四、理学类专业分析与比较

我们常说大学的理工科，也就是大学里的理科和工科，其实，按照我国大学的学科分类和专业设置，有很多专业介于理科和工科之间，可以授予理学学位，也可以授予工学学位，就看其培养目标和课程设置了，如前面讲述的电子科学与技术、微电子科学与工程、光信息科学与工程等，现在仅介绍纯理科专业。

纯理科专业也不少，这里有数学与应用数学、信息与计算科学、金融数学、物理学、应用物理学、地球物理学、化学、应用化学、地球化学、材料物理、材料化学、生物科学、生物技术、环境科学、海洋科学、天文学等。

需要说明的是，数学类专业是一个特别的专业，我们习惯上把数学归并在理科类，其实不是很科学或不是很准确。在西方和美国没有理工科的说法，他们都不认为数学属于科学学科，他们认为数学就是数学，是单独的一门学科；他们认为科学学科就是物理、化学和生物等学科。我们所说的理工科在美国被称为“STEM”，S代表科学、T代表技术、E代表工程、M代表数学，数学被单独分出来。在我国不少大学有“理学院”，其中就包含数学、物理和化学等，也有一些新兴大学有“物质科学学院”，这里面就是物理、化学和生物等学科，而没有数学学科。在我国数学专业大学毕业生被授予理学士学位，美国可以授予数学专业毕业生文学士学位，国内外对数学专业的理解不同。中国授予数学、物理、化学和生物等的理学博士学位，美国授予这些专业哲学博士学位，看授予的博士学位也不一样。

二百多年前，牛顿影响人类历史的巨著《自然哲学的数学原理》中的自然哲学就是自然科学，包括物理、天文、化学等。该书的题目就把科学与数学分开了，是把自然科学与数学看作不同的学科，而又把自然科学与数学结合在了一起，能够把自然科学与数学结合在一起是牛顿这本书的主要贡献。

数学是自然的语言，数学可以对自然给出准确描述，可以告诉你几百年甚至几千年后日全食的准确时间（在地月系没有意外引力干扰的情况下）。凡是能够用到数学的地方，数学会给出你准确的、恒定的答案，这就是数学的强大所在，没有模糊空间，一五一十。

与数学的特性最接近的就是物理，其实，牛顿最早也是把数学与物理（准确说是力学）结合了起来，发现了牛顿运动三大定律和万有引力定律。物理是自然的数学化，或者说是数学化的物理，所以，物理问题有着准确的答案，可以重复。也就是说，物理与数学是宇宙大爆炸产生的孪生姊妹，但长得不太像，没有人能够发现，是牛顿把这对孪生姊妹发现了，从此不再分离，且关系越来越紧密。

数学与物理关系紧密，现在来说，数学家可能是半个物理学家，但物理学家一定是半个数学家，这也就是数学与物理的关系。杨振宁是物理学家，但杨振宁也是半个数学家，杨振宁还不是完全的数学家，因此，杨振宁常找大数学家陈省身和谷超豪请教或讨论数学问题，杨与陈、谷是莫逆之交，所以，物理与数学也是莫逆之交。

牛顿和爱因斯坦之所以伟大，闪光点就是用数学描述了自然，而且是用简洁、完美、漂亮的公式描述了自然：F=ma和E=mc 2。

虽然数学与物理关系紧密，但数学思维与物理思维还是不一样的，自然在数学家大脑里显示的是点、线、面；自然在物理学家大脑里显现的是图像，数学家是把自然抽象化，物理学家是把自然形象化。

学习数学的动手能力要求少很多，学习物理则要求有很强的动手能力，甚至是力气。学习和研究数学要求有耐性，有毅力和恒心，适合于独自研究，而学习和研究物理往往要团队合作，联合作战，甚至是要有国家的大量资金支持。

好了，数学家和物理学家不是一般人可以期望地，还是谈谈想读数学和物理的普通人的生存之道吧！当然，谁是普通人，谁是未来的数学家和物理学家，谁也不知道。那些从心里喜欢数学和物理的高中生，就可以报考这两个专业，在大学学习成绩好，学习兴趣不减的人应该继续读研究生。目前，纯理科专业，本科所学的知识已经不能充分满足职场的需要，需要进一步深造，要有这样的准备。学习机械和电子的本科生到处都可以工作，学习数学和物理的本科生能到中学找个教师职位已经非常不错了，好多人没有这个运气。

学习数学和物理，能够提高自己的综合基础能力，能够更快地从事某种相关工作。如学数学的可以到证券和金融公司从事收益分析和企业模型分析工作，从事天气预报分析，从事通讯网的框架分析等，数学的应用面也非常广，也需要不断地汲取新知识，喜欢则其乐无穷。学习物理要是本科毕业，在研究所或大企业实验室当个实验员、研究助手也就相当不错了。就目前来说，硕士毕业，就业面要宽很多，博士毕业到研究院所或大学工作也要看自己所读大学或研究院所的实力及自己的能力，要谋到个理想大学或研究院所的正式职位，难度越来越大。读数学和物理专业，要做好职场激烈竞争的准备。

数学和物理专业优秀的大学生，能到发达国家读个博士，前途会宽阔很多，也要有这样的准备。

很多大学关于数学类的专业名称是数学与应用数学，有“应用”二字使所学内容更具实用价值，毕竟大部分学数学的人是为了把数学用于工作和生活，搞纯数学的人是少数。信息与计算科学专业应用性更强，是把数学应用于信息和计算机科学，要学习软件和编程知识，是一个很有就业前景的专业。金融数学则是把数学应用在金融和证券领域，是利用数学工具研究金融，进行数学建模、理论分析、数值计算等定量分析，以求找到金融学内在规律并用以指导实践，如搞金融精算、衍生品投资收益计算等。该两个专业毕业后最好继续深造读个硕士，就业前景就会更好。

物理类专业还有应用物理学，顾名思义，是把物理理论和知识应用于实际。注意，应用物理学在不同的大学可能有不同的学习方向，如有的偏向电子材料，就是研究半导体等材料和光学材料的物理特性；有的偏向太阳能电池，专门研究提高太阳能电池的光电转换效率；有的可能偏向大气，也称大气物理，研究大气环流等，从而指导天气预报和卫星和宇宙飞船的发射等；有的则偏向于地球，称地球物理学，研究地球的构造特性，从而在指导预防地震和其他自然灾害以及找矿探矿。要仔细研究要报考大学的应用物理学的专业方向，看是否是自己喜欢的，毕竟人的精力有限，不可能面面俱到，什么都精通。

纯理科专业还有化学和生物学专业，之所以把这两个专业放在一起，是因为这两个专业有共同点，它们是以实验为主的科学。前面所讲的数学和物理，特别是物理也有实验的特点，但与数学更紧密。而化学与生物学与数学关系就疏远多了，对数学兴趣不高的学生，又要学纯科学，那就学化学或生物学好了。

如果把数学和物理看做是数字世界的话，那么，化学和生物学就是模拟世界。在模拟世界里，更多地是用实验的方法探寻自然的规律，没有或很少能够用数学公式表达自然世界，更多地是通过记忆和经验及实验技巧学习和掌握理论知识。化学和生物学尤其是生物学没有严格的数字逻辑关系，更不能用数学公式描述。如医生开出的化学药品和生物药品不一定对所有人有效，有的人吃了某种药可能就好了，但也有的人毫无效果。就说我们常用的抗生素青霉素吧，每次注射前要做皮试，有的人就不会过敏，而有的人就有过敏反应，注射青霉素后会有生命危险，每次都要用试验的方法去甄别用药者，严格讲，这不是真正的科学。其实，医学虽然也有“学”字，医学也不是真正的科学，治病方法和用药不能完全重复，必须因人而异，见机行医。在历史上，很多化学和生物制品或药品的发明都是实验中的偶然发现，如青霉素、伟哥和硫化橡胶等。我们对生命的认识和理解还只是个小学生，需要我们长时间的研究和积累才能有更一步的了解。牛顿之所以伟大是因为他用数学描述了自然，人类之所以伟大是因为数学无法描述人类，若人能够用公式描述和数字化，那人类也就走到了尽头。

到西方国家尤其是到美国大学学习化学和生物学的人常会受到严格的审查，主要看你的动机是否纯正和心理是否健康，因为学习化学和生物学的人很容易制造伤害人的毒品和毒气，可能会产生大规模的伤害事件。2013年复旦大学一名博士研究生在饮水机里投毒，造成另一名博士研究生中毒死亡的事件曾轰动一时，当然，投毒者被判处了死刑。不同于机械或枪支伤害事件，化学和生物伤害往往难以察觉，可能是慢性和长期的伤害，这是关键。还有学习化学和生物学的人在实验室要注意保护自己，严格按照操作流程和安全要求进行实验，避免泄漏、起火和爆炸事件的发生。有些国家的大学规定，在化学和生物实验室吃喝东西，是严重的事件，会遭到开除处理的，甚至你拿着饭盒从实验室门口走过都不允许。

理科尤其是纯理科类专业是培养理论和应用创新型研究人才的，工作职位是大学和研究院所的教师和研究人员，因此，读纯理科类专业，像化学和生物学需要继续深造，最好读到博士。现在即便是中学老师，也常招硕士毕业生，在北京和上海等大城市，博士毕业生到中学教书也不是新鲜事。

化学本科毕业生一般就是到中学当老师，也可以到大学、研究院所当实验员，很难有发展；也可以到大型化工、石化和化学制药企业的实验室当实验员、工程师等。目前，在工业大类中、机械、化工、电子仍然是主要的产业，需要的人也多。

目前，生物学或称生物科学的研究还没有形成大的产业群，不像机械、化工、电子等实体经济发达，就业人数庞大。比如就疫苗的研究和开发生产来说，研究的投入很大，需要的研究人员和仪器设备很多也很昂贵，一旦研究出来，生产的量是很少的，都是自动化的生产车间，也不需要很多车间技术人员和操作工人。况且，也不是每个人天天打疫苗，可能一生就打一次某种疫苗，这与天天喝的饮料和用两年就换的手机来说真是微不足道，难怪生物产业不容易形成大量人员就业的大产业。生物科学可能是人类投入最多也是最难肯的最后一块硬骨头，从植物、动物和人，都是研究的对象，研究面很宽，目前，需要的是研究人才，尤其是高级研究人才。

化学和生物的高端研究的目的和结果是新型药品和人类疾病的治疗方法，因为人类与疾病的斗争是长期和艰巨的任务，学习化学和生物学要有这样的目标。否则，就到低端的食品厂、酿造厂等企业工作，虽然工作无贵贱之分，但贡献和成就有大有小。

化学类学科还有应用化学，偏重于应用和实验技术；材料化学、生物化学等则是交叉学科。生物学类学科还有生物技术，后者也是偏重应用和实验技术，但本质上区别不大。

最后要强调一下人的主动性，无论什么专业，不管你喜不喜欢，人都是活的，人可以改变自己和改变现状。喜欢的专业和工作当然有利于做出成绩，不喜欢的专业和工作，只要你是一个负责任的人和有责任感的人，照样可以把不喜欢的专业和工作变成喜欢的专业和工作。对于没有理想和抱负，没有事业心和责任感的人，学什么干什么都不会有骄人的成绩。