对于大多数中国考生来说,高考无疑是很重要的一场考试。接踵而来的填报志愿无疑也是很让人头疼的一件事,我听过的大多数说法就是,对大学专业不够了解,要么听从父母的安排,要么按照自己的意愿来报了。至于我呢,当时差点要去学中医了,但后来还是选择了数学(单纯地以为自己高中数学还不错)。笔者(现就读于四川大学数学学院)即将毕业,接下来便是要读研。写这篇文章的初衷就是向大家系统地介绍这一专业。
总体大致的结构图如下所示(嘻嘻,自己手写的,有点丑):
有人说,数学就是我们现实世界的极限。我觉得挺有道理的。数学作为一级学科,按照学科分为以下五类二级学科:
- 基础数学
- 运筹学与控制论
- 概率论与数理统计
- 计算数学
- 应用数学
基础数学,顾名思义,自然是研究比较基础的数学,往大了说,“哥德巴赫猜想”,“黎曼猜想”,“庞加莱猜想”这些都是它包含的内容,总而言之,它相比应用型的数学就显得不那么应用了。往小了说,比如微分流形,微分几何,代数拓扑等等都算是基础数学的入门了(吓出一身冷汗)。传统意义上,它又具体地分为
- 代数
- 几何
- 分析
- 数论
- 拓扑
而后又衍生出了
- 代数几何
- 代数拓扑
- 微分几何
- 微分流形
等等很多学科。
总之,基础数学很基础,换言之,在现实生活中的意义暂时没有应用型数学那么广泛,用外行人常说的一个段子来说就是“给数学家一支笔,一袋纸就可以做研究了”。
相比基础数学而言,运筹学与控制论就很应用了,往往是优化问题,针对于实际问题而言,特别是数学建模,其中涉及优化问题的算法,求解,收敛率分析等等。比较著名的就是《美丽心灵》中的约翰·纳什的博弈论,完全是与其他领域相关联,比如社会经济,金融以及军事等。它们以数学和计算机为主要工具,从系统和信息处理的观点出发,对各个领域的系统进行建模、分析、规划、设计、控制以及优化问题。
到了近几十年,比较热的当属随机优化与控制,显而易见,随机的东西更能代表我们的现实世界。当然,随机优化在金融领域有着特别重要的应用。
提到随机的东西,大家就会想到随机变量,对的,就是概率论与数理统计的内容。数学的公理化体系是所有后来数学学科的基石。概率论这个学科一开始来源于赌博,后来经过一定的发展,在苏联大数学家kolmogoroff的公理化体系下,得到了前所未有的发展(虽然还是并不被主流的数学太认可)。在数学上,有这样一个鄙视链:基础的歧视概率的,概率的歧视统计金融的。哈哈哈哈,开个小玩笑。
至此,大家或许已经感受到了如果想要在很多领域做得比较好的工作,离不开比较高深的数学。而且数学的学科之间并不是孤立无援,而是相辅相成。当然数学与其他学科的联系也很紧密,尤其当属计算数学与计算机密切相关。计算数学当属于两门学科的结合,当然,在数学这部分,要求你具备比较强的理论能力,在现实生活中,我们很难得到精确地解,那么只能求解近似解,来逼近精确解,如何操作,这就是计算数学的内容之一了。
所以说学好大学数学的基础课程对于个人发展的作用不可限量。这里那我们学校来举例。
大一学期:
- 数学分析
- 高等代数
- 解析几何
- 初等数论
- 抽象代数(初级)
大二学期:
- 概率论基础
- 数理统计
- 复变函数
- 实变函数
- 一般拓扑学
- 常微分方程
- 数学建模
大三学期(专业分流,我选择的是统计):
- 泛函分析
- 随机过程
- 时间序列分析
- 多元统计分析
- 蒙特卡罗
- 统计计算
- 线性模型
- 生存分析
大四学期(基本没课):
- 矩阵论
大概就是以上这些,我觉得课程设置唯一的不足就是前两年都很基础,后面的都比较应用,而且后面的都需要学习软件,这里列一些统计学常用的软件:
- R语言(开源的语言,有流行化的趋势)
- SAS(以前用的多,不开源,渐渐被抛弃)
- SPSS(经济学类、医学类用的较多,偏“文科类”统计)
- Python(新起之秀,在人工智能、数据挖掘等方面越来越火)