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物理力學(xué) 錢(qián)學(xué)森在１９４６年將稀薄氣體的物理、化學(xué)和力學(xué)特性結(jié)合起來(lái)的研究，是先驅(qū)性的工作。１９５３年，他正式提出物理力學(xué)概念，主張從物質(zhì)的微觀規(guī)律確定其宏觀力學(xué)特性，改變過(guò)去只靠實(shí)驗(yàn)測(cè)定力學(xué)性質(zhì)的方法，大大節(jié)約了人力物力，并開(kāi)拓了高溫高壓的新領(lǐng)域。１９６１年他編著的《物理力學(xué)講義》正式出版�，F(xiàn)在這門(mén)學(xué)科的帶頭人是芶清泉。１９８４年，錢(qián)學(xué)森向芶清泉建議，把物理力學(xué)擴(kuò)展到原子分子設(shè)計(jì)的工程技術(shù)上。 系統(tǒng)工程 錢(qián)學(xué)森以他在總體、動(dòng)力、制導(dǎo)、氣動(dòng)力、結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)、質(zhì)量控制等領(lǐng)域的豐富知識(shí)，為組織領(lǐng)導(dǎo)我國(guó)火箭、導(dǎo)彈和航天器的研究發(fā)展工作發(fā)揮了巨大作用，他對(duì)中國(guó)火箭導(dǎo)彈和航天事業(yè)的迅速發(fā)展作出了卓越貢獻(xiàn)。學(xué)術(shù)上最重要的貢獻(xiàn)是發(fā)展了航天系統(tǒng)工程。 航天系統(tǒng)工程的起源，可以追溯到２０世紀(jì)４０年代。在４０年代，噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室通過(guò)研究火箭助推飛機(jī)起飛裝置開(kāi)始，逐步從加州理工學(xué)院的一個(gè)工程研究小組演化成為航天工程研究組織。錢(qián)學(xué)森運(yùn)用并發(fā)展了他在噴氣推進(jìn)工作中獲得的經(jīng)驗(yàn)，從５０年代后期中國(guó)航天計(jì)劃開(kāi)始實(shí)施的時(shí)候起，他就和廣大干部、科技人員在周恩來(lái)總理和聶榮臻主任領(lǐng)導(dǎo)下，把當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)航空技術(shù)發(fā)展中的總體設(shè)計(jì)部和我國(guó)行政組織管理的實(shí)際結(jié)合起來(lái)，這也就是今天稱(chēng)為航天系統(tǒng)工程的組織管理。現(xiàn)在，中國(guó)的航天系統(tǒng)工程已發(fā)展到成熟階段，它包括： （１）由總體設(shè)計(jì)部對(duì)航天工程進(jìn)行科學(xué)的技術(shù)管理（又稱(chēng)技術(shù)協(xié)調(diào)）�？傮w設(shè)計(jì)部由熟悉大系統(tǒng)各方面專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員組成，在總設(shè)計(jì)師的領(lǐng)導(dǎo)下，根據(jù)任務(wù)的要求，用系統(tǒng)分析的方法進(jìn)行大系統(tǒng)指標(biāo)論證、總體方案（包括技術(shù)途徑、經(jīng)濟(jì)性和可行性）論證、流程設(shè)計(jì)和系統(tǒng)環(huán)境分析，選擇總體參數(shù)和構(gòu)形，以確定系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的組成、功能；從整個(gè)大系統(tǒng)的要求出發(fā)，提出各組成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)和技術(shù)要求，將各組成系統(tǒng)結(jié)合成一個(gè)有機(jī)的整體，進(jìn)行系統(tǒng)試驗(yàn)和系統(tǒng)使用方法的總體設(shè)計(jì)，提出各種試驗(yàn)和使用設(shè)施的技術(shù)要求，或?qū)ΜF(xiàn)有試驗(yàn)和使用設(shè)施提出采用或改造的建議。 （２）在整個(gè)航天系統(tǒng)工程過(guò)程中，采用建模與仿真技術(shù)。包括數(shù)字仿真和半實(shí)物仿真，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)方案的整體優(yōu)化、系統(tǒng)功能和結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)一致。 （３）計(jì)劃管理機(jī)關(guān)用管理信息系統(tǒng)對(duì)航天工程實(shí)行科學(xué)的計(jì)劃管理。這種有電子計(jì)算機(jī)的信息系統(tǒng)能夠形成一高效的數(shù)據(jù)庫(kù)，不斷將各項(xiàng)工作的歷史情況和最新進(jìn)度顯示出來(lái)，對(duì)經(jīng)常變動(dòng)的計(jì)劃進(jìn)展情況進(jìn)行快速處理，使計(jì)劃管理人員及時(shí)掌握整體計(jì)劃的全面動(dòng)態(tài)，發(fā)現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)，對(duì)擬采取的計(jì)劃協(xié)調(diào)措施用網(wǎng)絡(luò)模型和電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬，預(yù)測(cè)措施的效果，為決策提供依據(jù)，選擇人力、物力和財(cái)力的最佳調(diào)度方案。航天工程系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)和計(jì)劃管理機(jī)關(guān)，形成航天工程計(jì)劃領(lǐng)導(dǎo)人的參謀機(jī)構(gòu)的整體，前者是航天工程系統(tǒng)總體概念、總體方案、總體設(shè)計(jì)技術(shù)協(xié)調(diào)措施科學(xué)性的體現(xiàn)者；后者是航天工程系統(tǒng)計(jì)劃協(xié)調(diào)措施中科學(xué)性和人、財(cái)、物調(diào)度權(quán)力的體現(xiàn)者。 錢(qián)學(xué)森不僅將我國(guó)航天系統(tǒng)工程的實(shí)踐提煉成航天系統(tǒng)工程理論，并且在８０年代初期提出國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)總體設(shè)計(jì)部的概念，還堅(jiān)持致力于將航天系統(tǒng)工程概念推廣應(yīng)用到整個(gè)國(guó)家和國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中，并從社會(huì)形態(tài)和開(kāi)放復(fù)雜巨系統(tǒng)的高度，論述了社會(huì)系統(tǒng)。任何一個(gè)社會(huì)的社會(huì)形態(tài)都有三個(gè)側(cè)面：經(jīng)濟(jì)的社會(huì)形態(tài)、政治的社會(huì)形態(tài)和意識(shí)的社會(huì)形態(tài)。錢(qián)學(xué)森從而提出把社會(huì)系統(tǒng)劃分為社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、社會(huì)政治系統(tǒng)和社會(huì)意識(shí)系統(tǒng)三個(gè)組成部分。相應(yīng)于三種社會(huì)形態(tài)應(yīng)有三種文明建設(shè)，即物質(zhì)文明建設(shè)（經(jīng)濟(jì)形態(tài)）、政治文明建設(shè)（政治形態(tài)）和精神文明建設(shè)（意識(shí)形態(tài)）。社會(huì)主義文明建設(shè)應(yīng)是這三種文明建設(shè)的協(xié)調(diào)發(fā)展。從實(shí)踐角度來(lái)看，保證這三種建設(shè)協(xié)調(diào)發(fā)展的就是社會(huì)系統(tǒng)工程。從改革和開(kāi)放的現(xiàn)實(shí)來(lái)看，不僅需要經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)工程，更需要社會(huì)系統(tǒng)工程。 系統(tǒng)科學(xué) 錢(qián)學(xué)森對(duì)系統(tǒng)科學(xué)的工作可以追溯到１９５５年。這一年秋天，錢(qián)學(xué)森和許國(guó)志一同把運(yùn)籌學(xué)的“種子”從它的發(fā)源地美國(guó)帶回了祖國(guó)。１９５６年，錢(qián)學(xué)森創(chuàng)建了我國(guó)第一個(gè)運(yùn)籌學(xué)研究組，并把這個(gè)研究組作為他負(fù)責(zé)組建的中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所的組成部分。錢(qián)學(xué)森和許國(guó)志通過(guò)這個(gè)研究組開(kāi)辟了運(yùn)籌學(xué)面向我國(guó)社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展方向。作為一個(gè)有遠(yuǎn)見(jiàn)的科學(xué)家，他在當(dāng)時(shí)已預(yù)見(jiàn)到運(yùn)籌學(xué)不單要研究現(xiàn)有武器裝備的運(yùn)用，而且更要研究未來(lái)武器裝備的規(guī)劃與運(yùn)用。因此，他在國(guó)防部第五研究院創(chuàng)建了我國(guó)第一個(gè)軍事運(yùn)籌學(xué)研究機(jī)構(gòu)——“作戰(zhàn)研究處”，開(kāi)辟了運(yùn)籌學(xué)面向我國(guó)武器裝備規(guī)劃、論證的一個(gè)發(fā)展方向。這可以說(shuō)是我國(guó)國(guó)防系統(tǒng)分析研究工作的起源。 從１９７８年春天開(kāi)始，錢(qián)學(xué)森為促進(jìn)運(yùn)籌學(xué)、系統(tǒng)工程、系統(tǒng)分析在我國(guó)的發(fā)展，作出了重要的貢獻(xiàn)。他先后在北京、成都、昆明、長(zhǎng)沙發(fā)表了一系列學(xué)術(shù)講演。這些講演的主要見(jiàn)解，后來(lái)集中表達(dá)在１９７８年９月２７日公開(kāi)發(fā)表的論文《組織管理的技術(shù)——系統(tǒng)工程》中。這篇論文對(duì)運(yùn)籌學(xué)、系統(tǒng)工程和系統(tǒng)分析科學(xué)活動(dòng)在中國(guó)的繁榮，產(chǎn)生了十分積極的影響。１９７９年７月２４日，錢(qián)學(xué)森應(yīng)邀在中國(guó)人民解放軍總部機(jī)關(guān)領(lǐng)導(dǎo)同志學(xué)習(xí)會(huì)上向數(shù)千名聽(tīng)眾發(fā)表了與王壽云、柴本良合寫(xiě)的題為《軍事系統(tǒng)工程》的長(zhǎng)篇講演，把計(jì)算機(jī)作戰(zhàn)模擬技術(shù)推薦給中國(guó)人民解放軍。他指出：“戰(zhàn)術(shù)模擬技術(shù)，實(shí)質(zhì)上提供了一個(gè)‘作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)室’，在這個(gè)實(shí)驗(yàn)室里，利用模擬的作戰(zhàn)環(huán)境，可以進(jìn)行策略和計(jì)劃的實(shí)驗(yàn)，可以檢驗(yàn)策略和計(jì)劃的缺陷，可以預(yù)測(cè)策略和計(jì)劃的效果，可以評(píng)估武器系統(tǒng)的效能，可以啟發(fā)新的作戰(zhàn)思想�！薄霸谀�擬的可控制的作戰(zhàn)條件下進(jìn)行作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)，能夠?qū)τ嘘P(guān)兵力與武器裝備使用之間的復(fù)雜關(guān)系獲得數(shù)量上的深刻了解。作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)，是軍事科學(xué)研究方法劃時(shí)代的革新。”錢(qián)學(xué)森的這篇講演，對(duì)國(guó)防系統(tǒng)分析在我國(guó)的發(fā)展產(chǎn)生了很大的推動(dòng)作用。１９７９年１０月，錢(qián)學(xué)森在北京主持召開(kāi)了“北京系統(tǒng)工程學(xué)術(shù)討論會(huì)”。這次會(huì)議促成了中國(guó)系統(tǒng)工程學(xué)會(huì)及其所屬專(zhuān)門(mén)從事國(guó)防系統(tǒng)分析研究的群眾性學(xué)術(shù)團(tuán)體——軍事系統(tǒng)工程專(zhuān)業(yè)委員會(huì)于１９８０年正式成立。錢(qián)學(xué)森等著的《論系統(tǒng)工程》在１９８２年１１月出版，增訂版在１９８８年１０月出版。