郭雷，1982年毕业于山东大学数学系；1982—1987年在中国科学院系统科学研究所攻读研究生，获硕士、博士学位；1987—1989年在澳大利亚国立大学从事博士后研究，1992年经中科院特批晋升为研究员；1999—2002年任中国科学院系统科学研究所所长、中国科学院系统控制重点实验室主任，2003—2012年任中国科学院数学与系统科学研究院院长，2010年至今任中国科学院国家数学与交叉科学中心主任。长期从事系统与控制科学研究，重点研究不确定动态系统的学习、滤波、控制与博弈等问题，包括机器学习与系统辨识、人工智能与智能控制、自适应系统理论、博弈控制系统、人机融合系统、复杂系统科学，以及在工程、社会、生命系统中的交叉应用。
代表成果：1）反馈机制能力极限：不同于传统控制方法的研究，把反馈机制整体作为研究对象，提出并系统研究“反馈机制究竟能够应对多大的不确定性”这一基本科学问题；与合作者对几类最基本的非线性不确定系统，发现并证明了若干基本定理、临界常数与不可能性定理，揭示了从“可能控制”到“不可能控制”的临界边界，开启非线性不确定系统中反馈机制能力极限的理论研究。2）自适应控制理论：围绕系统在未知环境中“边学习、边决策、边控制”的闭环本质，克服非线性、随机性，特别是学习与控制之间强耦合带来的困难，解决了自校正调节器收敛性、自适应二次型控制最优性和自适应跳变系统镇定性等若干著名理论难题，建立了这类“认知—决策—行动”一体化自适应反馈系统的稳定性、收敛性与最优性理论。3）自适应滤波理论：面向未知时变参数及随机信号的在线估计与跟踪，首次利用条件数学期望定义“条件激励”概念，刻画一般非独立、非平稳动态数据中的信息更新，突破传统自适应信号处理理论对独立性和平稳性等理想化条件的依赖，建立了最小均方LMS、遗忘因子RLS和Kalman滤波等基础性算法在一般数据条件下的稳定性与性能分析理论；进一步与合作者通过拓展“条件激励”概念，建立了自适应分布式（和联邦式）滤波算法以及Adam等现代学习算法在一般数据条件下的理论基础。4）自适应学习理论：围绕随机系统中“保障可靠学习的最弱信息条件”这一基本科学问题，与合作者取得一系列自适应学习理论成果。针对自适应控制中的随机梯度算法，不但突破了传统持续激励条件限制，而且给出信息矩阵条件数的增长不能超越的理论界限；针对饱和、量化等部分或有限值观测系统以及无穷阶随机系统，提出相应的自适应算法并在尽可能弱的信息条件下建立收敛性与预测理论。5）PID控制的理论基础：鉴于经典PID算法广泛应用于工程、但对非线性不确定系统长期缺少严格理论基础的著名问题，针对几类基本的非线性不确定性系统，与合作者建立了PID控制的全局稳定性与收敛性，同时给出保证闭环稳定的参数区域和参数优化算法。6）博弈控制系统：随着机器智能水平不断提高和人机融合日益深入，越来越多的被调控对象不再是被动装置，而是具有自主目标、能够学习、博弈并根据调控策略改变行为的主体，传统控制理论和经典博弈论均难以处理这类复杂系统的动态调控问题。为此，提出博弈控制系统（GBCS）研究框架，与合作者建立了相应的能控性与能镇定性基本定理，并在此框架下开启自适应博弈理论研究。7）大群体系统的涌现行为：引入随机分析框架，克服大群体系统研究中的动态连通性困难；与合作者分别针对基于几何距离和拓扑距离的局部相互作用，建立了一类基本的非线性、非平衡大群体系统的自组织同步理论，给出保证同步所需的最小相互作用半径和最少连接数的数量级，揭示有限局部作用产生整体有序行为的定量规律。8）系统学与交叉应用：探讨系统学作为系统科学基础理论的具体内涵，提出由系统方法论、演化论、认知论、调控论和实践论构成的“五论”框架，并提出体现系统论特色的系统复杂性概念。在交叉研究与应用方面，带领团队将先进控制理论与方法应用于国家重大工程；开启自适应辨识理论在智慧司法和量刑分析中的应用研究；针对人机融合社会，提出将系统控制与法律规制相结合的调控思想及若干原则；深入分析数字化社会的系统复杂性，提出相应的调控原则与策略；促进数学与其他学科的交叉应用，推动系统学与中医学的交叉研究与人才培养。
相关成果的详细介绍及相应论文可见：http://lsc.amss.cas.cn/guolei/kyjy/kygzjj/
奖励荣誉：
1998年当选美国电气与电子工程师学会会士（IEEE Fellow），2001年当选中国科学院院士，2002年当选发展中国家科学院（TWAS）院士，2007年当选瑞典皇家工程科学院外籍院士，同年当选国际自动控制联合会会士（IFAC Fellow），当选理由为“因在随机系统的自适应控制与估计理论、以及反馈的最大能力研究方面所作出的基础性贡献”；2013年获香港中文大学荣誉教授称号，2014年获瑞典皇家理工学院荣誉博士学位。
1993年获国际自动控制联合会世界大会青年作者奖，获奖理由为“因解决了最小二乘自校正调节器的收敛性及收敛速度这一控制理论中长期悬而未决的问题”；2014年，与合作者关于大群体系统同步性的论文入选美国工业与应用数学学会旗舰期刊《SIAM Review》的精选论文（SIGEST Paper）。曾获“中国十大杰出青年”（1993）、首届国家杰出青年科学基金（1994）、中国青年科学家奖（1994）、中国科学院自然科学奖（1995）、国家自然科学奖（1987、1997）、中国青年五四奖章（1999）、国际自动控制联合会杰出服务奖（2011）、苏步青应用数学奖（2018）等奖励与荣誉。特别是，2019年获IEEE控制系统学会颁发的“波德奖”（Hendrik W. Bode Lecture Prize），获奖理由（奖牌铭文）是“因对自适应控制、系统辨识、自适应信号处理、随机系统及应用数学领域的基础性和实践性贡献”。
多次应邀在控制、数学等领域的旗舰级国际学术会议上作大会报告或特邀报告，包括先后三次在国际自动控制联合会（IFAC）世界大会上的一小时全会报告（Plenary Lecture，1999年北京、2014年南非开普敦、2026年韩国釜山），2002年在北京举行的国际数学家大会（ICM）上的邀请报告，2023年在日本东京举行的国际工业与应用数学世界大会（ICIAM）上的大会邀请报告，以及2019年在法国尼斯举行的第58届IEEE决策与控制会议（CDC）上的波德讲座全会报告；先后入选IEEE控制系统学会和国际自动控制联合会的杰出演讲人计划（2012—2014，2023—2026）。
学术兼职：现任中国科学院学部主席团成员，中国科学院学术委员会委员，国家“十五五”重点研发计划重点专项专家组成员，以及系统、控制与数学等领域国内外多份学术杂志编委、副主编或顾问等。曾任国际自动控制联合会理事会成员（Council Member），国际自动控制联合会建模辨识与信号处理委员会主席，第四十八届IEEE控制与决策大会（CDC）共同主席，第八届国际工业与应用数学世界大会主席 ，国务院学位委员会委员、数学学科评议组召集人，国家重点基础研究发展计划（973）专家顾问组成员，中国科学院学术委员会副主任，中国科学院信息技术科学部主任，亚洲控制协会（ACA）主席，中国工业与应用数学会理事长，中国数学会副理事长，中国自动化学会副理事长，上海系统科学研究院院长，《中国大百科全书（第三版）·系统科学》主编等。
