网上有一个有趣的段子,很多大学专业被称为“天坑专业”,例如材料专业。但是为什么从来没有人说数学专业是天坑专业呢?

  答案是这样的:所谓天坑,就是你看到一个大坑,底部有很多人在艰难地往上爬。而数学专业则不同,那是一个悬崖,底下深不见底,扔个东西下去都听不到回音,而且云雾缭绕,里面没有太多人,只有几个人在云雾之上飞来飞去......这被称为“修仙”!那些飞来飞去的人,都是人间神仙!

  还记得北大有个“韦神”吗?天才和疯子的界限其实很近。但即便如此,对于韦神来说,也不可能掌握全部的人类数学,他也只是精通某个分支。在高等数学面前,两个数学家可能无法交流,他们之间的差距甚至比脑科医生和胸外科医生的差距还要大,真的是鸡同鸭讲。

  我有一个朋友,他是重庆大学的高材生。有一次他和我吐槽,说自己学了大学物理,再看高中物理,那是手到擒来;但是面对高考数学卷子,依然力不从心......

  其实原因很简单,一般大学专业学的数学是比较浅的。一般的大学四年,数学学习的内容包括:数学分析、高等代数、概率论、数理统计、常微分方程、解析几何、数值分析、运筹学、随机过程、实变函数、测度论、复变函数、近世代数、泛函分析、多元统计分析、组合数学、偏微分方程。(别问我当年是怎么及格的,我觉得我们老师是放水了)

  而高考,有些题目的出题背景要比这些更深,或者更加偏。例如高考压轴数列题目,有时甚至涉及差分方程的背景。2014年的数学压轴题就是一个典型的例子。

  在物理学的历史长河中,直至近年来一些新兴的物理理论如超弦理论等高维理论的出现,人类才首次面临需要运用极其复杂数学的问题。这个突破让许多物理学家措手不及,以至于流传起这样一个笑话:当弦理论面世之时,许多物理学家不得不悄悄跑到图书馆,翻阅与高维理论相关的数学文献。物理学家约翰·爱利丝坦言,他曾经遍访书店,寻找数学百科全书,以便尽快掌握诸如“同源性”、“同伦”等复杂数学概念,而这些原本是他从未想过要学习的领域。

  因此,尽管我们目前能够从数学上对黑洞、白洞以及宇宙的未来进行计算,并得出结果,但我们仍无法真正理解这些结果。例如,根据庞加莱回归定理,宇宙在经历漫长的时间后会重新启动,甚至会完全相同地重启,只要时间足够长,但这一理论我们却难以理解。

  如今,数学的复杂性已达到概念庞大到无法一一列举的程度。比如,在我们眼中,大学里有400多个专业,每个人顶多能精通一两个。然而,仅在数学领域,恐怕就有几百个分支,每个数学家最多也只能深入研究一两个分支。无穷无尽的数学,无穷无尽的物理,仿佛只有神仙才能驾驭···