中科院系统研究所所长郭雷从事的控制科学是一门高度综合的交叉学科，处于数学、计算机科学和工程技术科学相互作用的前沿，并且与自然科学和管理科学的各门分支有密切联系。它的应用已遍及当今社会的各方面，成为人们认识和改造世界进程中不可缺少的手段。在读研究生时，22岁的郭雷在导师的指导下，通过摒弃传统的连续插值方法，创造性地直接研究随机矩阵的无穷乘积，在国际上首次证明了非“持续激励”情形下随机梯度算法的收敛性。此成果至今仍处于国际领先水平。其方法的新颖性和结果的深刻性得到国际同行的高度赞誉。在研究生期间，郭雷与导师合作完成了近20篇论文，全部以英文发表在国内外核心学术刊物上，其中科研项目“动态系统的辨识与适应控制”获得1987年国家自然科学三等奖。一些成果被选入美国“控制与动态系统进展”系列专著中，他们提出的“衰减激励”方法被评作是使估计与控制同时达到最佳的“强有力方法”。
此后无论是在异国他乡作博士后，还是在国内从事研究，他始终刻苦攻关，勇攀科学研究高峰，先后取得了重要成就。
——1988年，他发表的“关于利用滤波器估计时变参数”的论文，第一次解决了一般不平稳随机情形下，对系统内部不断变化的未知参数进行估计时的稳定性问题。为此他荣获了国际自动控制联合会颁发的“青年作者奖”，是迄今为止该奖得主中唯一的中国人。
——1990年，他被国际公认的控制理论权威刊物——美国工业与应用数学学会的《控制与优化杂志》聘任为副主编，这是该刊创办三十年来第一次聘任亚洲人担任此职，也是进入编委的第一个中国人，这一年他仅28岁。
——1993年，他解决了自动控制领域“自校正调节器的稳定性与收敛性”这一20年悬而未决的国际著名难题。
——1997年，他主持的“自适应估计与控制的基础理论”科技攻关项目获得国家自然科学三等奖。
——1998年，郭雷因对“自适应控制和系统辨识领域的三个关键的基本理论问题做出了突破性贡献”，当选为国际上最大的专业学术组织美国电子与电气工程师学会的FELLOW，这是该学会颁发的最有声望的荣誉之一。
近年来，郭雷先后发表专著两部，论文70余篇，其中有11篇发表在自动控制领域声望最高的学术刊物上，得到国内外同行的高度评价。
科学研究是一项神圣而艰苦的事业，郭雷深切地感到在目前我们国家经济还不发达的情况下，从事基础科学研究不仅要有满腔热情，而且要有艰苦奋斗的精神。郭雷对祖国怀有浓厚的感情，多次放弃到国外工作的机会，在自己热爱的祖国忘我地工作，默默地奉献。1989年回国后，他一直立足国内从事科研和培养学生的工作。
1998年底，郭雷担任了中科院系统研究所所长，作为该领域的国内外的学术带头人，他致力于发展我国的系统科学事业，不断推动全所的科研工作面向世界，面向未来，鼓励青年人参与科研竞争，使这门重要的交叉学科更好地为国家的现代化事业服务。郭雷是在中国大地上成长起来的具有国际声望的青年科学家，在自动控制领域做出了突出的贡献，他曾荣获过“中国青年科学家奖”，并曾被评为“中国十大杰出青年”、“中青年有突出贡献专家”。
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