剖析美国数学类专业,重点介绍数据科学、应用数学、统计学的本质和择业指南

2025-07-28

在计算机、大数据、人工智能时代,每个大学一般都有多个与数学相关的专业,而且还分布在不同的学院中。


一、美国大学本科常见的数学类专业

数学:自然科学的基础学科,也称纯数学。偏理论,一般由大学的数学系开设,位于文理学院,如无文理学院就位于自然科学学院或理工学院。

数学科学:偏应用,一般由数学系开设。数学科学介于纯数学和应用数学之间。

应用数学:偏应用,一般由数学系开设。应用数学比数学科学更偏应用。

计算数学:偏应用,一般由数学系开设。计算数学和应用数学比较接近,但计算数学侧重于算法实现和高效计算,应用数学侧重于用数学建模。

统计学:偏应用,一般由统计学系或数学系开设。统计学和应用数学都偏应用,但统计学范围较广,核心方法是统计和概率,与大数据、机器学习关系较大。应用数学较窄,核心方法是微分方程、线性代数等,与物理学关系更大。

精算学:一般由数学系开设,位于文理学院或自然科学、理工学院,但威斯康星大学麦迪逊的精算学位于商学院。

数据科学:新兴交叉学科,结合了统计学、计算机科学、领域知识(如金融、生物、社会科学等),多位于计算机学院或工学院,也可能位于文理学院、自然科学学院、信息学院。

数学生物学:数学分支,与生物学领域相关。主要方法是解析数学。

计算生物学:应用数学或计算机、数据科学的分支,与生物学领域相关。主要方法是机器学习、统计方法、高性能计算。

定量生物学:生物学分支,主要方法是数学模型+ 定量实验。

此外,还有数学教学、数学与经济学、数学与政治学、数学与计算机科学、统计学与计算机科学、数据分析、应用数学与工程物理学、应用统计学等专业。而且数学学位又分为文学学士(BA)和理学学士(BS),BS 比 BA 要求学习更多的数学课。

纽约大学的文理学院和工学院都有数学专业,文理学院数学专业是库朗数学研究所数学系开设的,工学院数学专业是库朗数学系和坦顿工学院合作开设的,加入了物理和工程课程。

我们整理了29 所美国大学的相关专业,如下表所示。


二、 数据科学VS应用数学VS统计学解析

接下来,铸藤将在这里对三个非常火爆的数学专业的本质区别进行解析,并提供职业选择指南。

1、从“底层逻辑”看差异:它们到底在研究什么?

(1)数据科学:用数据解决实际问题的“全能选手”。

关键词:业务驱动、编程实战、大数据本质上,数据科学并不是纯粹的数学,而是一种面向现实问题的“工具箱学科”。它就像拿着各种工具的工程师,核心目标是从海量数据中提炼出有价值的商业洞察。


比如:淘宝通过你的浏览记录预测你可能想买什么(推荐系统)网约车平台利用供需预测模型动态调整价格(机器学习模型)典型工作内容包括:清洗和整理杂乱无章的原始数据(往往80% 的时间都花在这上面!)训练AI 模型,让机器学会识别猫和狗用数据讲故事,帮助业务决策(比如告诉老板:销量下滑是因为天气影响吗?)


(2)应用数学:用公式征服世界的“理论派”。

关键词:模型构建、算法设计、理论推导。如果说数据科学更偏向“工程实践”,那么应用数学就是站在幕后为所有工具提供理论基础和新算法的人。它专注于用数学模型解释和解决复杂的现实问题。

比如:用微分方程模拟火箭的飞行轨迹(航天工程);设计算法实现股票交易收益最大化(量化金融)。典型工作内容包括:证明复杂的数学猜想(如黎曼猜想);开发新型加密算法保护网络支付安全;设计最优物流路径,让快递小哥少走冤枉路。


(3)统计学:用数据揭示真相的“侦探”

关键词:概率推断、数据解读、实验设计统计学的角色更像“数据的翻译官”,它关注如何用数据验证假设,解释因果关系。它的重点不在于编程或算法,而是回答“为什么”。

比如:新药的疗效到底是真的还是安慰剂效应?(临床试验数据分析)用户满意度下降是不是因为某个功能改动?(A/B 测试)典型工作内容包括:设计科学的调查问卷并分析结果,避免“幸存者偏差”利用回归模型预测房价走势揭露数据造假,比如通过财务异常识别某明星偷税漏税


三、技能对比:学哪个需要加班到秃头?


四、就业真相:哪个方向钱多且不卷?

1、数据科学:高薪但内卷之王

优势:互联网、金融等大厂对数据人才需求巨大,起薪普遍在20k+ 以上。挑战:技术更新速度极快,今天刚学会 TensorFlow,明天就要掌握 PyTorch,几乎没有“吃老本”的可能,35 岁职业焦虑非常明显。适合人群:能接受高强度加班,乐于持续学习,从 SQL 到深度学习都能快速上手的“全栈型学习者”。


2、应用数学:门槛高但后劲足

优势:在量化交易、科研等领域的薪资上限极高,顶尖人才的年薪甚至可以达到百万级。挑战:数学功底要求极强,非名校背景或缺乏扎实理论基础的人很难进入核心岗位。适合人群:热衷于解决复杂难题,享受推理与证明的成就感,并且愿意继续深造读博的人。

3、统计学:稳如老狗的“万金油”

优势:几乎所有行业都需要统计分析,从药企到快消品公司,都少不了统计师,整体职业稳定性强。挑战:随着数据科学的兴起,传统统计岗位容易被抢占,如果不会Python 等编程工具,竞争力会逐渐下降。适合人群:喜欢相对稳定的工作环境,擅长将复杂问题简单化、逻辑化的人。


五、给你的选择建议

如果你是“社牛+行动派”就选数据科学,用代码改变世界;如果你是“逻辑狂魔+学术控”就选应用数学,成为领域专家;如果你想“进退自如”就选统计学,左手科研右手产业。

避坑提醒:别被“大数据”光环忽悠!如果编程0基础,慎选数据科学;统计学≠Excel表格工,务必补上编程技能;应用数学想赚钱?要么读博进高校,要么去华尔街卷算法。


结语

这三个学科就像武侠小说中的不同门派:数据科学是“明教”,招式花哨但见效快;应用数学是“少林”,苦练内功但威力无穷;统计学是“丐帮”,看似平凡却无处不在。无论选择哪条路,持续学习的能力才是核心竞争力。毕竟,在AI时代,唯一不变的就是“变”本身。

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