数学专业方向与就业前景详细分析

上周，我们很荣幸地邀请到了中国科学院W副研究员，为我们带来精彩的科学讲座——数学的乐趣 兼谈数学专业方向与就业前景。错过直播家长和同学们，请查收本期直播分享精彩内容～

我们整理了教授讲座的重点内容，供大家回顾参考。

为什么要学习、研究数学？

-有人把学数学当做一种乐趣，就是单纯地喜欢数学，愿意把自己的精力投入到数学研究中去。比如数学家们，认为解决各种问题代表了人类认知水平的上升。

-在西方国家看来，数学的尽头是哲学。探索、研究数学，很多时候是由于我们想去探索关于宇宙万事万物的终极规律。

-数学的广泛应用。数学在其他学科领域发展过程中起到了重要的作用。比如，爱因斯坦之前找不到数学工具去描述他脑海里的宇宙，后来通过黎曼提出的几何理论，发展出了广义相对论。另外，数学在现实生活当中的应用也非常广泛，像现在很多高新技术的发展，都离不开数学的影子。

数学学什么？（数学的专业方向）

-基础数学（分析、数论、代数、几何、拓扑、代数几何、微分方程、动力系统、组合、数理逻辑等）

-应用数学（数学模型、生物数学、金融数学、经济数学、信息科学、图与网络流、计算流体力学等）

-计算数学（数值代数与科学计算、微分方程数值解、积分方程数值解、最优化及其算法、小波分析、应用与计算调和分析、模糊数学等）

-概率统计（概率论、数理统计、大数据、数据分析、数据挖掘、信息几何、机器学习等）

-运筹学（线性规划、整数规划、非线性规划、图与网络优化、博弈论、排队论、库伦论、对策论等）

-系统科学（控制论、复杂系统、系统动力学、系统生物学、复杂网络、混沌理论等）

-理论计算机科学（离散数学、算法、计算复杂性、计算理论、量子计算、密码学、隐私计算等）

 # 学数学有什么用？

-在各种高新技术发展过程中，数学都发挥了很重要的应用，比如云计算、大数据、物联网、量子计算、区块链、5G、航空航天、人工智能等等，所有这些技术的底层逻辑都是数学

-在现实生活中，可以应用于人口预测、交通控制、货物运输、生产规划、投资理财、建筑设计、产品仓储、资源分配、广告投放、餐饮外卖、疫情传播预测

-案例1：COVID-19感染人数预测、统计

用的是数学上的微分方程模型，通过这组庞大的方程，来描述传染病的传染规律。

感兴趣的学生家长可以查找对应文章阅读：

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

-案例2：疫苗接种方案

通过庞大的方程组来建立问题的模型。

感兴趣的学生家长可以查找对应文章阅读：

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

学数学的就业前景

-教职领域：数学专业的博士，未来可以做数学方面的专职教师或者从事科研工作

-IT&互联网领域：程序员、数据分析师之类的岗位

-高新科技领域：航空航天、通信等工作

-金融领域：投资、基金、保险、理财等工作

未来打算学数学，可以做些什么准备？

首先，建议大家学习好现阶段的数学知识，不一定要超前学习，但是需要把现阶段的数学知识掌握扎实。

其次，如果不是对做题特别排斥，建议大家要多做题，做难题，不要觉得做题没有用，做题是提升和训练数学水平最好的方式。

第三点，建议大家多读科普文献和书籍，了解现代数学的研究方向。

最后，如果大家感兴趣，可以去做一些探索性的研究来体会数学的应用。比如数学模型与数学建模、统计学与数据分析、数据挖掘与机器学习、线性代数与图像处理、密码学与隐私计算。建议同学们可以找一些相关的项目做一做，体会一下数学到底是如何在这些实际情况中被应用的。

教授Q&A

1. 家长问：孩子目前高一，有什么数学活动是可以参加的？

教授答：高一阶段由于学的数学知识比较少、比较浅，可以尝试一些数学建模方面的活动，因为数学模型里所用的知识并不一定很高深，基础的数学知识已经可以帮助我们解决一些问题了。或者可以做一些统计学方面的活动。想要真正掌握统计学的理论，会比较吃力，但是可以尝试利用统计学里的技术去做数据分析方面的探索，通过这样的方式了解统计学目前的核心思想是什么、应该如何做。

2. 家长问：高二想要做一个跟数学相关的科研，不知道该选择什么方向？

教授答：高二的学生已经具备了一些数学方面的知识积累，像我们刚刚提到的数学建模，就特别适合学生来做科研。因为高中阶段想做纯数学的研究是不可能的，现在很多数学专业的博士都毕不了业，纯数学的研究在今天已经非常困难了。所以建议大家做探索性的应用性研究，像数学建模这种，利用现阶段的数学知识，解决具体的现实问题。这还可以和竞赛结合起来，比如美国这边有一个高中生数学建模竞赛HiMCM，每年都会举办一次，这个竞赛会给到一些实际问题让学生去建立模型解决。除此之外，如果已经超前学习并掌握了线性代数相关的知识，也可以应用到图像处理或者信号处理中去。

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