有了系統(tǒng)分析、系統(tǒng)工程、控制論、運籌學和作戰(zhàn)模擬，從現(xiàn)代科學技術體系的認識考慮，系統(tǒng)科學的概念就形成了。

錢學森對系統(tǒng)科學最重要的貢獻，是他發(fā)展了系統(tǒng)學和開放的復雜巨系統(tǒng)的方法論。錢學森對這一問題的興趣起源于８０年代初對軍事對陣模擬的研究。１９８１年５月２５日，他在與方�？档耐ㄐ胖姓f：“４０年前，Ｊ．馮·諾伊曼（ｖｏｎＮｅｕ－ｍａｎｎ）同Ｏ．莫根施特恩（Ｍｏｒｇｅｎｓｔｅｒｎ）建立了博弈論，后來因為計算理論太繁，實際應用時，往往用Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ數(shù)值法上電子計算機，求得結果。近來，在計算機下棋和簡單的軍事戰(zhàn)斗集體（如排對排）的行動已經實現(xiàn)了。但如何把理論用于結構復雜、成員眾多的對陣集團，問題太復雜，就連電子計算機也不行了。這是軍事系統(tǒng)工程中的一個大問題，也是微觀經濟過渡到宏觀經濟的根本問題。能不能把博弈論和系統(tǒng)學結合起來，以解決此難題？”從１９８１年夏天到１９８２年１０月，在為指導王壽云編著《現(xiàn)代作戰(zhàn)模擬》一書而進行的幾次討論中，錢學森從Ｆ．Ｗ．蘭徹斯特（Ｌａｎｃｈｅｓｔｅｒ）的工作提煉出半經驗半理論的處理復雜對陣問題的方法論（見《現(xiàn)代作戰(zhàn)模擬》第三章）。在后來的研究工作中，錢學森賦予這一方法論更廣泛的含義（參見《論系統(tǒng)工程》增訂版說明）：處理復雜行為系統(tǒng)的定量方法學，是科學理論、經驗和專家判斷力的結合。這種定量方法學，是半經驗半理論的。提出經驗性假設（猜想和判斷），是建立復雜行為系統(tǒng)數(shù)學模型的出發(fā)點。這些經驗性假設（猜想或判斷）不能用嚴謹?shù)目茖W方式證明，但需用經驗性數(shù)據(jù)對其確實性進行檢測。從經驗性假設（猜想或判斷）出發(fā)，通過定量方法途徑獲得的結論，仍然具有半經驗、半理論的屬性。當人們尋求用定量方法學處理復雜行為系統(tǒng)時，容易注重于數(shù)學模型的邏輯處理，而忽視數(shù)學模型微妙的經驗含義或解釋。要知道，這樣的數(shù)學模型看來“理論性”很強，其實不免牽強附會，從而脫離真實。與其如此，反不如從建模一開始就老老實實承認理論的不足，而求援于經驗判斷，讓定性的方法與定量的方法結合起來，最后定量。這樣的系統(tǒng)建模方法是建模者判斷力的增強與擴充，是很重要的。錢學森并沒有把研究工作停止在這一水平上，他同于景元、戴汝為合作，深入到一個科學新領域——開放的復雜巨系統(tǒng)及其方法論（參見《自然雜志》１３卷１期）。開放的復雜巨系統(tǒng)目標還沒有形成從微觀到宏觀的理論，沒有從子系統(tǒng)相互作用出發(fā)，構筑出來的統(tǒng)計力學理論。那么有沒有研究方法呢？有些人想得比較簡單，硬要把處理簡單系統(tǒng)或簡單巨系統(tǒng)的方法用來處理開放的復雜巨系統(tǒng)。他們沒有看到這些理論方法的局限性和應用范圍，生搬硬套，結果適得其反。例如，運籌學中的對策論，就其理論框架而言，是研究社會系統(tǒng)的很好工具，但對策論今天所達到的水平和取得的成就，遠不能處理社會系統(tǒng)的復雜問題，原因在于對策論中已把人的社會性、復雜性、人的心理和行為的不確定性過于簡化了，以致于把復雜巨系統(tǒng)問題變成了簡單巨系統(tǒng)或簡單系統(tǒng)的問題了。同樣，把系統(tǒng)動力學、自組織理論用到開放的復雜巨系統(tǒng)研究之中，之所以不能成功，其原因也在于此。系統(tǒng)動力學創(chuàng)始人Ｊ．福雷斯特（Ｆｏｒｒｅｓｔｅｒ）就提出，對他的方法要慎重，要研究模型的可信度。錢學森在１９８９年指出，實踐已經證明，現(xiàn)在能用的、唯一能有效處理開放的復雜巨系統(tǒng)（包括社會系統(tǒng)）的方法，就是從定性到定量的綜合集成方法，這個方法是在復雜巨系統(tǒng)研究實踐的基礎上，提煉、概括和抽象出來的。除去復雜軍事對陣系統(tǒng)外，各類復雜巨系統(tǒng)的研究實踐還包括：

（１）在社會系統(tǒng)中，由幾百個或上千個變量所描述的定性定量相結合的系統(tǒng)工程技術對社會經濟系統(tǒng)的研究和應用。

（２）在人體系統(tǒng)中，把生理學、心理學、西醫(yī)學、傳統(tǒng)醫(yī)學以及氣功、人體特異功能等綜合起來的研究。

（３）在地理系統(tǒng)中，用生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境保護以及區(qū)域規(guī)劃等綜合探討地理科學的工作。

在這些研究和應用中，通常是科學理論、經驗知識和專家判斷力相結合，提出經驗性假設（判斷或猜想）；而這些經驗性假設不能用嚴謹?shù)目茖W方式加以證明，往往是定性的認識，但可用經驗性數(shù)據(jù)和資料，以及幾十、幾百、上千個參數(shù)的模型對其確實性進行檢測；而這些模型也必須建立在經驗和對系統(tǒng)的實際理解上，經過定量計算，通過反復對比，最后形成結論；這樣的結論就是我們在現(xiàn)階段認識客觀事物所能達到的最佳結論，是從定性上升到定量的認識。定性定量相結合的綜合集成法，就其實質而言，是將專家群體（包括各種有關專家）、數(shù)據(jù)和各種信息與計算機技術有機地結合起來，把各種學科的科學理論和人的經驗知識結合起來。這個方法應用的成功，就在于發(fā)揮了這個系統(tǒng)的整體優(yōu)勢和綜合優(yōu)勢。近幾年，國外有人提出綜合分析方法（ｍｅｔａ－ａｎａｌｙｓｉｓ），對不同領域的信息進行跨域分析綜合，但還不成熟，方法也太簡單。而從定性到定量的綜合集成法卻是真正的綜合分析方法。錢學森在１９９２年進而提出了從定性到定量的綜合集成法的應用形式。錢學森的系統(tǒng)科學思想，使人們認識到開放的復雜巨系統(tǒng)具有科學與經驗相結合的本質，并指導人們運用一種科學的途徑去尋求科學與經驗相結合的解答。