的方方面面，而且涉及经济活动、社会活动和自然界的复杂关系，涉及人与经济社

会环境、自然环境的相互作用。这就需要我们采用系统科学的方法来分析、解决问题，

从多因素、多层次、多方面入手研究经济社会发展和社会形态、自然形态的大系统。"

在上述学术研究和社会发展的背景之下，我们将以北大湍流与复杂系统国家重点实验室

开展的湍流的复杂系统论研究、运动人体科学、思维科学、社会复杂系统的具体研究为

基础，全面的介绍复杂系统思维和科学研究方法。并通过介绍一些科学研究的前沿性问

题，激发同学思考，带领同学们进入研究性学习的状态，展开跨学科的研究，进而对国

家以及人类发展过程中所面临的重大问题展开深入思考，为北京大学文理交叉的科学研

究奠定基础。。

本课程以教师主题讲座为主，以同学与老师在课堂上直接讨论以及课后同学组成的兴趣

小组的学习研究为辅。学生的研究性论文作为本课程学习成绩的评定依据。

附件是参考书目。

授课教师简介:

佘振苏是国际湍流界有广泛影响的学者。1997年成为美国加州大学洛杉矶分校正教授，

1999年成为教育部首批长江学者特聘教授，2003年被授予"中国青年科学家奖"，2008年

成为首批中组部"千人计划"国家特聘专家。

他从事湍流研究至今28年，在SCI学术刊物上发表论文71篇，其中Nature1篇，PRL12篇，

其中六篇论文单篇SCI他引超过100次，所有论文累计被引2361次。佘振苏突出的研究成

果包括：1. 均匀各向同性湍流小尺度间隙涡结构的发现和湍流脉动的非高斯分布理论的

建立。该工作改变了人们对湍流小尺度脉动混乱性的认识，被1990年美国物理学会Phys

ics Today杂志封面刊登，至今SCI他引达到236次。2. 湍流层次结构标度律理论的建立

和发展。该成果自1994年发表以来，收到来自四十多个国家的学者和一百二十多个与力

学相关的SCI杂志的引用和评论，单篇他引达到514次。来自ISI引用统计数据表明，在P

RL四十年来发表的所有湍流论文（共1400余篇）中，SL94引用频率和总次数皆排名第1。

人们不仅在流动湍流的实验、计算中验证了层次相似律，而且将其成功地推广运用于磁

流体湍流、宇宙重子流、星际超声速湍流、以及图像处理、DNA分析、时空混沌、人体心

率脉动等多尺度脉动场的研究。

1999年以来，佘振苏转向与工程复杂流动密切相关的湍流边界层理论研究。他另辟蹊径

，潜心思考十余年，在复杂系统思想指导下建立了结构系综新理论。最新结果获得美国

工程院院士Hussain、美国科学院院士Goldenfeld和Ahlers、德国马普所所长Bodenscha

tz等人的由衷赞赏，这些著名学者正形成一个以结构系综思想为中心的国际合作网络，

与佘振苏携手共同挑战"湍流世纪难题"。2009年，在他的组织下，973项目"飞行器气动

力学与光学设计中的关键湍流问题"顺利启动，他担任首席科学家，正在将新发展的结构

系综理论运用于发展航空航天复杂流动的湍流计算模型。

近年来，佘振苏还在复杂系统研究方面开展了一系列原创性探索。他将复杂湍流结构研

究成果应用于生物基因序列的研究，取得了一系列的跨学科成果；在科技奥运中，运用

钱学森复杂系统思想，系统集成了针对运动员训练的认知科学、神经科学、运动训练学

等多门学科知识，开发了运动员意志力和抗干扰能力的超常心理训练新模式，取得了运

动员比赛成绩跨越式进步的显著效果。一系列大跨度的科研活动促使他开展了深度的哲

学思考，在复杂系统本体论、认识论、方法论等方面产生了一系列新颖见解，从一个单

纯的湍流研究学者成长为复杂系统理论研究的专家。