近日，美國國家科學(xué)基金會(huì)(NSF)的決策機(jī)構(gòu)美國國家科學(xué)委員會(huì)(NSB)發(fā)布了《2022科學(xué)與工程指標(biāo)》。報(bào)告稱，“美國在科學(xué)與工程（S&E）領(lǐng)域的全面領(lǐng)導(dǎo)已不再可能，美國應(yīng)當(dāng)尋求新的發(fā)展目標(biāo)”。知社將報(bào)告摘要如下，另附NSB高級(jí)顧問Julia Phillips的采訪報(bào)道。

從1993年起，NSF每兩年發(fā)布一次《科學(xué)與工程指標(biāo)》報(bào)告，向總統(tǒng)和國會(huì)匯報(bào)美國的科學(xué)、技術(shù)和工程發(fā)展水平與情況，并與其他國家、地區(qū)和經(jīng)濟(jì)體進(jìn)行對(duì)比。2022年的報(bào)告指出了如下幾個(gè)要點(diǎn)：

01 全球研發(fā)績效的轉(zhuǎn)移

從2000年到2019年，全球研發(fā)支出翻了三倍，從2000年的7260億美元漲到了2019年的2.4萬億美元。這些研發(fā)績效由少數(shù)國家主要完成，其中美國表現(xiàn)最為突出（支出6560 億美元，占全球研發(fā)的27%），其次是中國（支出5260 億美元，占22%）。其他國家則稍遜一籌，如日本（支出第三名，占7%）、德國（占6%）和韓國（占4%），法國、印度和英國的比例則分別占全球總數(shù)的 2% 到 3%。

盡管2019年美國的研究支出位居第一，但包括中國在內(nèi)的多個(gè)中等收入國家的研發(fā)增長幅度已趕超美國，所以美國在全球研發(fā)中的占比正在下降。過去十年中，東亞、東南亞與南亞地區(qū)的研發(fā)增長尤其顯著。從2000年到2019年的數(shù)據(jù)看，美國為全球研發(fā)績效的增長貢獻(xiàn)了23%的力量，而東亞、東南亞和南亞地區(qū)的國家（包括中國、日本、馬來西亞、新加坡、韓國和印度）則為全球研發(fā)績效的增長貢獻(xiàn)了46%的力量。

過去 20 年，美國在對(duì)全球研究支出增長的貢獻(xiàn)不及中國。

資料來源：(GRAPHIC) K. FRANKLIN/SCIENCE; (DATA) THE STATE OF U.S. SCIENCE AND ENGINEERING 2022/NATIONAL SCIENCE FOUNDATION

其中，中國貢獻(xiàn)了最高也是最主要的研發(fā)增幅。2010年到2019年，中國研發(fā)投入年均增長10.6%，遠(yuǎn)超過美國的5.4%。美國在全球研發(fā)績效的占比從2010年的29%下降到2019年的27%，而中國的份額從15%上升到了22%。

足見，全球研發(fā)績效的集中度在持續(xù)從美國、歐洲向東亞、東南亞、南亞的國家轉(zhuǎn)移。許多中等收入國家正在增加科學(xué)和工程刊物的出版、專利活動(dòng)以及知識(shí)和技術(shù)密集型產(chǎn)出，向全球輸出科研和技術(shù)。

02 美國科研投入的結(jié)構(gòu)與變化

自2010年以來，美國科研投入中政府資助的占比全方位下降。從2010年至2019年的十年間，美國所有的研發(fā)項(xiàng)目中由美國政府資助的研發(fā)項(xiàng)目所占的比例下降了大約10% (2010年美國政府資助項(xiàng)目占比31%，而2019年僅為21%）。與此同時(shí)，企業(yè)研發(fā)投入所占的比例不斷上升，重要性越來越明顯。這反應(yīng)了美國科研資金結(jié)構(gòu)的調(diào)整趨勢。

總的來說，美國的研發(fā)績效更多體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)開發(fā)（占比65%）和應(yīng)用研究領(lǐng)域（占比19%）和應(yīng)用研究（19%），而企業(yè)在這兩個(gè)領(lǐng)域均占據(jù)主導(dǎo)地位。而在基礎(chǔ)研究中，高等教育機(jī)構(gòu)進(jìn)行的研究項(xiàng)目最多(占比達(dá)46%)，而企業(yè)進(jìn)行的基礎(chǔ)研究數(shù)目也有所上升（從2012年的18%上升到了2019年的30%）。至于基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的資金來源，美國政府負(fù)擔(dān)最多，達(dá)到該領(lǐng)域總投入的41%，此外企業(yè)負(fù)擔(dān)了31%，非政府的公益性組織負(fù)擔(dān)了16%，高校負(fù)擔(dān)了13%。

03 勞動(dòng)力與高等教育的變化趨勢

報(bào)告指出，美國STEM（科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)）勞動(dòng)力占美國總勞動(dòng)力的23%。這些勞動(dòng)力嚴(yán)重依賴于外裔群體，他們約占美國STEM勞動(dòng)力的五分之一。那些在科學(xué)、工程領(lǐng)域獲得最高學(xué)位并且出生于外國的人群中，有一半是來自于亞洲，其中來自印度的人群占比22%，來自中國的人群占比11%。

大多數(shù)在美國工作的計(jì)算機(jī)科學(xué)家和工程師都出生在海外。

資料來源：(GRAPHIC) K. FRANKLIN/SCIENCE; (DATA) THE STATE OF U.S. SCIENCE AND ENGINEERING 2022/NATIONAL SCIENCE FOUNDATION

美國的自然科學(xué)與工程技術(shù)(S&E)高等教育中，本科與研究生階段的學(xué)位授予數(shù)量從2000年的56.1萬人增加到了2019年的108.7萬人。盡管這一數(shù)字幾乎翻了一倍，但仍然難望中國項(xiàng)背。在由于人口基數(shù)問題，印度與中國所培養(yǎng)的S&E專業(yè)本科生數(shù)量一直領(lǐng)先世界，美國僅為第三，其次是巴西、墨西哥、英國、日本、土耳其、德國、韓國和法國。

在S&E博士學(xué)位的授予數(shù)量上，美國在數(shù)十年來一直保持世界領(lǐng)先地位，其2018年授予的博士學(xué)位數(shù)量達(dá)到了4.1萬。但中國培養(yǎng)的S&E博士正在逐步趕上美國。2018年，中國在S&E領(lǐng)域授予了近3.8萬個(gè)博士學(xué)位，而美國僅頒發(fā)了3.1萬份。在美國所授予的博士學(xué)位中，有相當(dāng)一部分學(xué)位被授予給了國際學(xué)生，例如在經(jīng)濟(jì)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、工程、數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)等領(lǐng)域，超過一半的博士是國際學(xué)生。

在多數(shù)大量培養(yǎng)S&E博士的國家，物理、生物科學(xué)、數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)博士學(xué)位的授予數(shù)量占比最高，而在中國、韓國與日本等國家，工程技術(shù)類的S&E博士占比最大。

NSB 委員會(huì)主席、應(yīng)用物理學(xué)家Julia Phillips在接受雜志 ScienceInsider的采訪時(shí)表達(dá)了自己對(duì)報(bào)告所產(chǎn)生的想法。她表示，“認(rèn)為(美國)會(huì)在所有事情上都處于領(lǐng)先地位，這是狂妄自大。所以我認(rèn)為，美國要決定的是在哪些方面不能落后于人。” 她強(qiáng)調(diào)，當(dāng)務(wù)之急是保證美國政府對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)研究的財(cái)政投入。如果在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域領(lǐng)先，那么整體局面就會(huì)依舊有利。

她問道：“美國愿意在(基礎(chǔ)研究)上花多少錢？現(xiàn)在這些投入只占GDP的一小部分。我很欣賞國會(huì)在這點(diǎn)上比總統(tǒng)更加慷慨。但人們似乎并沒有興趣大幅提高這一項(xiàng)投入，這是令人遺憾的。”

此外，Phillips指出，學(xué)術(shù)領(lǐng)袖和美國當(dāng)局之間互不信任的現(xiàn)狀，正在令留美的外國學(xué)生和科學(xué)家感受威脅，也令美國高校的學(xué)習(xí)與研究面臨緊張局勢。美國政府指責(zé)中國在誘使美國科學(xué)家分享他們的成果。有些聯(lián)邦安全機(jī)構(gòu)的人員更是認(rèn)為美國高校方對(duì)披露研究人員外國資金的規(guī)定執(zhí)行不力，并呼吁進(jìn)一步加強(qiáng)監(jiān)督力度。而高校們對(duì)當(dāng)局的政策態(tài)度冷淡，他們回?fù)舴Q執(zhí)法人員經(jīng)常隱瞞有關(guān)校園的潛在威脅的信息，并且政府實(shí)施的“中國行動(dòng)計(jì)劃”對(duì)華人研究人員有不公平的種族定性。Phillips認(rèn)為解決高校和當(dāng)局的信任問題，是改變這一局面的關(guān)鍵。

Phillips提及的另一個(gè)問題是，中小學(xué)教育中存在的嚴(yán)重且持續(xù)的不平等現(xiàn)象。例如在標(biāo)準(zhǔn)化考試中，有色人種的貧困學(xué)生得分顯著低于白人和亞洲學(xué)生，并且他們更有可能遇到缺乏經(jīng)驗(yàn)的科學(xué)、數(shù)學(xué)教師。Phillips稱這些差異提醒NSF要繼續(xù)支持改善科學(xué)教育。不過她承認(rèn)聯(lián)邦政府對(duì)大學(xué)之前的教育階段能力有限，表示“決策的權(quán)力主要在地方和州一級(jí)”。

白人和亞裔學(xué)生的數(shù)學(xué)成績遠(yuǎn)超過黑人和拉丁裔學(xué)生，貧困擴(kuò)大了差距。

資料來源：(GRAPHIC) K. FRANKLIN/SCIENCE; (DATA) THE STATE OF U.S. SCIENCE AND ENGINEERING 2022/NATIONAL SCIENCE FOUNDATION

最后Phillips強(qiáng)調(diào)了NSF贊助資金的流向問題，她指出大部分資金都流向了美國東西海岸的少數(shù)機(jī)構(gòu)。Phillips說，NSF一方面致力于幫助更多的研究人員，一方面也在衡量這些投入的有效性。她指出，今年NSF 已要求國會(huì)為依據(jù)地理分布的創(chuàng)新中心網(wǎng)絡(luò)提供資金，令貧困州的科學(xué)家同樣可以有基礎(chǔ)設(shè)施開展研究，而參議院已批準(zhǔn)一項(xiàng)法案，將 NSF 總研究預(yù)算的 20%用于那些州。