四、理學類專業分析與比較

我們常說大學的理工科，也就是大學里的理科和工科，其實，按照我國大學的學科分類和專業設置，有很多專業介于理科和工科之間，可以授予理學學位，也可以授予工學學位，就看其培養目標和課程設置了，如前面講述的電子科學與技術、微電子科學與工程、光信息科學與工程等，現在僅介紹純理科專業。

純理科專業也不少，這里有數學與應用數學、信息與計算科學、金融數學、物理學、應用物理學、地球物理學、化學、應用化學、地球化學、材料物理、材料化學、生物科學、生物技術、環境科學、海洋科學、天文學等。

需要說明的是，數學類專業是一個特別的專業，我們習慣上把數學歸并在理科類，其實不是很科學或不是很準確。在西方和美國沒有理工科的說法，他們都不認為數學屬于科學學科，他們認為數學就是數學，是單獨的一門學科；他們認為科學學科就是物理、化學和生物等學科。我們所說的理工科在美國被稱為“STEM”，S代表科學、T代表技術、E代表工程、M代表數學，數學被單獨分出來。在我國不少大學有“理學院”，其中就包含數學、物理和化學等，也有一些新興大學有“物質科學學院”，這里面就是物理、化學和生物等學科，而沒有數學學科。在我國數學專業大學畢業生被授予理學士學位，美國可以授予數學專業畢業生文學士學位，國內外對數學專業的理解不同。中國授予數學、物理、化學和生物等的理學博士學位，美國授予這些專業哲學博士學位，看授予的博士學位也不一樣。

二百多年前，牛頓影響人類歷史的巨著《自然哲學的數學原理》中的自然哲學就是自然科學，包括物理、天文、化學等。該書的題目就把科學與數學分開了，是把自然科學與數學看作不同的學科，而又把自然科學與數學結合在了一起，能夠把自然科學與數學結合在一起是牛頓這本書的主要貢獻。

數學是自然的語言，數學可以對自然給出準確描述，可以告訴你幾百年甚至幾千年后日全食的準確時間（在地月系沒有意外引力干擾的情況下）。凡是能夠用到數學的地方，數學會給出你準確的、恒定的答案，這就是數學的強大所在，沒有模糊空間，一五一十。

與數學的特性最接近的就是物理，其實，牛頓最早也是把數學與物理（準確說是力學）結合了起來，發現了牛頓運動三大定律和萬有引力定律。物理是自然的數學化，或者說是數學化的物理，所以，物理問題有著準確的答案，可以重復。也就是說，物理與數學是宇宙大爆炸產生的孿生姊妹，但長得不太像，沒有人能夠發現，是牛頓把這對孿生姊妹發現了，從此不再分離，且關系越來越緊密。

數學與物理關系緊密，現在來說，數學家可能是半個物理學家，但物理學家一定是半個數學家，這也就是數學與物理的關系。楊振寧是物理學家，但楊振寧也是半個數學家，楊振寧還不是完全的數學家，因此，楊振寧常找大數學家陳省身和谷超豪請教或討論數學問題，楊與陳、谷是莫逆之交，所以，物理與數學也是莫逆之交。

牛頓和愛因斯坦之所以偉大，閃光點就是用數學描述了自然，而且是用簡潔、完美、漂亮的公式描述了自然：F=ma和E=mc 2。

雖然數學與物理關系緊密，但數學思維與物理思維還是不一樣的，自然在數學家大腦里顯示的是點、線、面；自然在物理學家大腦里顯現的是圖像，數學家是把自然抽象化，物理學家是把自然形象化。

學習數學的動手能力要求少很多，學習物理則要求有很強的動手能力，甚至是力氣。學習和研究數學要求有耐性，有毅力和恒心，適合于獨自研究，而學習和研究物理往往要團隊合作，聯合作戰，甚至是要有國家的大量資金支持。

好了，數學家和物理學家不是一般人可以期望地，還是談談想讀數學和物理的普通人的生存之道吧！當然，誰是普通人，誰是未來的數學家和物理學家，誰也不知道。那些從心里喜歡數學和物理的高中生，就可以報考這兩個專業，在大學學習成績好，學習興趣不減的人應該繼續讀研究生。目前，純理科專業，本科所學的知識已經不能充分滿足職場的需要，需要進一步深造，要有這樣的準備。學習機械和電子的本科生到處都可以工作，學習數學和物理的本科生能到中學找個教師職位已經非常不錯了，好多人沒有這個運氣。

學習數學和物理，能夠提高自己的綜合基礎能力，能夠更快地從事某種相關工作。如學數學的可以到證券和金融公司從事收益分析和企業模型分析工作，從事天氣預報分析，從事通訊網的框架分析等，數學的應用面也非常廣，也需要不斷地汲取新知識，喜歡則其樂無窮。學習物理要是本科畢業，在研究所或大企業實驗室當個實驗員、研究助手也就相當不錯了。就目前來說，碩士畢業，就業面要寬很多，博士畢業到研究院所或大學工作也要看自己所讀大學或研究院所的實力及自己的能力，要謀到個理想大學或研究院所的正式職位，難度越來越大。讀數學和物理專業，要做好職場激烈競爭的準備。

數學和物理專業優秀的大學生，能到發達國家讀個博士，前途會寬闊很多，也要有這樣的準備。

很多大學關于數學類的專業名稱是數學與應用數學，有“應用”二字使所學內容更具實用價值，畢竟大部分學數學的人是為了把數學用于工作和生活，搞純數學的人是少數。信息與計算科學專業應用性更強，是把數學應用于信息和計算機科學，要學習軟件和編程知識，是一個很有就業前景的專業。金融數學則是把數學應用在金融和證券領域，是利用數學工具研究金融，進行數學建模、理論分析、數值計算等定量分析，以求找到金融學內在規律并用以指導實踐，如搞金融精算、衍生品投資收益計算等。該兩個專業畢業后最好繼續深造讀個碩士，就業前景就會更好。

物理類專業還有應用物理學，顧名思義，是把物理理論和知識應用于實際。注意，應用物理學在不同的大學可能有不同的學習方向，如有的偏向電子材料，就是研究半導體等材料和光學材料的物理特性；有的偏向太陽能電池，專門研究提高太陽能電池的光電轉換效率；有的可能偏向大氣，也稱大氣物理，研究大氣環流等，從而指導天氣預報和衛星和宇宙飛船的發射等；有的則偏向于地球，稱地球物理學，研究地球的構造特性，從而在指導預防地震和其他自然災害以及找礦探礦。要仔細研究要報考大學的應用物理學的專業方向，看是否是自己喜歡的，畢竟人的精力有限，不可能面面俱到，什么都精通。

純理科專業還有化學和生物學專業，之所以把這兩個專業放在一起，是因為這兩個專業有共同點，它們是以實驗為主的科學。前面所講的數學和物理，特別是物理也有實驗的特點，但與數學更緊密。而化學與生物學與數學關系就疏遠多了，對數學興趣不高的學生，又要學純科學，那就學化學或生物學好了。

如果把數學和物理看做是數字世界的話，那么，化學和生物學就是模擬世界。在模擬世界里，更多地是用實驗的方法探尋自然的規律，沒有或很少能夠用數學公式表達自然世界，更多地是通過記憶和經驗及實驗技巧學習和掌握理論知識。化學和生物學尤其是生物學沒有嚴格的數字邏輯關系，更不能用數學公式描述。如醫生開出的化學藥品和生物藥品不一定對所有人有效，有的人吃了某種藥可能就好了，但也有的人毫無效果。就說我們常用的抗生素青霉素吧，每次注射前要做皮試，有的人就不會過敏，而有的人就有過敏反應，注射青霉素后會有生命危險，每次都要用試驗的方法去甄別用藥者，嚴格講，這不是真正的科學。其實，醫學雖然也有“學”字，醫學也不是真正的科學，治病方法和用藥不能完全重復，必須因人而異，見機行醫。在歷史上，很多化學和生物制品或藥品的發明都是實驗中的偶然發現，如青霉素、偉哥和硫化橡膠等。我們對生命的認識和理解還只是個小學生，需要我們長時間的研究和積累才能有更一步的了解。牛頓之所以偉大是因為他用數學描述了自然，人類之所以偉大是因為數學無法描述人類，若人能夠用公式描述和數字化，那人類也就走到了盡頭。

到西方國家尤其是到美國大學學習化學和生物學的人常會受到嚴格的審查，主要看你的動機是否純正和心理是否健康，因為學習化學和生物學的人很容易制造傷害人的毒品和毒氣，可能會產生大規模的傷害事件。2013年復旦大學一名博士研究生在飲水機里投毒，造成另一名博士研究生中毒死亡的事件曾轟動一時，當然，投毒者被判處了死刑。不同于機械或槍支傷害事件，化學和生物傷害往往難以察覺，可能是慢性和長期的傷害，這是關鍵。還有學習化學和生物學的人在實驗室要注意保護自己，嚴格按照操作流程和安全要求進行實驗，避免泄漏、起火和爆炸事件的發生。有些國家的大學規定，在化學和生物實驗室吃喝東西，是嚴重的事件，會遭到開除處理的，甚至你拿著飯盒從實驗室門口走過都不允許。

理科尤其是純理科類專業是培養理論和應用創新型研究人才的，工作職位是大學和研究院所的教師和研究人員，因此，讀純理科類專業，像化學和生物學需要繼續深造，最好讀到博士。現在即便是中學老師，也常招碩士畢業生，在北京和上海等大城市，博士畢業生到中學教書也不是新鮮事。

化學本科畢業生一般就是到中學當老師，也可以到大學、研究院所當實驗員，很難有發展；也可以到大型化工、石化和化學制藥企業的實驗室當實驗員、工程師等。目前，在工業大類中、機械、化工、電子仍然是主要的產業，需要的人也多。

目前，生物學或稱生物科學的研究還沒有形成大的產業群，不像機械、化工、電子等實體經濟發達，就業人數龐大。比如就疫苗的研究和開發生產來說，研究的投入很大，需要的研究人員和儀器設備很多也很昂貴，一旦研究出來，生產的量是很少的，都是自動化的生產車間，也不需要很多車間技術人員和操作工人。況且，也不是每個人天天打疫苗，可能一生就打一次某種疫苗，這與天天喝的飲料和用兩年就換的手機來說真是微不足道，難怪生物產業不容易形成大量人員就業的大產業。生物科學可能是人類投入最多也是最難肯的最后一塊硬骨頭，從植物、動物和人，都是研究的對象，研究面很寬，目前，需要的是研究人才，尤其是高級研究人才。

化學和生物的高端研究的目的和結果是新型藥品和人類疾病的治療方法，因為人類與疾病的斗爭是長期和艱巨的任務，學習化學和生物學要有這樣的目標。否則，就到低端的食品廠、釀造廠等企業工作，雖然工作無貴賤之分，但貢獻和成就有大有小。

化學類學科還有應用化學，偏重于應用和實驗技術；材料化學、生物化學等則是交叉學科。生物學類學科還有生物技術，后者也是偏重應用和實驗技術，但本質上區別不大。

最后要強調一下人的主動性，無論什么專業，不管你喜不喜歡，人都是活的，人可以改變自己和改變現狀。喜歡的專業和工作當然有利于做出成績，不喜歡的專業和工作，只要你是一個負責任的人和有責任感的人，照樣可以把不喜歡的專業和工作變成喜歡的專業和工作。對于沒有理想和抱負，沒有事業心和責任感的人，學什么干什么都不會有驕人的成績。