作者:贾仁安 徐波 来源:中国科学报 发布时间:2018/5/4 8:47:16
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系统动力学学科建设薪火相传

 

■贾仁安 徐波

作为共性结构重要组成部分的系统基模,其结构如何,可能的行为模式有哪些;怎样逐步添加因果变量而建成一个系统动力学模型,其有效性如何检验等等——钟永光、贾晓菁、钱颖等学者对这些问题进行了长期探索,相关研究由国家科学技术学术著作出版基金资助出版了《系统动力学前沿与应用》一书。

系统动力学于20世纪70年代末引入中国,杨通谊、王其藩、许庆瑞和胡玉奎等学者是积极倡导者。王其藩师从系统动力学创始人Forrester Jay W。钟永光师从王其藩攻读博士学位。钱颖师从PalDavidsen攻读硕士、博士学位。PalDavidsen曾在MIT(麻省理工学院)访学,师从 Forrester。贾晓菁自中学时代就跟随父亲贾仁安接触系统动力学,深受父亲的影响和熏陶,在攻读博士学位期间把系统动力学作为研究方向,一直从事相关研究。

王其藩1981年赴MIT访问,1983年被吸收为MIT系统动力学研究中心终身成员。王其藩是中国系统工程学会系统动力学专业委员会创始人、国际系统动力学会中国分会创始人,曾任System Dynamics Review杂志副主编、系统动力学专业委员会第一届至第三届理事会主任委员、国际系统动力学学会主席(2006~2008年)等职。2016年5月,王其藩因病在上海逝世,享年82岁。系统动力学专业委员会敬献挽联:“治学求真,依反馈回路研复杂系统,道启中国一脉;教书育人,由因果关联寻最优决策,薪传学界千秋。”

2016年11月,Forrester与世长辞,享年98岁。这是国际系统动力学界的又一重大损失。20世纪70年代初,拥有来自26个国家75名科学家的罗马俱乐部,困惑于世界面临人口增长与资源日益枯竭的前景,寄希望于Forrester团队开展相关研究。其研究报告《增长的极限》被西方称为“70年代的爆炸性杰作”。在第1版出版20年后的1992年,《超越极限:正视全球性崩溃,展望一个可持续的未来》面世,对1972年在《增长的极限》中的研究进行了20年来的更新。在第1版出版32年后的2004年,《增长的极限30年版》出版,该书对第1版进行了30年来的更新。第1版出版40年后的2012年,Randers出版了《2052:未来四十年的全球性预测》。Forrester团队探索的脚步从未停止……

Forrester为庆祝国际系统动力学创立50周年,在System Dynamics Review专刊上,2007年发表了总结过去的System dynamics——a personal view of the first fifty years和展望未来的System dynamics——the next fifty years,在这两篇论文中都提到了共性结构。1995年王其藩指出:根据系统相似性,对一类或多类系统辨识和提取共性结构,对推动系统动力学发展具有一定的理论和应用价值。作为共性结构重要组成部分的系统基模,其结构如何?可能的行为模式有哪些?对这些问题,王其藩的博士后张显东,2004年在课堂上曾引导学生系统思考,钟永光恰在其中参与讨论,12年之后,《系统动力学前沿与应用》给出了解析。

系统动力学建模过程:逐步添加因果变量绘制因果回路图,之后逐步添加存量流量绘制存量流量图;但迄今为止,对一个系统动力学模型应怎样逐步添加而成,这个模型含有多少反馈环,各反馈环中又有何具体反馈关系?建模者自己也难以说清楚。《系统动力学前沿与应用》中给出了原创性回答,研发出流率入树建模法、枝向量行列式反馈环计算法、枝向量矩阵反馈环计算法、极小基模生成集法、顶点赋权图法等一套完整的方法体系。这些研究成果,全部来源于贾仁安团队的系统工程实践,既解决了现实问题,又提出了新的理论方法,成为系统动力学理论体系的重要构成。

钱学森曾警示大家:“系统动力学创始人Forrester自己就提出,对他的方法要慎重,要研究模型的可信度。但国内有些人对此却毫不担心,‘大胆’使用。”钱老的话可谓真知灼见。《系统动力学前沿与应用》力图在模型检验方面有所贡献。

(作者贾仁安、徐波系中国系统工程学会常务理事)

《系统动力学前沿与应用》,钟永光、贾晓菁、钱颖著,科学出版社2017年4月出版

《中国科学报》 (2018-05-04 第6版 读书)
 
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