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學數(shù)學的人都“瘋瘋癲癲”?女生真的學不好數(shù)學?揭開數(shù)學系神秘面紗

導讀 不是所有鍛煉身體的人都要去拿奧運會獎牌。數(shù)學也是一樣,絕大多數(shù)人學數(shù)學不會去解決世界難題,而是要提高科學素養(yǎng)。全民科學素養(yǎng)的提高,很重要的方面就是數(shù)學水平的提高。
核心觀點:

1。不是所有鍛煉身體的人都要去拿奧運會獎牌。數(shù)學也是一樣,絕大多數(shù)人學數(shù)學不會去解決世界難題,而是要提高科學素養(yǎng)。全民科學素養(yǎng)的提高,很重要的方面就是數(shù)學水平的提高。

2。數(shù)學成果在實際中的應用有很多,比如醫(yī)院里面的CT掃描就用了很深奧的數(shù)學,還有礦泉水瓶上面的條形碼,都要用到數(shù)學。

3。我們學習數(shù)學并不是在生活中解一個方程,最重要的是通過數(shù)學的學習,學會一種邏輯的、縝密的思維方式。

4。數(shù)學家也是有血有肉的活生生的正常人,不是說一定是瘋瘋癲癲的。但是做數(shù)學研究需要專注,特別是做大問題,需要長期專注地思考。

5。我教過的2002級跟2005級的學生中都有女生數(shù)學學得非常好的,她們都是數(shù)一數(shù)二的。但是遺憾的是她們的父母都不鼓勵她們繼續(xù)做數(shù)學研究。

6。美國數(shù)學學得淺一點,比如好多美國大學生認為1/2+1/3等于2/5。相對來說中國學得深一點。中國的教育照顧了大多數(shù)人,美國的教育可能只是成就了少數(shù)精英。我覺得中美數(shù)學教育方式要互補。

每年的3月14日,是“國際數(shù)學日”,又被稱為“π日”。數(shù)學,一方面作為基礎性學科在高等教育和研究中發(fā)揮著支撐性作用。另一方面,由于學科難度和專業(yè)性的原因,對大部分人來說,數(shù)學尤其是數(shù)學專業(yè)保持著極高的神秘性。

今年“國際數(shù)學日”的主題是“給每一個人的數(shù)學”。數(shù)學對于普通人的的意義和價值有哪些?大學數(shù)學和中學數(shù)學有何不同?數(shù)學家是群什么樣的人?女孩子是否真的學不好數(shù)學?騰訊新聞教育(微信公號ID:qq_edu)對話同濟大學數(shù)學科學院梁進教授、南京大學數(shù)學系孫智偉教授和南京大學數(shù)學系博士生徐世松,一起揭秘“數(shù)學系”。

一、普通人學數(shù)學一定要去做研究嗎?學數(shù)學有何意義?

梁進:以體育運動為例,我們每個人都會去鍛煉,這并不是說我們都準備去拿奧運會獎牌,而是要增強體質(zhì)。數(shù)學也是一樣的。我們絕大多數(shù)人學數(shù)學不會去解決世界難題,而是要提高科學素養(yǎng)。全民科學素養(yǎng)提高的一個很重要的方面,就是數(shù)學水平的提高。

數(shù)學分為理論數(shù)學和應用數(shù)學。應用數(shù)學是為了解決問題。生活中存在各種各樣的問題,我們要解決應用中的難題,就需要數(shù)學理論的支持,而數(shù)學理論知識就需要搞純數(shù)據(jù)、搞純數(shù)學的人去做研究;搞純數(shù)學的研究的理論又需要搞更純數(shù)學的研究。這是一層一層的關系,也就是說哪一個環(huán)節(jié)都不能缺少,都必須完整,才能提高我們整體的科學水平和數(shù)學水平。

孫智偉:數(shù)學成果在實際中的應用有很多,比如醫(yī)院里面的CT掃描就用了很深奧的數(shù)學,牽扯到積分變換。還有就是信息安全密碼,如礦泉水瓶上面的條形碼,這里面都要用到數(shù)學,有的涉及數(shù)論的一些知識。

二、大學的數(shù)學系學什么?和初高中學習的數(shù)學有何不同?

徐世松:數(shù)學系主要學習的課程就是專業(yè)的高等數(shù)學知識,比如大學生熟悉的微積分或高等數(shù)學。如果和中學數(shù)學進行比較的話,我們在中學接觸的是數(shù)學的基本知識,比如函數(shù)、幾何數(shù)列、三角函數(shù)、不等式等等,這些都是一些入門級的了解。

大學數(shù)學系數(shù)學專業(yè)最主要關注的是數(shù)學的思維和理論,而不是僅僅局限于某個知識點。可以這么說,中學數(shù)學就像是數(shù)學的外觀,大家看到的就是一些外表形狀,而大學數(shù)學的學習要深入數(shù)學的內(nèi)在,因此相應的學習方法和對學生的要求也是完全不同的。

對大部分人的日常生活來說,數(shù)學可能就是算數(shù)。但其實算數(shù)只是數(shù)學中很少的一部分,數(shù)學還有許許多多其他的領域,比如方程、概率、拓撲等等,但這些就更加學術更加專業(yè)了。

三、什么樣的人適合學數(shù)學?數(shù)學專業(yè)的就業(yè)怎么樣?

梁進:如果一個人還沒想好未來要干什么,就可以去學數(shù)學。因為數(shù)學是最基本的學科,是會獲益終身的學科。以后不管去干什么,從數(shù)學轉向是最容易的。

數(shù)學其實最重要的是思維方式。我們學習數(shù)學并不是在生活中去解一個方程,最重要的是通過數(shù)學的學習,學會一種邏輯的、縝密的思維方式。以后走到工作崗位上去,不管看問題、看事情、看所有的東西都會跟沒學過數(shù)學的人是不一樣的。

關于就業(yè)的出路,只有一少部分人會去研究最高級的數(shù)學,一部分人可能會進高校,還有一些人會進入中學去教數(shù)學,更多的人走向普通的工作崗位。但即便是在普通的崗位上,數(shù)學對一個人來說都是人生的財富。

孫智偉:一個人要不要學數(shù)學,我覺得在中學的時候,首先要看他對數(shù)學有沒有興趣,有興趣是第一位的。學數(shù)學不需要大型的儀器設備,也不必一定要搞群體合作。你只要足夠聰明與勤奮,就可以做出成果來。

關于數(shù)學就業(yè)問題,從南大的情況看,有一些是出國深造,或是去大學、中學當老師。還有一些是多元的,比如做跟計算機、金融行業(yè)相關的工作。出路還是比較多的,只要數(shù)學基礎好,改行做其他也是可以的。

四、數(shù)學家是什么樣的人,與常人有什么不一樣?

孫智偉:數(shù)學家也是有血有肉的活生生的正常人,不是說一定是瘋瘋癲癲的,但是做數(shù)學需要專注,特別是做大問題,需要長期專注地思考。因此數(shù)學家確實要甘于寂寞,能靜下心來,對物質(zhì)方面的要求往往不是很高,而是一心追求真理。

梁進:學數(shù)學的人其實跟平常的人都是差不多的,都有各種各樣性格的人,有的人很活潑,有的人很悶,還不大愛說話。數(shù)學也是一個社會,也是一個團體,只不過數(shù)學家往往把很多的精力花在了研究數(shù)學方面。

徐世松:優(yōu)秀的數(shù)學家可能就是沉浸于自己的數(shù)學王國里而不太去關心其他的事情。但是我覺得各行各業(yè)都有很多這樣的人,他們有很純粹的生活理念,也是活得比較純粹,想為自己心中的理想一直堅持奮斗下去。

五、對于數(shù)學研究來說,天賦和努力哪個更重要?

梁進:要成為著名的數(shù)學家,或者說想在數(shù)學史上留名,那么這兩個要素都是必不可少的。首先是要有天賦,因為沒有天賦的話很難走到那么遠。但即便有天賦了,也要非常地努力。數(shù)學家歐拉寫過厚厚的摞著作,很多人甚至一輩子都不會讀完同樣體量的書。歐拉后半生實際上已經(jīng)雙目失明了,但是他的大多數(shù)著作都是在他的后半生寫出來的,所以可見他的努力程度。

孫智偉:我覺得做數(shù)學還是需要一點天賦的。做數(shù)學也不是任何人想學數(shù)學便都能成為數(shù)學家,而是需要一定的天賦,當然后天的努力也非常重要。

六、數(shù)學研究是否“只要一張紙和一支筆”?

徐世松:這句話從嚴格意義上來說是不準確的,不過倒是反映了數(shù)學學科的特點。我覺得這可以和物理學做比較。物理學很多時候是需要動手操作做實驗,而在數(shù)學這里,實驗都是在我們的大腦當中進行的,其實大腦就是一個最好的天然的實驗環(huán)境,只是外在表現(xiàn)為用紙筆去演算或者記錄。

現(xiàn)代數(shù)學的研究除了紙筆之外,還需要借助計算機。計算機強大的運算能力,能夠幫助數(shù)學家們省去很多計算時間,省去很多麻煩。

梁進:這可能跟數(shù)學的學科有關,學代數(shù)或者數(shù)論的純數(shù)學的人,可能一張紙一個筆差不多,但是現(xiàn)在數(shù)學的含義已經(jīng)遠遠不止一張紙一個筆了,還需要計算機,特別是應用數(shù)學,離開計算機是很難想象的。

七、女生適不適合學數(shù)學?

梁進:大家可能刻板地認為女生不太適合學數(shù)學,或者認為女同學形象思維比較好,邏輯思維比較弱一些。從歷史上來看,女數(shù)學家是比較少的。但是今天,學數(shù)學的女生越來越多。我覺得適合不適合這句話還是很難說的,因為學數(shù)學的女生比較少是歷史原因造成的,現(xiàn)在就下定論女生不適合學數(shù)學,我覺得不太合適。

孫智偉:現(xiàn)在涌現(xiàn)出來越來越多的女數(shù)學家,如伊朗出生的女數(shù)學家米爾扎哈(Maryam Mirzakhani)獲得了菲爾茨獎。我在南大教了很多年書,比如我教過的2002級跟2005級的學生中都有女生數(shù)學學得非常好的,她們都是數(shù)一數(shù)二的。但是遺憾的是她們的父母都不鼓勵她們繼續(xù)做數(shù)學研究。實際上我覺得女孩子有天賦又比較努力的話,做數(shù)學研究可能會成為很好的女數(shù)學家。所以我希望家長也能有點遠見,看到女孩子的能力。

八、中國和美國的數(shù)學教育有什么差異?

孫智偉:我在美國待過一年,也上過課。美國的數(shù)學情況跟我們中國的不太一樣,教學理念也不太一樣。美國比較講究開放式啟發(fā)式的教育,中國是一種訓導式的教育。但是美國學得淺一點,比如好多美國大學生認為1/2+1/3等于2/5。相對來說中國學得深一點。中國的教育是照顧了大多數(shù)人,美國的教育可能只是成就了少數(shù)精英。我覺得中美數(shù)學教育方式要互補,互相學習好的地方。

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