《系統科學前沿》(第二期）第七課：多主體建模vs系統動力學

導語

集智學園聯合北師大系統科學學院開設，以方福康先生系統科學文集為思想基石，匯聚北師大系統科學領域十位教授，系統整合統計物理、生命系統中的智能行為、社會復雜系統建模、人工智能與復雜網絡等多個交叉方向，構建一條從微觀機制到宏觀結構、從理論分析到實際應用的知識脈絡。

本期課程中，北京師范大學系統科學學院陳六君老師將以“宏觀建模（SD）vs. 微觀建模（ABM）”為核心，講解如何在研究人口、經濟、社會行為或生態系統時選擇合適的建模方式，幫助你建立多尺度的系統建模認知，理解它們如何共同構成研究復雜系統的關鍵工具箱。

課程簡介

在復雜系統演化研究中，宏觀與微觀兩種視角常常相輔相成。宏觀建模關注總體變量的相互作用，借助方程和動力學系統揭示整體演化規律；微觀建模則聚焦個體異質性與交互機制，通過局部規則展現宏觀層面的涌現現象。本課程以“系統演化建模方法”為主題，介紹兩類典型框架：基于變量的建模方法與基于主體的建模方法（Agent-based Modelling, ABM）。在基于變量的部分，將重點講解系統動力學（System Dynamics, SD）的建模流程與工具 Vensim，結合經典案例“世界模型”探討其在宏觀政策與可持續發展研究中的應用。在基于主體的部分，將以“隔離模型”為例闡述 ABM 的核心邏輯，并展示其在社會經濟系統研究中的典型應用。同時，還將介紹 ODD 協議（Overview, Design concepts, Details），展示如何以清晰、規范的方式描述與交流 ABM 模型，從而提升模型的透明度與可復現性。

主講人

陳六君，北京師范大學系統科學學院副教授，1998 年畢業于北京師范大學物理學系，2004 年獲系統理論專業獲博士學位。研究方向為復雜系統建模和社會經濟系統分析，研究內容涉及行為博弈實驗、電力系統低碳轉型模擬和基于姓氏的人類學研究等領域。

課程目標

1. 了解宏觀和微觀建模的不同視角

2. 了解兩種建模方法的模擬工具

3. 通過案例體會仿真模擬的可能應用

核心亮點

• 兩種建模方法的對比：變量vs主體，關系vs規則，宏觀 vs 微觀

• 兩個模擬工具：Vensim和NetLogo

• 模型規范與可復現性：ODD 協議教你如何清晰描述復雜的ABM模型

提綱

第一部分:復雜系統的宏觀視角與微觀視角

• 引入：復雜系統何以復雜

• 理解世界的兩種視角:自上而下還是自下而上

• 因果回路分析:系統是如何牽一發而動全身的？

• 系統基模：這是我們逃不出的“宿命”嗎？

• Vensim : 一個快速上手的SD模擬工具

• 隔離模型中的涌現現象: 微觀規則如何塑造宏觀模式

• ODD協議:如何清晰地描述一個ABM模型

• NetLogo:一個結構化的ABM模擬工具

• SD vs ABM: 如何選擇

• 在電力轉型政策模擬中的應用

課程安排

上課時間：12月5日晚19：30 -21：30，授課1.5小時，答疑0.5小時。

課程形式：騰訊會議線上課，集智學園網站錄播。

課程周期：2025年12月5日第七課，每周五晚19：30-21：30點，授課1.5小時，答疑0.5小時。

課程適用

本次課程適合：

• 想初步了解SD 與 ABM建模思路、區別及實際應用的新手

• 希望開展政策模擬、社會經濟系統建模的研究人員

• 希望借助模型工具提升科研思維的跨學科學習者

推薦內容

1. Forrester, J.W., System dynamics - the next fifty years. System Dynamics Review, 2007. 23(2-3): p. 359-370

2. 德內拉.梅多斯，系統之美（Thinking in Systems: A Primer）[M]，杭州：浙江人民出版社，2012.

3. Railsback, S. F., & Grimm, V. Agent-Based and Individual-Based Modeling: A Practical Introduction (2nd ed.). Princeton University Press. 2020.

付費流程

課程頁面填寫學員登記表，微信掃碼入群；

課程可開發票。

關于主辦方

北京師范大學-系統科學學科團隊

北京師范大學是中國系統科學學科的重要發源地之一，自20世紀70年代末即開始布局相關研究和教育體系。學院已建立起從本科到博士后完整的人才培養體系，并在復雜系統研究領域形成深厚積淀。依照北京師范大學“一體兩翼”辦學格局，北京師范大學系統科學學科研究生培養分別在北京校區和珠海校區進行。北京校區培養單位為系統科學學院、珠海校區培養單位是文理學院系統科學系（含復雜系統國際科學中心）

【北京校區】

北京校區系統科學研究團隊聚焦復雜系統的結構、演化和控制等方面。研究內容涵蓋從自然到社會的多個層面，尤其在復雜系統的涌現行為與控制優化、社會經濟系統建模、生命與腦認知系統的自組織行為、多主體系統與智能算法、以及復雜系統的信息建模等方面形成了特色鮮明、國際接軌的研究方向，并在復雜網絡、腦科學、經濟系統建模等研究領域取得了一系列有影響力的成果，多篇論文被國際權威期刊選為封面或亮點評述，并受到國內外學術界和主流媒體廣泛關注。

【珠海校區】

珠海校區系統科學團隊由國際系統與控制科學院院士狄增如教授領銜。除院士工作站外，校區還建有廣東省高校系統涌現與自然智能重點實驗室，具備先進的實驗條件、完善的計算機系統支持與優越的科研實踐平臺。團隊匯聚十余名優秀的中青年教師，擁有堅實的數學與物理學基礎，長期在系統科學基礎理論、生物與腦科學、社會經濟系統等交叉領域開展創新性研究。依托雄厚的人才力量與科研條件，團隊在研究生高質量培養方面積累了豐富經驗，取得了一系列具有原創性的研究成果，并在高水平學術期刊上發表多篇論文，產生了廣泛的國內外學術影響。

珠海校區獨立招收本科、碩士、博士學生，頒發學位證書同北京校區一樣。同時，珠海校區也提供博后與青年PI職位。

集智學園：

集智學園作為集智科學研究中心孕育的商業公司，力圖傳播復雜科學、人工智能等前沿知識和新興技術，促進、推動復雜科學領域的知識探索與生態構建。合作伙伴包括騰訊、華為、北京師范大學、湖畔大學、混沌大學等多家知名機構。2019年被評定為“中關村高新技術企業”和“國家高新技術企業”。

口號：學復雜科學，到集智學園

使命：梳理復雜知識體系，普及科學理論方法。