數學專業方向與就業前景詳細分析

上周，我們(men) 很榮幸地邀請到了中國科學院W副研究員，為(wei) 我們(men) 帶來精彩的科學講座——數學的樂(le) 趣 兼談數學專(zhuan) 業(ye) 方向與(yu) 就業(ye) 前景。錯過直播家長和同學們(men) ，請查收本期直播分享精彩內(nei) 容～

我們(men) 整理了教授講座的重點內(nei) 容，供大家回顧參考。

為(wei) 什麽(me) 要學習(xi) 、研究數學？

-有人把學數學當做一種樂(le) 趣，就是單純地喜歡數學，願意把自己的精力投入到數學研究中去。比如數學家們(men) ，認為(wei) 解決(jue) 各種問題代表了人類認知水平的上升。

-在西方國家看來，數學的盡頭是哲學。探索、研究數學，很多時候是由於(yu) 我們(men) 想去探索關(guan) 於(yu) 宇宙萬(wan) 事萬(wan) 物的終極規律。

-數學的廣泛應用。數學在其他學科領域發展過程中起到了重要的作用。比如，愛因斯坦之前找不到數學工具去描述他腦海裏的宇宙，後來通過黎曼提出的幾何理論，發展出了廣義(yi) 相對論。另外，數學在現實生活當中的應用也非常廣泛，像現在很多高新技術的發展，都離不開數學的影子。

數學學什麽(me) ？（數學的專(zhuan) 業(ye) 方向）

-基礎數學（分析、數論、代數、幾何、拓撲、代數幾何、微分方程、動力係統、組合、數理邏輯等）

-應用數學（數學模型、生物數學、金融數學、經濟數學、信息科學、圖與(yu) 網絡流、計算流體(ti) 力學等）

-計算數學（數值代數與(yu) 科學計算、微分方程數值解、積分方程數值解、最優(you) 化及其算法、小波分析、應用與(yu) 計算調和分析、模糊數學等）

-概率統計（概率論、數理統計、大數據、數據分析、數據挖掘、信息幾何、機器學習(xi) 等）

-運籌學（線性規劃、整數規劃、非線性規劃、圖與(yu) 網絡優(you) 化、博弈論、排隊論、庫倫(lun) 論、對策論等）

-係統科學（控製論、複雜係統、係統動力學、係統生物學、複雜網絡、混沌理論等）

-理論計算機科學（離散數學、算法、計算複雜性、計算理論、量子計算、密碼學、隱私計算等）

 # 學數學有什麽(me) 用？

-在各種高新技術發展過程中，數學都發揮了很重要的應用，比如雲(yun) 計算、大數據、物聯網、量子計算、區塊鏈、5G、航空航天、人工智能等等，所有這些技術的底層邏輯都是數學

-在現實生活中，可以應用於(yu) 人口預測、交通控製、貨物運輸、生產(chan) 規劃、投資理財、建築設計、產(chan) 品倉(cang) 儲(chu) 、資源分配、廣告投放、餐飲外賣、疫情傳(chuan) 播預測

-案例1：COVID-19感染人數預測、統計

用的是數學上的微分方程模型，通過這組龐大的方程，來描述傳(chuan) 染病的傳(chuan) 染規律。

感興(xing) 趣的學生家長可以查找對應文章閱讀：

Projecting the transmission dynamics of SARS-CoV-2 through the postpandemic perid, Science 2020

-案例2：疫苗接種方案

通過龐大的方程組來建立問題的模型。

感興(xing) 趣的學生家長可以查找對應文章閱讀：

Dynamic prioritization of COVID-19 vaccines when social distancing is limited for essential workers, PANS 2021

學數學的就業(ye) 前景

-教職領域：數學專(zhuan) 業(ye) 的博士，未來可以做數學方麵的專(zhuan) 職教師或者從(cong) 事科研工作

-IT&互聯網領域：程序員、數據分析師之類的崗位

-高新科技領域：航空航天、通信等工作

-金融領域：投資、基金、保險、理財等工作

未來打算學數學，可以做些什麽(me) 準備？

首先，建議大家學習(xi) 好現階段的數學知識，不一定要超前學習(xi) ，但是需要把現階段的數學知識掌握紮實。

其次，如果不是對做題特別排斥，建議大家要多做題，做難題，不要覺得做題沒有用，做題是提升和訓練數學水平最好的方式。

第三點，建議大家多讀科普文獻和書(shu) 籍，了解現代數學的研究方向。

最後，如果大家感興(xing) 趣，可以去做一些探索性的研究來體(ti) 會(hui) 數學的應用。比如數學模型與(yu) 數學建模、統計學與(yu) 數據分析、數據挖掘與(yu) 機器學習(xi) 、線性代數與(yu) 圖像處理、密碼學與(yu) 隱私計算。建議同學們(men) 可以找一些相關(guan) 的項目做一做，體(ti) 會(hui) 一下數學到底是如何在這些實際情況中被應用的。

教授Q&A

1. 家長問：孩子目前高一，有什麽(me) 數學活動是可以參加的？

教授答：高一階段由於(yu) 學的數學知識比較少、比較淺，可以嚐試一些數學建模方麵的活動，因為(wei) 數學模型裏所用的知識並不一定很高深，基礎的數學知識已經可以幫助我們(men) 解決(jue) 一些問題了。或者可以做一些統計學方麵的活動。想要真正掌握統計學的理論，會(hui) 比較吃力，但是可以嚐試利用統計學裏的技術去做數據分析方麵的探索，通過這樣的方式了解統計學目前的核心思想是什麽(me) 、應該如何做。

2. 家長問：高二想要做一個(ge) 跟數學相關(guan) 的科研，不知道該選擇什麽(me) 方向？

教授答：高二的學生已經具備了一些數學方麵的知識積累，像我們(men) 剛剛提到的數學建模，就特別適合學生來做科研。因為(wei) 高中階段想做純數學的研究是不可能的，現在很多數學專(zhuan) 業(ye) 的博士都畢不了業(ye) ，純數學的研究在今天已經非常困難了。所以建議大家做探索性的應用性研究，像數學建模這種，利用現階段的數學知識，解決(jue) 具體(ti) 的現實問題。這還可以和競賽結合起來，比如美國這邊有一個(ge) 高中生數學建模競賽HiMCM，每年都會(hui) 舉(ju) 辦一次，這個(ge) 競賽會(hui) 給到一些實際問題讓學生去建立模型解決(jue) 。除此之外，如果已經超前學習(xi) 並掌握了線性代數相關(guan) 的知識，也可以應用到圖像處理或者信號處理中去。

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