美国智库：最大的敌人，不是中国，而是STEM教育

亚瑟·赫尔曼（Arthur Herman）是美国著名的历史学家，前段时间，他忧心忡忡地写了一篇长文，发表在American Affairs杂志上。文章的题目是：STEM危机正威胁着美国的安全。

所谓STEM ，是科学Science，技术Technology，工程Engineering，数学Mathematics，四门学科英文首字母的缩写。用中国的说法就是“理工科”。

先划重点

首先，21世纪，国家之间的竞争就是科技水平的竞争，科技水平取决于理工科人才，而理工科人才来自教育体系。所以，归根到底，国家间的竞争是理工科教育体系的竞争。

其次，中国每年有470万理工科毕业生，而美国只有56.8万，更令美国忧心的是，即便在这区区56.8万毕业生中，还有一半是外国人，其中很大一部分是中国人。美国一方面想限制中国留学生的人数，又发现如果少了中国留学生，美国的科技公司可能招不到人，原因很简单，学理工科的美国人太少！

各国STEM毕业生人数

再次，当年和苏联冷战的时候，美国齐心协力，及时有效地拿出对策，加强理工科人才培养，效果很明显，最后科技方面超越苏联，并取得了冷战的胜利。而现如今，美国却陷入内斗，政客只关心四年一次的选举，没有长远计划，比危机更为可怕的是，找不到解决危机的决心和手段。

本来这篇文章写好想发，后来我又琢磨了一下，其实，对美国来说，「失败的教育」是最大的敌人，而对于我们，又何尝不是呢？

相对于中国，其实，美国有一个巨大的优势，但亚瑟·赫尔曼没说。不知道是他爱国心切，急于提醒美国，而故意忽略？还是他根本没有意识到这一点？

无论如何，对我们来说，这也是一个重大的挑战。虽然是老生常谈了，但还是那句话：对中美来说，最大的敌人，其实都是自己。

好，废话不多说，先让我们看作者的原文翻译。

1957年10月4日，一个排球大小的钢球在8分钟内绕地球一圈，它被苏联称为 "卫星-1 "（Sputnik-1），它是第一颗人造地球卫星。苏联人把它发射到一个椭圆的低地球轨道上，在那里停留了三个星期，然后电池耗尽。接着，它又在轨道上运行了两个月，最后在大气层中烧毁。

于是，世界有了一个新词Sputnik ，美国也有了新的使命：缩小与苏联在太空竞赛中的差距。这种紧迫的使命感引发了美国教育的变革。这场变革不仅为了赢得太空竞赛，也是为了让一代美国年轻人对“科学、技术、工程和数学”产生兴趣并接受教育。

从那时起，STEM就成为美国教育专家常年关注的问题。从20世纪80年代开始，人们对「美国STEM能力的下降」感到担忧。多份报告都指出了这个问题。

第一颗人造卫星Sputnik

然而，这种常年的手忙脚乱，以及国家科学基金所有拨款，似乎都没有什么效果。这种失败不仅体现在考试成绩不断下降，还体现在愿意投身于STEM学科的美国学生不断减少。自1985年以来，大学的学生总数增长了50%以上。但在数学和统计学方面，2009年只有15496名毕业生，和1985年的15009名几乎一样。学习视觉和表演艺术的学生，比学习“计算机科学、数学和化学工程”的学生加起来还要多。

与此同时，一个争夺STEM领导力的新竞争者正在逼近，就像苏联在20世纪50年代所做的那样——他就是中国。STEM领导力对我们的安全仍然同样重要——现在比Sputnik号发射时更加重要。

今天的顶尖专家都认为，美国未来的安全将依赖于人工智能、网络、量子、机器人、新能源和高超音速武器，甚至是3D打印等先进技术。奥巴马在2014年开始指出这一现实，在一系列演讲中公布了它所称的 "第三次抵消战略 "，如果美国要保持对包括中国在内的竞争对手的优势，上述所有技术都将至关重要。

量子计算技术尤其如此，甚至是最紧迫的。正如我在早先的一篇《美国事务》文章中所写到的，量子的颠覆性，可能远超过二战以来的任何技术。如果没有一支强大的研究人员队伍，我们将在这一关键技术上面临人才短缺，而这种短缺将影响我们在未来几十年内打赢战争的能力。

在其他领域也是如此。这些训练有素的人才将从哪里来？如果目前的趋势继续下去，他们将越来越多地来自国外。

此外，在美国大学许多STEM领域的研究生中，外国学生占了大多数，包括来自我们主要的竞争对手——中国大陆的学生。总的来说，数据显示，自2008年以来，美国科学和工程大学的国际学生入学率一直在稳步上升，而美国公民在这些课程中的人数却在逐步下降。

美国STEM教育的现状

美国的STEM教育现状如何？衡量美国和全世界STEM能力的最重要基准之一是国际学生评估（PISA）。它每三年对众多国家的15岁青少年的阅读能力、数学和科学素养以及其他关键技能进行测量。

最新的PISA结果显示，美国的数学成绩在71个国家中排名第38，科学成绩排名第24。在「经合组织OECD」的35个成员中，美国的数学排第31，科学排名第18。

阅读能力，中国第1，美国13

数学中国第1，美国第31

科学中国第1，美国第18

在2000年代初，面对这种糟糕局面，忧心忡忡的美国国家科学院出了一份报告 ，该报告认为，如果美国要在21世纪保持繁荣，加强科学和数学教育是必不可少的。这样糟糕的表现也迫使国会通过《美国竞争法》，授权为各种新项目提供资金，以改善科学和数学教育。然而，尽管有了资金和全国性的呼吁，却很难找到改善的迹象。

在总结美国STEM现状时，联邦政府的报告声称，"美国人的基本STEM技能在过去20年里有了适度的提高"，但也承认我们 "继续落后于许多其他国家"，而且 "最近一项测试数据发现，只有20%的学生为STEM专业做好了准备。"

另一方面，报告说，"在过去15年里，印度和中国在科学和工程（S&E）学士学位的数量上已经超过了美国"。事实上，"这两个国家产生的学位数量几乎占到了总学位数量的一半。

这就给我们带来了一个双重悖论。虽然美国人在STEM学科上的表现远低于平均水平，但他们的大学却继续拥有一些世界上最好的STEM专业。当美国人倾向于远离我们高校中的STEM专业时，外国学生却没有。

外国学生与美国STEM的未来

如今，美国仍然是最多国际学生的首选国家，在2017年全球460万注册留学生中，美国接纳了约110万名学生。截至2018年3月，大约有120万留学生在美国各地登记。

在2016-17学年，中国是国际学生的第一大来源国（35.1万），占总数的33%，其次是印度（17%）；韩国和沙特阿拉伯（各占5%）和加拿大（3%）。2016-17年，工程、商业管理、数学和计算机科学是国际学生的前三大学习领域，占美国高等教育机构国际招生总数的一半以上。

总的来说，数据显示，自2008年以来，美国科学与工程学院的国际学生注册人数一直在稳步上升，而美国人的注册人数，却在逐步下降。

国际研究生的比例甚至比本科生还要高。(2017年秋季，在美国的国际研究生中，超过60%的学生就读于这些领域，而国际本科生中约有40%的学生就读于这些领域)。2017年，美国院校研究生项目中62%的国际学生就读于S&E领域——其中69%来自中国和印度。

事实上，根据美国国家政策基金会的数据，如果没有国际学生，许多美国大学的本科专业和研究生项目都无法维持。在电气工程专业的全日制研究生中，外国学生占81%，计算机科学占79%，工业工程占75%，统计学占69%，机械工程占63%，土木工程占59%，化学工程占57%。如果没有国际学生，在计算机科学、电子工程和其他领域的学生数量，对于美国这样一个庞大的经济体来说，将少得令人震惊。

此外，2015年，国际学生在工程、经济、计算机科学、数学和统计学领域获得了一半以上的博士学位；他们在S&E学位中的总体比例为34%，中国学生占了很大的份额。1995年至2015年期间，持临时签证的国际学生获得的理工科博士学位中，28.8%颁给了中国公民。

当我们审视个别高校，尤其是那些在科学和工程领域排名靠前的高校时，这些数字看起来更加惊人。例如，在哈佛大学的计算机科学系，超过一半（53%）的学生是外国学生。在麻省理工学院，计算机科学系的学生略少（43%），但电子工程系的学生占55%。

在普林斯顿和耶鲁，美国STEM的情况显得更加惨淡。在普林斯顿的计算机科学系，60%的学生是国际学生；在电子工程系，这个数字是70%。耶鲁大学的美国人参与计算机科学的比例不超过19%，电子工程的比例为12%。在马里兰大学，计算机科学系学生81%是外国籍；弗吉尼亚理工大学77%，普渡大学计算机科学系76%。如下图所示：

美国各大顶级大学中国际STEM学生的比例

总的来说，持临时签证在美国学习STEM学科的国际博士级学生的比例在过去三十年里翻了一番。考夫曼基金会2016年7月的一份报告认为，如果目前的趋势继续下去，到2025年，国际学生将占到美国STEM博士毕业生的一半。

这种趋势对美国的威胁有多严重？

一方面，大量外国学生在美国学习，甚至是中国学生的存在。同时，硅谷的许多公司会认为，如果没有外国公民，他们就无法填补队伍中的空缺。显然，全国各大高校的类似项目也无法维持。另一方面，当五角大楼开始审查STEM毕业生时，他们会发现能够通过审查的美国人严重短缺。

总之，一个令人震惊的趋势正在发展。美国维持关键技术研究的能力看起来很脆弱，而这些能力对我们的安全至关重要。因为在这个领域工作的美国公民的人才库正在缩小。而当美国在STEM领域的领导地位逐渐消失时，中国却在突飞猛进。

中国，内外交加的威胁

NextWeb刊登了一篇题为「当美国STEM教育市场下滑时，中国却大举投资 」的文章。Rick Ye的文章要点是，虽然美国是世界上最大的STEM教育的提供国，但「全世界都在质疑美国学校系统中STEM教育的命运」。

美国STEM教育及其配套产业的缺口越来越大，导致微软等美国大公司在其他国家寻找人才，因为美国无法满足他们的需求。

另一方面，文章指出，中国家庭的人均教育支出在过去10年中增加了三倍。中国显然将科技教育投资视为优先事项，在政府没有进行投资的地方，中国普通家庭进行了投资。

如今，中国在STEM毕业生数量上居世界首位。世界经济论坛报告称，2016年中国有470万应届STEM毕业生，而美国只有56.8万。

考虑到中国的人口，中国的教育系统是世界上最大的教育系统，这并不奇怪。中国的《义务教育法》规定了九年义务教育，其中包括六年的小学和三年的初中。对于那些有幸通过高考的学生来说，近来可供选择的大学急剧增加。从2005年到2015年，中国的大学数量增加了768所。在2017年亚洲排名前20的大学中，有10所来自大中华地区，那里的重点不仅是高等教育的数量，还有质量。成立于1998年的 "985工程 "是中国为提高优秀大学的研究水平而制定的计划。位于金字塔顶端的是所谓的C9联盟，即全国最顶尖的九所大学，它们保证获得中国整个国家研究预算的10%。

其中之一是清华大学，它被许多人称为中国的麻省理工学院，它的科学教师中有两位诺贝尔奖得主。另一所是北京大学，它与西方大学有广泛的学生交流项目。还有位于合肥的中国科学技术大学（USTC），毗邻正在建设的价值110亿美元的新量子研究中心，以确保中国的 "量子至上"。

这些顶尖学校的工作人员并不限于中国学者。中国也在外国学者中招募关键STEM领域的最优秀的人。在工资和研究支持方面，钱不是问题。这是一个强大的教育资源体系。

当然，中国高等STEM依然面临一些不足，中国解决这些不足的一个办法是，派遣学生去国外。美国大学的STEM学位在中国科学界有着特别的地位。因此，数十万中国STEM学生被美国顶尖大学录取，并在他们所选择的领域获得一流的教育。同时，这些大学也喜欢中国学生，因为他们毫无怨言地支付了高昂的学费。

这个数字有多大？每隔一年，移民局都会发布一份关于在美国的外国学生入学情况的报告。根据其最新报告《国际学生趋势半年报告》，在2018年4月发布的报告中，中国留学生（377070人）的人数远远超过了他们最接近的竞争对手印度（211700人）。虽然报告没有披露有多少中国学生就读STEM课程，但在过去的几年里，超过一半的中国学生就读STEM课程。

但要看到真正的问题，需要一个更大的视角，这个问题不是大量的外国学生在美国大学学习STEM，而是越来越少的美国学生在做同样的事情。这将需要一个更大更全面的改革方法，而不仅仅是对F-1或M-1签证进行限制。它需要一种更类似于60多年前Sputnik引发的方法，全面改变美国的教育体系。

Sputnik及其影响

1957年10月4日，Sputnik号发射。12月30日，美国科学促进会（AAAS）发表决议，要求对科学教师进行专门培训。1958年1月28日，艾森豪威尔总统就针对STEM教育问题，向国会发表讲话。不到一年后，国会批准了《教育法》的10亿美元资金申请，这涉及到美国教育系统从学校到大学的第一次联邦层面的全面改革。

在很短的时间内，艾森豪威尔总统设立了总统科学顾问的职位，参众两院重组了他们的委员会结构，把重点放在科学政策上。国会还成立了国家航空和航天局（NASA），以创建一个民用空间计划，并将国家科学基金会的资金增加了三倍，以改善科学教育。

是什么让联邦如此努力？实际上是一种“全民动员”的方法来提高美国作为科学领导者的地位。

首先，当然是担心Sputnik号标志着美国在太空竞赛中输给了苏联。其次，人们感到尴尬的是，美国领导世界获得二战胜利，其工业实力在历史上是无可比拟的，但在下一次重要的战略未来竞赛中却以某种方式落后了。

最重要的是，Sputnik事件引发了一种担忧，即美国的问题来自于教育体系，而这种教育体系却不幸地与时代脱节。用历史学家保罗-迪克森的话说，「在公众眼中，科学教育成为赢得与苏联竞赛的重要筹码。」

这些忧虑和对解决方案的探索，最终导致了1958年《教育法》(NDEA)的通过。它的目标是 "改进教育计划，以满足国家的关键需求"。该法案在4年内为8个项目拨出了10多亿美元。

Sputnik之后，美国教育发生了巨大的变化。1940年，大约有50万年轻人上大学，勉强占到美国适龄青年的15%。到了1960年，这个数字猛增到360万；到了1970年，这个数字又翻了一倍多，有750万美国人，也就是40%的大学适龄青年在上大学。

很多人认为，如果没有Sputnik改革，就没有70年代的计算机创新，以及20世纪90年代的网络创新。美国在未来几十年的IT领导地位，很大程度上要归功于美国年轻人觉得科学技术很酷、很刺激，并投身到科学领域。

另一方面，当时没有大量在美国学习STEM科目的苏联学生，同样，美国大学也没有急切欢迎苏联学生进入他们的物理实验室。然而，这正是我们今天在与中国的STEM竞争中所面临的情况。在这方面，我们面临的危机要比六十年前复杂得多。例如，中国的量子计算机可以穿透我们最脆弱的公共加密系统，几乎可以肯定的是，已经为时已晚，无法采取任何行动。

荐言

在 "911 "事件17周年前夕，我写了一篇题为 "美国的高科技STEM危机 "的福布斯专栏。在那篇专栏中，我写到美国的STEM领导力正在下降。

我们正在快速接近另一个Sputnik时刻，我们不能忽视。我们的未来，都有赖于解决这个问题。我们需要高科技公司、大学、白宫、教育体系，共同打造一个能够引领我们走向未来的高科技STEM教育战略。遗憾的是，我们依然缺少专门解决美国STEM危机的计划，尤其是与计算机工程和网络安全、人工智能、量子和机器人等主题有关的问题。

我们还必须认识到，这场危机不是要等市场来解决的。在危机中，市场是出了名的不善于配置资源，尤其是教育资源。

此外，有些人认为，目前对外国学生依赖在很大程度上，是人为设计好的机制，通过这种机制，美国公司就可以获得廉价的科技人才。迄今为止，引起最多关注的是中国公民，包括博士后和教授，在美国学习和工作，情况十分复杂。

2018年6月，特朗普宣布限制中国研究生在某些科技领域的学习的时间，包括机器人、航空和高科技制造，从5年减少到1年。2018年12月2日，媒体报道。"美国考虑对中国学生进行新的限制。"

除了新的签证限制外，官员们还在考虑是否对在美国学校就读的中国学生进行额外的调查。路透社报道说，官员们希望检查学生的电话。他们还在考虑查看学生的社交媒体个人账户。

同样，中国学生的问题需要从更大的角度来看待。更大的关注点应该是我们如何让更多的美国人，尤其是美国年轻人，学习并对STEM学科产生兴趣。

一种方法是，将某些STEM学科，如人工智能，定义为「关键领域」，并提供奖学金和资金，鼓励更多的美国年轻人参与。

另一种方法是，直接与高科技企业协调，既要改善美国的教育和职业机会，又要推进关键的研究。美国企业实验室所做的工作是六十年前应对 "人造卫星 "的一个重要部分。今天，许多这样的实验室已经不复存在，但要应对当前的科学、技术、工程和数学危机，就必须调动全社会的资源。不能局限于几个机构。

STEM教育太重要了，不能再由教育专家来决定。现在是白宫和五角大楼出面扭转局势的时刻。就像他们在Sputnik之后所做的那样，只有这样，美国的未来才不会悄无声息地落到外国人手中。

六十年前，美国为夺取全球STEM领导权所做的努力，将宇航员送上了月球。今天，谁能说夺回STEM领导权对我们不重要？谁又能说得清，如果我们失败了，会付出什么代价？

全文完。

最后我说两点作者有意无意没提的重要问题。

首先，美国缺乏的是人才，而不是天才。中国恰恰相反，我们不缺人才，但我们缺天才。天才的作用是完成0~1的创新，人才的作用是完成1~N的应用。很难说得清，到底是天才重要？还是人才重要？

乔布斯凭一己之力，彻底改变了手机产业。马斯克单枪匹马，就颠覆了电动车行业，短短几年时间，特斯拉的市值比「全世界其他汽车公司市值的总和」还多！

有一次，我在美国旧金山的某个停车场缴费，收费员是一个中年妇女，膀阔腰圆，笨手笨脚。她要我把车牌号码报给她，我的车是租的，怎么可能记住车牌？于是我只能下车，把车牌读给她听，她用二指禅法（左手食指+右手食指）在键盘上，慢吞吞敲入我的车牌，然后，打印出一张收据，收下我的钱，然后，找钱，放行。整个过程耗时至少3分钟。 

如果不是亲身体验，你很难相信，这就是旧金山，大名鼎鼎的Google、苹果、Facebook，就在方圆50公里之内。最笨拙的收费员，最聪明的工程师，最低效的停车场，最先进的科技公司，同时存在，这就是美国。

美国的天才完成了创新，但美国的人才不足，制约了美国科技成果的落地。而中国的情况刚好相反，我们缺乏创新，但我们善于应用。在STEM的人才上，中国有数量的优势，但美国也有质量上的优势，两者难分仲伯。

其次，美国有吸引全世界人才的强大能力，在这方面，我们还落后不少。美国因为国内底层的压力，目前对国际人才做了一些限制，但逼急了，资本的力量会驱动一切的变革。到时候，人才的闸门一旦打开，全世界的人才，都会涌向美国。所以，我们不但要继续培养国内的人才，还要改善人才吸引的机制，尽量吸引全世界的人才。