当今最高等的数学是什么?



作者:shawn25 科学问答达人

所谓高等数学的说法,是针对学生来说的。初等,面相中小学生,高等面相大学非数学专业学生。也就是说所谓的高等,初等指的是教育程度。

真正的数学并不分高等还是初等,只有领域之分。

首先,数学可以粗略的分为纯粹数学和应用数学两大类。

这两大类每一类都是非常复杂的,都有世界性的难题,都值得数学家为之奋斗一生。

当然,其中纯粹数学是数学中的数学,最接近我们对传统数学家的认知。

纯粹数学又分三个大的研究方向

第一是 研究数学抽象结构。比如数论,群论,图论,序理论。

其中数论,研究的方向就是数的本身,又被成为纯粹数学中最纯粹的。数论中产生的难题最多,最复杂。普通人都耳熟能详的数学难题,都来源于数论。比如哥德巴赫猜想,孪生素数猜想,费马猜想(大定理)等。

我们从小学学习到初中,其实就学习了一些数论中最初级,最简单的部分。

而群论,则是代数理论的最高端形式。群论的研究成果,在物理学研究中极为重要。

图论和序理论则是现代计算机的基础,也是现代数学研究最热门的领域之一,其中也产生了相当多的难题,比如P/NP问题。也有人建议把这领域作为一个独立的领域来研究,叫做离散数学。

第二大类是 研究空间的数学,包括几何学,拓扑学,分形等等。

其中几何学是人类研究最早的数学,可以说伴随着人类的文明而成长。

几何学又分平面几何(欧式几何)和非欧几何两大类。我们高中学的数学,平面几何占了非常重要的地位。

而非欧几何,是现代几何研究的主要领域,当今理论物理学,比如广义相对论,弦论,多维空间的研究都要依赖于非欧几何。

最后纯粹数学的令一大领域,就是数学分析。包括微积分,矢量分析,泛函分析,混沌理论等等。我们初等数学学习的方程,就属于数学分析的范畴。

数学分析可以说是所有理工科的基础,当今世界上任何一个理工科研究都不可能离开微积分。也就是是我们大学学的高等数学的主要内容。(当然只是极为初步的微积分)。其中微积分,矢量分析,泛函分析,基本上和物理是水乳交融的两口子。

不要觉得因为数学分析和理工科关系甜蜜,就认为他不是纯粹数学。数学分析中也有大量的世界性难题,比如黎曼猜想就是用复变分析来描述的。

数学的令外一大领域就是应用数学。包括概率论,统计学,博弈论,理论经济学等等。

应用数学是结合其他学科所产生的数学,比如经济学,生物学,医学,物理学等等。相对来说,有着大量其他学科的内容,相对不那么纯粹。

但是不纯粹不代表应用数学简单,应用数学也是有很多值得研究的问题,每年因为应用数学获奖的数学课无数,值得喜欢这一领域的人为之奋斗。

比如这几年统计/概率论大放异彩,在现代数学研究中越来越重要。这两年异常火爆的人工智能的基础算法理论,其实大量来自于统计和概率论。

最后,我想说的是,虽然有这么多分类,但是数学不是孤立的,数学家恐怕要熟悉所有领域,才有可能有所建树。你研究数论,说自己不懂几何和拓扑,那恐怕是胡说八道。


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