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数学不仅仅是数字,而是一种语言
2020-11-03 18:19:45

大家先来玩一个猜谜语吧,看看下面的符号,打一句话:

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假如你一眼看出来上面这幅图谜底的话,恭喜你,初等数学还没忘并且很多英语单词也还都记得,最关键的是你应该还保持着一定的机智。第一个是i,虚数单位;第二个等于8,谐音ate;第三个是把一串数加起来的符号,读作sum,谐音some;第四个我们小学的时候就知道是pai了,谐音pie。所以连起来就是:I ate some pie and it was delicious! (意思是我吃了一个馅饼,它很好吃!)这是很多数学人都喜欢的一则谜语,但是更多人看到这个会觉得莫名其妙或者呵呵一笑。

 

说说你印象中的数学

 

 

除了极少数学数学的之外,很多人对数学的印象都是下面这样的:

 

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或者是这样:

 

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更多的是这样:

 

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是的,很多时候,就算是数学教授,听到不同领域的数学,大概也跟我们一样,要是叫他们做那些不熟悉领域的题目,或许也会觉得自己很久没有选过D了吧。

 

说说你印象中的数学家

 

是这样,一看就是科学巨匠的苗子?

 

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还是这样,聪明“绝顶”的怪才?

 

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(图像源于网路,不歧视任何发质以及头型)

 

数学家每天谈话都说些啥?是这些么?

 

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Sheldon: "The best number is 73. Why? 73 is the 21st prime number. Its mirror, 37, is the 12th and its mirror, 21, is the product of multiplying 7 and 3... and in binary 73 is a palindrome, 1001001, which backwards is 1001001." 

谢耳朵:最好的数字是73,因为73是第21个素数,把73倒过来就是37,37是第12个素数,同时12和21也是对称的。不仅如此,73的二进制表示法是1001001,这个数是回文数,到起来念还是1001001。(来源于美剧生活大爆炸)

 

学数学在日常生活是一种怎样的感受

 

我本科到现在学的都是数学,每当新认识一个人聊到我的专业,大家听到数学这个名字的时候,通常会用两种方式来表达那种貌似尴尬或者略带新奇的反应,会说话的人一般都说:“哇,好厉害!我从小数学就不好,或者说我从中学开始数学就不好了,真羡慕你们数学好的!”每次美国人问我我说“I'm majoring in Mathematics”  他们都会说:"Wow, you must be smart!" 

当我还是个懵懂少年的时候我听到了这种赞美,通常是把持不住的,心里乐开了花,满满的都是自豪感,显然当时我万万没想到有一天自己也会把这句话当作模版跟别人寒暄。当然不是所有人说话都比较委婉或者那么正能量,也有大部分人会问我:“数学啊?数学不就是数字嘛,有啥好学的?又不赚钱,还不实用......” 我也遇到了很多亲友,甚至来自很多非洲的朋友都劝过我:“孩子,学点经济或者金融吧,多火啊,多好就业啊,可挣钱了呢,数学能找着啥工作啊?除了教书还可以干什么?......”

 

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的确,我当时也不知道数学有什么用,哪怕我现在写着这篇文章,我也一定不会是说得最贴切的。不过听到越来越多的人问我为什么学数学,也看着越来越少的人真的坚持学数学,尤其是我们华人里面,学数学的比例很低,我总觉得是不是我们哪里误解数学了,导致数学被渐渐遗忘在角落,没有得到应有的重视。

其实我一开始是想写一篇驳论文的,不过觉得怎么反驳别人的观点也没用,后来觉得那就立论吧:就说数学好好好,大家都来学啊!不过又觉得那样肯定更没用。所以,我就既不批判已有的误解也不要尝试说学数学有多好:数学不止眼前的这些苟且和无奈,它其实并不神秘,学数学的也不是都在玩数字,下面我们就一起窥探一下数学到底是在干啥吧。

 

数学有哪些分支

 

 

下面这张图还不一定概括了数学分类的全部,不过就算这幅图,日常生活里面大部分都不会被涉及到。

 

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总体来说,数学分为三大板块:纯数学,应用数学还有数理统计学。

 

分门别类说数学

 

1,纯数学

 

纯数学也叫基础数学,是一门专门研究数学本身,不以实际应用为目的的学问,研究从客观世界中抽象出来的数学规律的内在联系,也可以说是研究数学本身的规律。相对于应用数学而言,和其它一些不以应用为目的的理论科学有密切的关系。纯数学又分为三类,研究空间形式的几何类,研究离散系统的代数类,研究连续现象的分析类。当然这些小类还可以细分,平常人们口中吐槽得最多,九年义务教育打下的基础,很多都是直接为修习高级的纯数学课程做的准备。那些说数学是数字的朋友,大都把纯数学算做了整个数学。

 

2,应用数学

 

在这里我要吐槽一下百度百科,它给出的应用数学的定义,是一个阐述性和指导性并不那么强的定义,不太贴切事实,我个人倾向于这个版本。

 

Applied mathematics is a branch of mathematics that deals with mahematical methods that find use in science, engineering, business, computer science, and industry. Thus, applied mathematics is a combination of mathematical science and specialized knowledge. 

应用数学是应用数学理论和方法到科技,工程,商业,计算机以及各类工业的数学分枝,应用数学是数学理论与各相关专业结合而形成的学科。

那么应用数学常见的都有哪些呢?

如果武断一点,基本上任意给一门理科,和数学一结合,就是应用数学的领域了。举例来说,生物是一门理科,应用数学就有一个很大且很火的分枝:生物数学。生物数学包含帮医院处理实验数据,建立各种细胞的数学模型,生物模拟等等。那些很火的计算数学,精算数学,都是应用数学的分枝。

 

3,数理统计学

 

Mathematical statistics is the application of mathematics to statistics, which was originally conceived as the science of the state — the collection and analysis of facts about a country: its economy, land, military, population, and so forth.

 

数理统计有的时候被人们算作整个统计学,有的时候算作统计学的分枝,本质上就是利用数学方法将数学理论运用到统计领域的一门学科。关于这个我们之前的很多文章,以及网上各种推送都有,就不赘述了。

 

学数学都可以干什么

 

假如我说数学无处不在的话,你一定会说我在胡扯。但是,我接下来就要开始胡扯了。

先看看数学家们的工资水平吧:(截图自美国劳工统计局)

 

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数学家平均年薪是103720刀,约合人民币68万五千,市场需求量正以21%的速度上涨,远远高于所有行业平均水平。

 

以下是摘自美国劳工统计局的一些统计结果:

 

 

Mathematicians typically do the following:(通常情况下,数学家们在做以下这些与专业相关的事情)

 

  • Develop new mathematical rules, theories, and concepts in areas such as algebra and geometry

  • 建立和完备数学理论和概念,例如在代数和几何领域(很多是纯数学)

  • Use mathematical formulas and models to prove or disprove theories

  • 利用数学公式和模型来验证或者推翻一些理论(这些大概就是我们常说的证明吧)

  • Apply mathematical theories and techniques to solve practical problems in business, engineering, the sciences, and other fields

  • 利用数学知识解决商业,工程,科学和其他领域的问题(具体点,航空航天的火箭轨道和模型;矿井开采深度以及定位;医院扫描图像处理;股票期货数学模型研究规律;保险公司保险定价理赔 ......所有大到全人类高精尖科技,小到自行车轮毂比例,都有数学的应用,假如你有感兴趣的领域,并且精通数学,你都可以把它们作为你的职业)

     

  • Develop mathematical or statistical models to analyze data

  • 数据处理,大数据近来很火,数学家也有很多在处理数据;

  • Interpret data and report conclusions drawn from their analyses

  • 解释数据并汇报数据处理的结果,例如GDP分析,客户问卷调查分析;

     

  • Use data analysis to support and improve business decisions

  • 随机模型等应用到基金货币等金融行业,帮助商业运作

     

  • Read professional journals, talk with other mathematicians, and attend professional conferences to maintain their knowledge of current trends

  • 整理文献,交流和传递最新的数学科研成果

 

数学家的工作环境

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30%的数学家在联邦政府工作,做科研可发展研究的占16%,教育系统占13%,金融和保险类占7%,制造业占5%。大部分数学家都是在办公室坐着凭智商赚钱,他们也会和很多交叉领域一起工作。

 

写在最后

 

 

本可以写得更多更详细,但是短短的一篇文章真的没办法把最完整的数学体现给大家。很多人只关心工作,于是我只是简单地例举了数学可以干什么,但是远远不止那些。

 

数学是理科的基础,可以结合到所有理工科和商科,无论你以后有什么职业规划,有了很好的数学背景,你可以选择利用这个工具,做自己感兴趣的事情。数学不仅仅是给世界上所谓的聪明人设置的,它只是一门语言,一门帮助我们了解感兴趣学科的语言,一个研究我们周围世界的切入点。不要被纯数学的深奥所吓倒,更不要在下一代选择数学的时候即刻否定他们,在他们还不会选择的时候,可以建议他们选择数学和物理这种基础学科,等有了自己喜欢的领域的时候,再在研究生和博士阶段应用他们学到的数学,在心仪的领域,走得更远。

 



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