亞瑟·赫爾曼（Arthur Herman）是美國著名的歷史學家，前段時間，他憂心忡忡地寫了一篇長文，發(fā)表在American Affairs雜志上。文章的題目是：STEM危機正威脅著美國的安全。

所謂STEM ，是科學Science，技術(shù)Technology，工程Engineering，數(shù)學Mathematics，四門學科英文首字母的縮寫。用中國的說法就是“理工科”。

(資料圖片僅供參考)

先劃重點

首先，21世紀，國家之間的競爭就是科技水平的競爭，科技水平取決于理工科人才，而理工科人才來自教育體系。所以，歸根到底，國家間的競爭是理工科教育體系的競爭。

其次，中國每年有470萬理工科畢業(yè)生，而美國只有56.8萬，更令美國憂心的是，即便在這區(qū)區(qū)56.8萬畢業(yè)生中，還有一半是外國人，其中很大一部分是中國人。美國一方面想限制中國留學生的人數(shù)，又發(fā)現(xiàn)如果少了中國留學生，美國的科技公司可能招不到人，原因很簡單，學理工科的美國人太少！

各國STEM畢業(yè)生人數(shù)

再次，當年和蘇聯(lián)冷戰(zhàn)的時候，美國齊心協(xié)力，及時有效地拿出對策，加強理工科人才培養(yǎng)，效果很明顯，最后科技方面超越蘇聯(lián)，并取得了冷戰(zhàn)的勝利。而現(xiàn)如今，美國卻陷入內(nèi)斗，政客只關(guān)心四年一次的選舉，沒有長遠計劃，比危機更為可怕的是，找不到解決危機的決心和手段。

本來這篇文章寫好想發(fā)，后來我又琢磨了一下，其實，對美國來說，「失敗的教育」是最大的敵人，而對于我們，又何嘗不是呢？

相對于中國，其實，美國有一個巨大的優(yōu)勢，但亞瑟·赫爾曼沒說。不知道是他愛國心切，急于提醒美國，而故意忽略？還是他根本沒有意識到這一點？

無論如何，對我們來說，這也是一個重大的挑戰(zhàn)。雖然是老生常談了，但還是那句話：對中美來說，最大的敵人，其實都是自己。

好，廢話不多說，先讓我們看作者的原文翻譯。

1957年10月4日，一個排球大小的鋼球在8分鐘內(nèi)繞地球一圈，它被蘇聯(lián)稱為 "衛(wèi)星-1 "（Sputnik-1），它是第一顆人造地球衛(wèi)星。蘇聯(lián)人把它發(fā)射到一個橢圓的低地球軌道上，在那里停留了三個星期，然后電池耗盡。接著，它又在軌道上運行了兩個月，最后在大氣層中燒毀。

于是，世界有了一個新詞Sputnik ，美國也有了新的使命：縮小與蘇聯(lián)在太空競賽中的差距。這種緊迫的使命感引發(fā)了美國教育的變革。這場變革不僅為了贏得太空競賽，也是為了讓一代美國年輕人對“科學、技術(shù)、工程和數(shù)學”產(chǎn)生興趣并接受教育。

從那時起，STEM就成為美國教育專家常年關(guān)注的問題。從20世紀80年代開始，人們對「美國STEM能力的下降」感到擔憂。多份報告都指出了這個問題。

第一顆人造衛(wèi)星Sputnik

然而，這種常年的手忙腳亂，以及國家科學基金所有撥款，似乎都沒有什么效果。這種失敗不僅體現(xiàn)在考試成績不斷下降，還體現(xiàn)在愿意投身于STEM學科的美國學生不斷減少。自1985年以來，大學的學生總數(shù)增長了50%以上。但在數(shù)學和統(tǒng)計學方面，2009年只有15496名畢業(yè)生，和1985年的15009名幾乎一樣。學習視覺和表演藝術(shù)的學生，比學習“計算機科學、數(shù)學和化學工程”的學生加起來還要多。

與此同時，一個爭奪STEM領(lǐng)導力的新競爭者正在逼近，就像蘇聯(lián)在20世紀50年代所做的那樣——他就是中國。STEM領(lǐng)導力對我們的安全仍然同樣重要——現(xiàn)在比Sputnik號發(fā)射時更加重要。

今天的頂尖專家都認為，美國未來的安全將依賴于人工智能、網(wǎng)絡(luò)、量子、機器人、新能源和高超音速武器，甚至是3D打印等先進技術(shù)。奧巴馬在2014年開始指出這一現(xiàn)實，在一系列演講中公布了它所稱的 "第三次抵消戰(zhàn)略 "，如果美國要保持對包括中國在內(nèi)的競爭對手的優(yōu)勢，上述所有技術(shù)都將至關(guān)重要。

量子計算技術(shù)尤其如此，甚至是最緊迫的。正如我在早先的一篇《美國事務(wù)》文章中所寫到的，量子的顛覆性，可能遠超過二戰(zhàn)以來的任何技術(shù)。如果沒有一支強大的研究人員隊伍，我們將在這一關(guān)鍵技術(shù)上面臨人才短缺，而這種短缺將影響我們在未來幾十年內(nèi)打贏戰(zhàn)爭的能力。

在其他領(lǐng)域也是如此。這些訓練有素的人才將從哪里來？如果目前的趨勢繼續(xù)下去，他們將越來越多地來自國外。

此外，在美國大學許多STEM領(lǐng)域的研究生中，外國學生占了大多數(shù)，包括來自我們主要的競爭對手——中國大陸的學生。總的來說，數(shù)據(jù)顯示，自2008年以來，美國科學和工程大學的國際學生入學率一直在穩(wěn)步上升，而美國公民在這些課程中的人數(shù)卻在逐步下降。

美國STEM教育的現(xiàn)狀

美國的STEM教育現(xiàn)狀如何？衡量美國和全世界STEM能力的最重要基準之一是國際學生評估（PISA）。它每三年對眾多國家的15歲青少年的閱讀能力、數(shù)學和科學素養(yǎng)以及其他關(guān)鍵技能進行測量。

最新的PISA結(jié)果顯示，美國的數(shù)學成績在71個國家中排名第38，科學成績排名第24。在「經(jīng)合組織OECD」的35個成員中，美國的數(shù)學排第31，科學排名第18。

閱讀能力，中國第1，美國13

數(shù)學中國第1，美國第31

科學中國第1，美國第18

在2000年代初，面對這種糟糕局面，憂心忡忡的美國國家科學院出了一份報告 ，該報告認為，如果美國要在21世紀保持繁榮，加強科學和數(shù)學教育是必不可少的。這樣糟糕的表現(xiàn)也迫使國會通過《美國競爭法》，授權(quán)為各種新項目提供資金，以改善科學和數(shù)學教育。然而，盡管有了資金和全國性的呼吁，卻很難找到改善的跡象。

在總結(jié)美國STEM現(xiàn)狀時，聯(lián)邦政府的報告聲稱，"美國人的基本STEM技能在過去20年里有了適度的提高"，但也承認我們 "繼續(xù)落后于許多其他國家"，而且 "最近一項測試數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，只有20%的學生為STEM專業(yè)做好了準備。"

另一方面，報告說，"在過去15年里，印度和中國在科學和工程（S&E）學士學位的數(shù)量上已經(jīng)超過了美國"。事實上，"這兩個國家產(chǎn)生的學位數(shù)量幾乎占到了總學位數(shù)量的一半。

這就給我們帶來了一個雙重悖論。雖然美國人在STEM學科上的表現(xiàn)遠低于平均水平，但他們的大學卻繼續(xù)擁有一些世界上最好的STEM專業(yè)。當美國人傾向于遠離我們高校中的STEM專業(yè)時，外國學生卻沒有。

外國學生與美國STEM的未來

如今，美國仍然是最多國際學生的首選國家，在2017年全球460萬注冊留學生中，美國接納了約110萬名學生。截至2018年3月，大約有120萬留學生在美國各地登記。

在2016-17學年，中國是國際學生的第一大來源國（35.1萬），占總數(shù)的33%，其次是印度（17%）；韓國和沙特阿拉伯（各占5%）和加拿大（3%）。2016-17年，工程、商業(yè)管理、數(shù)學和計算機科學是國際學生的前三大學習領(lǐng)域，占美國高等教育機構(gòu)國際招生總數(shù)的一半以上。

總的來說，數(shù)據(jù)顯示，自2008年以來，美國科學與工程學院的國際學生注冊人數(shù)一直在穩(wěn)步上升，而美國人的注冊人數(shù)，卻在逐步下降。

國際研究生的比例甚至比本科生還要高。(2017年秋季，在美國的國際研究生中，超過60%的學生就讀于這些領(lǐng)域，而國際本科生中約有40%的學生就讀于這些領(lǐng)域)。2017年，美國院校研究生項目中62%的國際學生就讀于S&E領(lǐng)域——其中69%來自中國和印度。

事實上，根據(jù)美國國家政策基金會的數(shù)據(jù)，如果沒有國際學生，許多美國大學的本科專業(yè)和研究生項目都無法維持。在電氣工程專業(yè)的全日制研究生中，外國學生占81%，計算機科學占79%，工業(yè)工程占75%，統(tǒng)計學占69%，機械工程占63%，土木工程占59%，化學工程占57%。如果沒有國際學生，在計算機科學、電子工程和其他領(lǐng)域的學生數(shù)量，對于美國這樣一個龐大的經(jīng)濟體來說，將少得令人震驚。

此外，2015年，國際學生在工程、經(jīng)濟、計算機科學、數(shù)學和統(tǒng)計學領(lǐng)域獲得了一半以上的博士學位；他們在S&E學位中的總體比例為34%，中國學生占了很大的份額。1995年至2015年期間，持臨時簽證的國際學生獲得的理工科博士學位中，28.8%頒給了中國公民。

當我們審視個別高校，尤其是那些在科學和工程領(lǐng)域排名靠前的高校時，這些數(shù)字看起來更加驚人。例如，在哈佛大學的計算機科學系，超過一半（53%）的學生是外國學生。在麻省理工學院，計算機科學系的學生略少（43%），但電子工程系的學生占55%。

在普林斯頓和耶魯，美國STEM的情況顯得更加慘淡。在普林斯頓的計算機科學系，60%的學生是國際學生；在電子工程系，這個數(shù)字是70%。耶魯大學的美國人參與計算機科學的比例不超過19%，電子工程的比例為12%。在馬里蘭大學，計算機科學系學生81%是外國籍；弗吉尼亞理工大學77%，普渡大學計算機科學系76%。如下圖所示：

美國各大頂級大學中國際STEM學生的比例

總的來說，持臨時簽證在美國學習STEM學科的國際博士級學生的比例在過去三十年里翻了一番。考夫曼基金會2016年7月的一份報告認為，如果目前的趨勢繼續(xù)下去，到2025年，國際學生將占到美國STEM博士畢業(yè)生的一半。

這種趨勢對美國的威脅有多嚴重？

一方面，大量外國學生在美國學習，甚至是中國學生的存在。同時，硅谷的許多公司會認為，如果沒有外國公民，他們就無法填補隊伍中的空缺。顯然，全國各大高校的類似項目也無法維持。另一方面，當五角大樓開始審查STEM畢業(yè)生時，他們會發(fā)現(xiàn)能夠通過審查的美國人嚴重短缺。

總之，一個令人震驚的趨勢正在發(fā)展。美國維持關(guān)鍵技術(shù)研究的能力看起來很脆弱，而這些能力對我們的安全至關(guān)重要。因為在這個領(lǐng)域工作的美國公民的人才庫正在縮小。而當美國在STEM領(lǐng)域的領(lǐng)導地位逐漸消失時，中國卻在突飛猛進。

中國，內(nèi)外交加的威脅

NextWeb刊登了一篇題為「當美國STEM教育市場下滑時，中國卻大舉投資 」的文章。Rick Ye的文章要點是，雖然美國是世界上最大的STEM教育的提供國，但「全世界都在質(zhì)疑美國學校系統(tǒng)中STEM教育的命運」。

美國STEM教育及其配套產(chǎn)業(yè)的缺口越來越大，導致微軟等美國大公司在其他國家尋找人才，因為美國無法滿足他們的需求。

另一方面，文章指出，中國家庭的人均教育支出在過去10年中增加了三倍。中國顯然將科技教育投資視為優(yōu)先事項，在政府沒有進行投資的地方，中國普通家庭進行了投資。

如今，中國在STEM畢業(yè)生數(shù)量上居世界首位。世界經(jīng)濟論壇報告稱，2016年中國有470萬應(yīng)屆STEM畢業(yè)生，而美國只有56.8萬。

考慮到中國的人口，中國的教育系統(tǒng)是世界上最大的教育系統(tǒng)，這并不奇怪。中國的《義務(wù)教育法》規(guī)定了九年義務(wù)教育，其中包括六年的小學和三年的初中。對于那些有幸通過高考的學生來說，近來可供選擇的大學急劇增加。從2005年到2015年，中國的大學數(shù)量增加了768所。在2017年亞洲排名前20的大學中，有10所來自大中華地區(qū)，那里的重點不僅是高等教育的數(shù)量，還有質(zhì)量。成立于1998年的 "985工程 "是中國為提高優(yōu)秀大學的研究水平而制定的計劃。位于金字塔頂端的是所謂的C9聯(lián)盟，即全國最頂尖的九所大學，它們保證獲得中國整個國家研究預(yù)算的10%。

其中之一是清華大學，它被許多人稱為中國的麻省理工學院，它的科學教師中有兩位諾貝爾獎得主。另一所是北京大學，它與西方大學有廣泛的學生交流項目。還有位于合肥的中國科學技術(shù)大學（USTC），毗鄰正在建設(shè)的價值110億美元的新量子研究中心，以確保中國的 "量子至上"。

這些頂尖學校的工作人員并不限于中國學者。中國也在外國學者中招募關(guān)鍵STEM領(lǐng)域的最優(yōu)秀的人。在工資和研究支持方面，錢不是問題。這是一個強大的教育資源體系。

當然，中國高等STEM依然面臨一些不足，中國解決這些不足的一個辦法是，派遣學生去國外。美國大學的STEM學位在中國科學界有著特別的地位。因此，數(shù)十萬中國STEM學生被美國頂尖大學錄取，并在他們所選擇的領(lǐng)域獲得一流的教育。同時，這些大學也喜歡中國學生，因為他們毫無怨言地支付了高昂的學費。

這個數(shù)字有多大？每隔一年，移民局都會發(fā)布一份關(guān)于在美國的外國學生入學情況的報告。根據(jù)其最新報告《國際學生趨勢半年報告》，在2018年4月發(fā)布的報告中，中國留學生（377070人）的人數(shù)遠遠超過了他們最接近的競爭對手印度（211700人）。雖然報告沒有披露有多少中國學生就讀STEM課程，但在過去的幾年里，超過一半的中國學生就讀STEM課程。

但要看到真正的問題，需要一個更大的視角，這個問題不是大量的外國學生在美國大學學習STEM，而是越來越少的美國學生在做同樣的事情。這將需要一個更大更全面的改革方法，而不僅僅是對F-1或M-1簽證進行限制。它需要一種更類似于60多年前Sputnik引發(fā)的方法，全面改變美國的教育體系。

Sputnik及其影響

1957年10月4日，Sputnik號發(fā)射。12月30日，美國科學促進會（AAAS）發(fā)表決議，要求對科學教師進行專門培訓。1958年1月28日，艾森豪威爾總統(tǒng)就針對STEM教育問題，向國會發(fā)表講話。不到一年后，國會批準了《教育法》的10億美元資金申請，這涉及到美國教育系統(tǒng)從學校到大學的第一次聯(lián)邦層面的全面改革。

在很短的時間內(nèi)，艾森豪威爾總統(tǒng)設(shè)立了總統(tǒng)科學顧問的職位，參眾兩院重組了他們的委員會結(jié)構(gòu)，把重點放在科學政策上。國會還成立了國家航空和航天局（NASA），以創(chuàng)建一個民用空間計劃，并將國家科學基金會的資金增加了三倍，以改善科學教育。

是什么讓聯(lián)邦如此努力？實際上是一種“全民動員”的方法來提高美國作為科學領(lǐng)導者的地位。

首先，當然是擔心Sputnik號標志著美國在太空競賽中輸給了蘇聯(lián)。其次，人們感到尷尬的是，美國領(lǐng)導世界獲得二戰(zhàn)勝利，其工業(yè)實力在歷史上是無可比擬的，但在下一次重要的戰(zhàn)略未來競賽中卻以某種方式落后了。

最重要的是，Sputnik事件引發(fā)了一種擔憂，即美國的問題來自于教育體系，而這種教育體系卻不幸地與時代脫節(jié)。用歷史學家保羅-迪克森的話說，「在公眾眼中，科學教育成為贏得與蘇聯(lián)競賽的重要籌碼。」

這些憂慮和對解決方案的探索，最終導致了1958年《教育法》(NDEA)的通過。它的目標是 "改進教育計劃，以滿足國家的關(guān)鍵需求"。該法案在4年內(nèi)為8個項目撥出了10多億美元。

Sputnik之后，美國教育發(fā)生了巨大的變化。1940年，大約有50萬年輕人上大學，勉強占到美國適齡青年的15%。到了1960年，這個數(shù)字猛增到360萬；到了1970年，這個數(shù)字又翻了一倍多，有750萬美國人，也就是40%的大學適齡青年在上大學。

很多人認為，如果沒有Sputnik改革，就沒有70年代的計算機創(chuàng)新，以及20世紀90年代的網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新。美國在未來幾十年的IT領(lǐng)導地位，很大程度上要歸功于美國年輕人覺得科學技術(shù)很酷、很刺激，并投身到科學領(lǐng)域。

另一方面，當時沒有大量在美國學習STEM科目的蘇聯(lián)學生，同樣，美國大學也沒有急切歡迎蘇聯(lián)學生進入他們的物理實驗室。然而，這正是我們今天在與中國的STEM競爭中所面臨的情況。在這方面，我們面臨的危機要比六十年前復雜得多。例如，中國的量子計算機可以穿透我們最脆弱的公共加密系統(tǒng)，幾乎可以肯定的是，已經(jīng)為時已晚，無法采取任何行動。

薦言

在 "911 "事件17周年前夕，我寫了一篇題為 "美國的高科技STEM危機 "的福布斯專欄。在那篇專欄中，我寫到美國的STEM領(lǐng)導力正在下降。

我們正在快速接近另一個Sputnik時刻，我們不能忽視。我們的未來，都有賴于解決這個問題。我們需要高科技公司、大學、白宮、教育體系，共同打造一個能夠引領(lǐng)我們走向未來的高科技STEM教育戰(zhàn)略。遺憾的是，我們依然缺少專門解決美國STEM危機的計劃，尤其是與計算機工程和網(wǎng)絡(luò)安全、人工智能、量子和機器人等主題有關(guān)的問題。

我們還必須認識到，這場危機不是要等市場來解決的。在危機中，市場是出了名的不善于配置資源，尤其是教育資源。

此外，有些人認為，目前對外國學生依賴在很大程度上，是人為設(shè)計好的機制，通過這種機制，美國公司就可以獲得廉價的科技人才。迄今為止，引起最多關(guān)注的是中國公民，包括博士后和教授，在美國學習和工作，情況十分復雜。

2018年6月，特朗普宣布限制中國研究生在某些科技領(lǐng)域的學習的時間，包括機器人、航空和高科技制造，從5年減少到1年。2018年12月2日，媒體報道。"美國考慮對中國學生進行新的限制。"

除了新的簽證限制外，官員們還在考慮是否對在美國學校就讀的中國學生進行額外的調(diào)查。路透社報道說，官員們希望檢查學生的電話。他們還在考慮查看學生的社交媒體個人賬戶。

同樣，中國學生的問題需要從更大的角度來看待。更大的關(guān)注點應(yīng)該是我們?nèi)绾巫尭嗟拿绹耍绕涫敲绹贻p人，學習并對STEM學科產(chǎn)生興趣。

一種方法是，將某些STEM學科，如人工智能，定義為「關(guān)鍵領(lǐng)域」，并提供獎學金和資金，鼓勵更多的美國年輕人參與。

另一種方法是，直接與高科技企業(yè)協(xié)調(diào)，既要改善美國的教育和職業(yè)機會，又要推進關(guān)鍵的研究。美國企業(yè)實驗室所做的工作是六十年前應(yīng)對 "人造衛(wèi)星 "的一個重要部分。今天，許多這樣的實驗室已經(jīng)不復存在，但要應(yīng)對當前的科學、技術(shù)、工程和數(shù)學危機，就必須調(diào)動全社會的資源。不能局限于幾個機構(gòu)。

STEM教育太重要了，不能再由教育專家來決定。現(xiàn)在是白宮和五角大樓出面扭轉(zhuǎn)局勢的時刻。就像他們在Sputnik之后所做的那樣，只有這樣，美國的未來才不會悄無聲息地落到外國人手中。

六十年前，美國為奪取全球STEM領(lǐng)導權(quán)所做的努力，將宇航員送上了月球。今天，誰能說奪回STEM領(lǐng)導權(quán)對我們不重要？誰又能說得清，如果我們失敗了，會付出什么代價？

全文完。

最后我說兩點作者有意無意沒提的重要問題。

首先，美國缺乏的是人才，而不是天才。中國恰恰相反，我們不缺人才，但我們?nèi)碧觳拧Ｌ觳诺淖饔檬峭瓿?~1的創(chuàng)新，人才的作用是完成1~N的應(yīng)用。很難說得清，到底是天才重要？還是人才重要？

喬布斯憑一己之力，徹底改變了手機產(chǎn)業(yè)。馬斯克單槍匹馬，就顛覆了電動車行業(yè)，短短幾年時間，特斯拉的市值比「全世界其他汽車公司市值的總和」還多！

有一次，我在美國舊金山的某個停車場繳費，收費員是一個中年婦女，膀闊腰圓，笨手笨腳。她要我把車牌號碼報給她，我的車是租的，怎么可能記住車牌？于是我只能下車，把車牌讀給她聽，她用二指禪法（左手食指+右手食指）在鍵盤上，慢吞吞敲入我的車牌，然后，打印出一張收據(jù)，收下我的錢，然后，找錢，放行。整個過程耗時至少3分鐘。?

如果不是親身體驗，你很難相信，這就是舊金山，大名鼎鼎的Google、蘋果、Facebook，就在方圓50公里之內(nèi)。最笨拙的收費員，最聰明的工程師，最低效的停車場，最先進的科技公司，同時存在，這就是美國。

美國的天才完成了創(chuàng)新，但美國的人才不足，制約了美國科技成果的落地。而中國的情況剛好相反，我們?nèi)狈?chuàng)新，但我們善于應(yīng)用。在STEM的人才上，中國有數(shù)量的優(yōu)勢，但美國也有質(zhì)量上的優(yōu)勢，兩者難分仲伯。

其次，美國有吸引全世界人才的強大能力，在這方面，我們還落后不少。美國因為國內(nèi)底層的壓力，目前對國際人才做了一些限制，但逼急了，資本的力量會驅(qū)動一切的變革。到時候，人才的閘門一旦打開，全世界的人才，都會涌向美國。所以，我們不但要繼續(xù)培養(yǎng)國內(nèi)的人才，還要改善人才吸引的機制，盡量吸引全世界的人才。

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