手机端
又到一年高考季。每年高考对考生来说，不仅是面向未来的一次重要考试，也是走向成年时的第一次重要人生选择。近年来，高校专业快速更新，多所高校力推新工科建设，同时，随着人工智能的快速发展，理科专业也不断焕新。面对大学里多样的专业选择，新工科到底新在哪里？理科未来出路究竟如何？考生如何选择适合自己的专业？本报邀请高校的专家和学者，共同为考生和家长提供参考。——编者
高考即将到来，许多中学生和家长难免面临专业选择的迷茫与困惑。本文基于笔者在大学理科领域多年的教研经历，粗浅剖析AI时代大学理科专业特质以及发展方向，希望能为广大学子与家长提供一点建议。
清华大学智能产业研究院院长张亚勤院士在一次媒体采访中谈到实现AGI（Artificial General Intelligence，通用人工智能）路线图时说，“人类会达到三个智能的里程碑，信息智能（GPT、DeepSeek）、物理智能（自动驾驶、机器人）和生物智能（脑机接口），最终达到AGI的目标。”这一目标的实现，毫无疑问是基于数学、物理、化学、生物和信息科学等理科学科。
在这次采访中，他还特别强调，AI时代，静态的知识变得越来越不重要了，更加重要的是提出问题、质疑、批判性思考能力以及创新能力。而理科正以其天然具备的逻辑推演、实证分析与跨学科探索的独特优势，为学生批判性思维和创新能力的养成提供肥沃土壤，为人类在AI时代的进一步突破奠定坚实的理论基石。
为什么说理科的地位举足轻重？
理科类专业在大学教育中占据着举足轻重的地位，广泛涵盖数学、物理、化学、生物等多个基础学科领域，并自然地延伸至交叉领域。
就以近年来比较热门的计算机科学学科为例。计算机科学是以数学与逻辑为基础，研究计算过程与系统设计的学科，其核心特点是理论与实践高度融合。计算机科学分理论计算机科学和实验计算机科学两个部分。前者聚焦算法、计算复杂性等抽象问题（偏向理科属性），后者则涉及系统设计、工程实现等应用方向（偏向工科属性）。
再以笔者所任教的上海交通大学为例，“化学化工学院”虽归属理科大类，但下设专业涵盖化学工程等工科方向；“材料科学与工程学院”虽划入工科，但其核心课程往往与材料物理、化学等理科内容深度关联。而在我们的创新人才培养学院，理科板块包含数学、物理和天文、化学、生物、医学和计算机，工科板块同样设有计算机专业，充分体现了学科间的嵌套交叉。
理科专业的本质是构建人类认知与改造自然的系统性方法论，它在知识体系与研究方法上有鲜明的专业特点——
数学是人类与大自然对话的语言，更注重逻辑思维的培养。基础数学侧重抽象理论建构，而应用数学（包含计算数学）则和信息科学、统计学有更多交叉关联之处；
物理学是关于大自然规律的科学，主要研究物质运动规律和物质基本结构，在注重逻辑思维之外看重物理直观和物理图像，其中实验物理会强调动手能力，计算物理会和计算技术和信息科学有更多关联；
化学是在微观层面洞悉物质奥秘的自然科学，强调化学直觉和化学实验，其中，物理化学紧密关联数学与物理原理，而分析化学则依赖数学中的统计学方法深化研究；
生物学则是探索自然界生命现象的高度交叉学科，贯穿宏观生态与微观基因，融合化学技术、物理表征及统计学工具，系统地揭示生命活动规律。
AI时代，理科教育是理解自然的金钥匙，为开发更智能、更仿生的AI系统提供了不可或缺的科学支撑。
理工科大一课程为何被数学“垄断”？
关于学科特点，告诉大家一个鲜少被公开讨论的事实：无论是理科还是工科专业，数学课程尤其是微积分与线性代数几乎垄断了大学一年级新生的课程表。但不同专业又有所不同。
某种意义上，数学成绩的高低可视为新生适应大学学习生活的“晴雨表”。仍以上海交通大学对数学课的安排举例，也许会给准大学生们对理科类的学科特点提供一些直观的参考。除数学专业外，物理专业和计算机专业的数学课不仅数量最多，难度也最为突出；相比之下，化学专业和生物专业的数学课在数量和难度上稍显缓和。
工科专业的数学课程难度虽然稍弱于物理专业和计算机专业，但与化学专业和生物专业的数学课相比，更注重数学在技术实现中的应用。
当然，单纯以数学课的多少来评判理科特点是片面的。数学课较少的学科，如化学和生物专业，并不意味着学起来更简单，其专业课程强度与实验要求往往更高。要知道，人的学习能力是多维度的，有逻辑思维能力、记忆能力、归纳能力、动手实验能力等等。结合不同学科对数学的需求层级来选择专业，本质上是在实现学科特质与个人能力的最优匹配。
理科专业的出路是什么？
很多学生和家长十分关心理科专业本科毕业的发展，其实学生的出路千差万别。这种多样性深刻反映了理科教育体系的结构性优势，即通过“宽基础、重交叉”的培养模式，理科教育为学生在AI时代的职业发展提供了无限可能，展现了其独特的包容性与适应性。
一般而言，在教学质量较高的大学，理科专业本科毕业生更倾向于继续深造。以笔者所在的理科类学院为例，2024年本科毕业生中，超过80%的学生选择了继续攻读研究生学位——这个比例高于全校本科毕业生的深造率，也进一步印证了理科教育在培养高层次人才方面的强大潜力。
在深造方向的选择，理科专业学生不仅能在原有专业领域深入探索，更可以向计算机科学、人工智能、电子信息工程、金融、生物医学、教育等跨学科领域中拓展。这种多元化的深造选择，正是理科教育为AI时代跨学科创新人才培养提供有力支撑的最佳注解。
此外，选择直接就业的毕业生同样可以在科研机构、高新技术企业、军工单位、金融行业等多个领域中崭露头角，展现出理科教育在职业发展中的广泛适用性。
不同的理科专业该如何选？
具体到考生个人，如果考虑理科大类，具体又该如何选择专业呢？
对考生来说，首先要回答的问题是：上大学的目的是什么？这里也提供一个我个人的回答，供大家参考：一是找到自己喜欢且可以作为终生事业的领域；二是经历挫折，长大成人。如果再加上一点，就是结识在未来的人生长河里可以结伴而行的良师益友。
在这个语境下，专业选择的第一准则应是遵循自己内心，选自己真正喜欢的。
最近，美国“股神”巴菲特退休时的演讲提到对年轻人的建议时说：“别只看薪水和体面，关键是你喜不喜欢。”巴菲特自己就亲身实践了这样的价值取向。他90多岁了，还每天兴致勃勃地研究投资。对他来说，工作早已超越了谋生的意义，成了他的爱好和价值的体现。
如果有的同学暂时还不确定自己的爱好，那么第二准则是根据自己学习能力的特点，尽量做到扬长避短，选择自己适合的专业。如果对自己是否热爱或适合某个专业都不是十分清楚，那我的忠告是：基于自己的兴趣和特点来选择专业，不确定就先学数学。这是很多明智的准大学生和家长的选择。现在，很多大学二年级会给学生再次选择专业的机会。先学习数学专业再转其它专业会相对容易。
另外，即使大学阶段学习数学，在研究生阶段再去选自己喜欢的理科专业、工科专业，甚至转入管理学等文科专业，也会是受相关专业老师欢迎的学生。
比选择更重要的，是选择后的坚持
这里还应强调的是：最好的选择不仅仅是选择本身，而是一旦有了选择，就要持之以恒地坚持走下去。
选择是重要的，选择后的坚持与修行更为重要。而克服困难，战胜困难的经历就是长大成人的过程，也是投资自己最好的办法。衡量一个人是否长大的标准不是年龄而是内心。中学期间，来自家长、学校的要求充斥着中学生们的生活。没有独立为自己活过，没有独自经历、克服过困难，都不算真正长大成人。然而，大学生在大学里遇到的困难和挫折，很难与家长叙述，必须自己面对。接下来的四年大学生活，若一切顺利，那当然很好；若遭遇一些不顺，其实更好。正所谓“不见风雨怎见彩虹”，当你焦虑徘徊，当你大声痛哭时，请记住：这是“我的风雨”，这是我长大成人的机会，我一定要挺过去。其实人生是一场马拉松，学业、事业都是如此。一路上困难在所难免，我们要做的是一边面对问题、解决问题，一边打造自己强大的内心。
想跟广大年轻人说的是：选择专业，即使是选择了同一个专业，发展的可能也有很多不同。
作为一名数学专业的教师，我以数学专业举例。你既可以做最纯粹的数学，与古往今来的伟大哲人进行思想交流，攀登数学高峰；也可以做应用数学，与人工智能、机器学习、大数据相结合，为国家建设与推动人类发展进程作出自己的贡献；也可以借助四年数学的训练，成就出类拔萃的研究能力去从事经济学、计算机科学、生命科学、管理学等感兴趣的领域的研究。所以选择一个专业并不表示未来从事的具体职业，大学的历程是找到自己所喜欢做的事情，探索自己的每一种可能，找到自己喜欢的事业和生活方式。
（作者为上海交通大学数学科学学院教授、致远学院特聘教授）
