Математик - это специалист, который занимается изучением и разработкой математических теорий, методов и моделей. Основная задача математика - проводить фундаментальные и прикладные исследования в различных областях математики и её приложений.
В его обязанности могут входить разработка новых теорий, доказательство математических теорем, анализ и решение математических задач, создание и исследование математических моделей реальных объектов и процессов, развитие и обобщение известных методов для решения математических и научных проблем, преподавание математических дисциплин.
Математики могут работать в научных институтах и университетах, в высокотехнологичных компаниях, которые занимаются разработкой программного обеспечения, компьютерной графикой, криптографией и т.д., в финансовых компаниях для прогнозирования и моделирования экономических процессов, а также в различных государственных структурах, которые нуждаются в математическом моделировании. Работа может носить как теоретический, так и прикладной характер.
В научно-исследовательских институтах и университетах математики занимаются проведением фундаментальных исследований - разрабатывают новые математические теории, доказывают теоремы, изучают новые математические структуры и объекты. Могут руководить исследовательскими группами и проектами. Значительную часть рабочего времени занимает изучение научной литературы по интересующей тематике.
В коммерческих IT-компаниях математики разрабатывают алгоритмы машинного обучения и искусственного интеллекта, создают математические модели для решения прикладных задач, проектируют и оптимизируют архитектуру программных комплексов на основе математических расчётов.
В банках, страховых компаниях и других финансовых организациях специалисты-математики занимаются экономическим моделированием и прогнозированием, оценкой рисков, оптимизацией бизнес-процессов.
Основные обязанности математика:
Проведение исследований, разработка и доказательство математических теорий и моделей.
Решение фундаментальных и прикладных математических задач.
Разработка и совершенствование математических методов для решения научных проблем.
Математическое и компьютерное моделирование различных процессов и систем.
Анализ и обработка данных с использованием математического аппарата.
Подготовка научных публикаций и отчётов о проведённых исследованиях.
Преподавание математических дисциплин (для работы в вузах).
Рабочее место
В научно-исследовательских институтах и университетах у математиков, как правило, есть отдельные кабинеты или рабочие зоны с компьютером, доступом к научным базам знаний, библиотеке.
В IT-компаниях, занимающихся разработкой программного обеспечения, рабочее место организуется в соответствии с форматом работы конкретной команды – в открытом пространстве офиса или в кабинетах для разработчиков. Математик, в зависимости от выполняемых задач, использует мощные компьютеры, серверы, облачные вычисления.
В финансово-аналитических подразделениях коммерческих структур рабочее место математика также оснащается персональным компьютером с необходимым специализированным программным обеспечением (для статистики, data science, финансового анализа и т.д.).
Как правило, математики в своей работе очень активно используют компьютер для моделирования, анализа данных, проведения расчётов. Поэтому его рабочее место всегда должно быть хорошо технически оснащено.
Используемые инструменты и технологии
Персональный компьютер с необходимым программным обеспечением. В работе математика широко применяются математические пакеты (Matlab, Mathematica, Maple и др.), языки программирования (Python, R, C++, Java и др.), программы для статистического анализа, моделирования, визуализации данных.
Доступ к научным базам знаний и библиотекам для поиска необходимой литературы и ознакомления с последними научными достижениями в интересующей области.
Облачные сервисы и вычислительные мощности для проведения ресурсоёмких расчётов и моделирования.
При необходимости может использоваться более редкие аппаратные средства (вычислительные кластеры, суперкомпьютеры) для распараллеливания расчётов.
Необходимое образование
Чтобы стать профессиональным математиком, необходимо получить высшее образование по одной из математических специальностей. Обычно это:
Математика;
Прикладная математика;
Информационно-математические технологии.
Обучение длится от 4 до 6 лет и включает изучение фундаментальных разделов математики – алгебры, математического анализа, дифференциальных уравнений, аналитической геометрии, теории вероятностей, математической статистики, численных методов, вычислительной математики и других областей.
После получения первого высшего образования, многие продолжают обучение в аспирантуре и докторантуре, где выполняют научно-исследовательскую работу и защищают диссертацию на соискание учёной степени кандидата или доктора физико-математических наук. Это необходимо для работы в сфере фундаментальной и прикладной науки.
Таким образом, высококвалифицированный математик должен иметь полноценное университетское математическое образование, включая, в ряде случаев, учёную степень и опыт самостоятельной научной деятельности.
Необходимые навыки и личностные качества
Отличные математические способности, развитое логическое и аналитическое мышление;
Склонность к исследовательской деятельности, интерес к решению сложных задач;
Способность к высокой концентрации внимания, усидчивость;
Творческий и нестандартный склад ума, способность находить оригинальные решения;
Навыки программирования и использования специализированного программного обеспечения (математические пакеты, языки программирования);
Владение современным математическим аппаратом и методами решения научных задач;
Склонность к теоретическим, абстрактным построениям;
Педагогические навыки и ораторские способности (для преподавания).
Востребованность и перспективы
Профессия математика сейчас находится на подъёме. Это связано с развитием математико-зависимых отраслей, таких как информационные технологии, экономический анализ, машинное обучение и искусственный интеллект.
Специалисты с глубокой математической подготовкой требуются в ведущих IT-компаниях, которые активно развивают направления big data, компьютерного зрения, распределенных вычислений на основе сложных математических моделей и алгоритмов.
Также специалисты востребованы в сфере экономики и финансов - для анализа данных, прогнозирования и оптимизации бизнес-процессов. Их знаниями активно пользуются банки, страховые и инвестиционные компании.
В области науки математические методы очень широко применяются для моделирования и решения прикладных задач по физике, химии, биологии и других отраслей.
Можно уверенно предположить, что в ближайшие десятилетия спрос на профессиональных математиков будет только расти. Это перспективное и стабильное направление для построения успешной карьеры, хоть и очень требовательное к интеллектуальным способностям человека.
Возможные специализации и направления
Математик-исследователь - занимается фундаментальными научными исследованиями в области математики. Разрабатывает новые теории, доказывает математические гипотезы и теоремы. Работает в научно-исследовательских институтах и университетах.
Прикладной математик - использует математику для решения практических задач в таких областях как физика, химия, биология, экономика, инженерия. Разрабатывает математические модели сложных процессов и систем.
Специалист по машинному обучению и искусственному интеллекту - занимается разработкой алгоритмов обучения компьютерных систем на основе больших данных с использованием математических методов. Работает в IT-компаниях.
Аналитик в сфере финансов и экономики - анализирует показатели и тенденции на основе статистических и эконометрических моделей, создаёт прогнозы для поддержки принятия бизнес-решений.
Специалист по математическому моделированию - создаёт компьютерные модели для исследования и оптимизации характеристик сложных систем в различных областях.
Видео о профессии
Профессия "Математик"
Интересные факты
Одна из самых загадочных нерешённых математических проблем - гипотеза Римана о распределении нулей дзета-функции. За её доказательство или опровержение установлена премия в 1 миллион долларов.
Великая теорема Ферма - одна из самых известных математических гипотез, которой более 350 лет. Доказана английским математиком Эндрю Уайлсом с коллегами в 1994 году.
Известный математик Григорий Перельман предложил верное решение проблемы Пуанкаре, которая относится к числу семи важнейших математических проблем. За это ему предлагали миллион долларов, но он отказался от денег.
Крупнейший математический институт мира сосредоточен в городке со 100 тысячами жителей - это Математический институт Клэя в США.
Первая в мире женщина-математик - гречанка Гипатия из Александрии - внесла большой вклад в развитие математики в 4-5 веках нашей эры.
Великий немецкий математик Карл Фридрих Гаусс в детском возрасте самостоятельно доказал формулу суммы первых 100 натуральных чисел.
Одна из самых престижных наград в математике - медаль Филдса - вручается раз в 4 года не более 4 математикам не старше 40 лет. Её называют "Нобелевской премией математики".
В древности существовала Александрийская библиотека, крупнейший центр науки, где работали выдающиеся математики Евклид, Архимед, Птолемей. К сожалению библиотека была утеряна в пожарах.
Женщины-математики внесли большой вклад в развитие вычислительной техники и программирования - Ада Лавлейс, Грейс Хоппер, Кэтрин Джонсон и другие.
Персидский математик и поэт Омар Хайям решил задачу кубических уравнений, написал трактат по алгебре и внёс вклад в развитие геометрии.
Компании мечты
Математический институт имени В. А. Стеклова Российской академии наук;
Институт прикладной математики имени М. В. Келдыша РАН;
Московский Государственный Университет (механико-математический факультет);
Санкт-Петербургский государственный университет (факультеты прикладной математики и математической физики);
Пафнутий Львович Чебышёв - внёс большой вклад в теорию чисел, теорию вероятностей, математический анализ;
Сергей Бернштейн - автор классических трудов по теории вероятностей, математической статистике, дифференциальным уравнениям;
Александр Ляпунов - основоположник теории устойчивости, важнейшего раздела современной математики;
Андрей Колмогоров - выдающийся математик XX века, работы в области теории вероятностей, топологии, теории алгоритмов;
Григорий Перельман - доказал гипотезу Пуанкаре, одну из самых важных нерешённых проблем топологии;
Карл Фридрих Гаусс - внёс определяющий вклад в теорию чисел, математический анализ, теорию ошибок, геометрию;
Давид Гильберт - его именем названы многие понятия современной математики, в частности, пространства Гильберта;
Анри Пуанкаре - основоположник качественной теории дифференциальных уравнений, топологии;
Джон фон Нейман - автор фундаментальных работ по теории множеств, функциональному анализу, квантовой механике, экономике;
Стивен Смейл - открыл теоретическую возможность выворачивания сферы наизнанку, за что был удостоен премии Филдса в 1966 году;
История профессии
Математика как наука имеет очень древнюю историю. Первые математические знания возникли ещё в глубокой древности из практических потребностей учёта, измерения земельных участков, расчёта объёмов хранилищ.
Зарождение математической науки обычно связывают с деятельностью математиков Древней Греции, таких как Фалес Милетский, Пифагор, Евклид. Они заложили основы геометрии, теории чисел, математического анализа.
В Средние века математика интенсивно развивалась в трудах учёных Индии, Китая, арабского Востока. От знаменитого математика и астронома Аль-Хорезми появился термин "алгоритм" (от латинского написания арабского имени аль-Хорезми — Algorithmi).
Эпоха Возрождения - новый этап в истории математики, связанный с именами Тартальи, Кардано, Бомбелли. Развивались алгебра, теория уравнений, основы матанализа.
В XVII-XVIII веках великие математики Ньютон и Лейбниц создали дифференциальное и интегральное исчисление. Это дало мощный импульс к развитию всех разделов математики и её приложений в естествознании.
XIX-XX века ознаменовались бурным прогрессом во всех областях математики и появлением таких гигантов как Гаусс, Риман, Гильберт, фон Нейман. Современная математика использует сложнейший абстрактный аппарат, но при этом активно применяется для решения прикладных задач.
Таким образом, профессия математика прошла долгий путь становления, и сегодня это фундамент всего естествознания и множества наукоёмких технологий.
