20世纪被称为“美国的世纪”。20世纪末，美国成为世界上唯一的超级大国，在众多领域处于领先地位。美国的经济繁荣和世界强国的地位主要源于其在差不多整个20世纪对全球科学和技术的领导。时至如今，美国科学仍在不断发展和壮大，然而，一个日本历史学家曾在1962年大胆地预言：

“始于1920年的美国科学的繁荣将在2000年结束。”

不止这位日本学者，美国的许多研究者、政策制定者及公众对美国科学的未来发展前景也信心不足。他们提出了两个关键问题：

美国将来能否维持在科学领域的领导地位？

美国是否高估了自己目前在科学领域的实力和地位？

这类观点常常被称为“警钟观点”，他们出于对美国学界的现实观察而提出要敲响警钟。

无论美国未来是否真的会面临科学家的严重短缺问题，都很难否定美国至少在这方面有一定程度的脆弱性。如果以下任何一种情况发生，美国的科学将受到灾难性的打击：移民科学家不再流入或数量大幅下降；工资的下降开始阻碍美国本土有科学天赋的年轻人追求这个职业。美国当前是否已经面临科学家短缺问题或美国在不久的将来是否存在科学家短缺的可能性？至少根据一些观察家和评论家的观点，美国人对科学失去兴趣代表了“二战”以来一种文化上的转变。在“二战”刚刚结束的时代，伴随苏联人造地球卫星“斯普特尼克”的发射，美国全社会对科学充满了热情。因此，要评估“警钟观点”，对有关科学家和未来几十年潜在科学家的实证数据进行分析是至关重要的，以回答是否/为什么只有一小部分美国年轻人追求科学事业这个研究问题。

为什么成为科学家？

在自由市场经济时代，科学家的数量并不由当权者决定，而是个体选择的综合结果。选择成为科学家是一个高度个体化的决定，但同时也受到社会环境的影响。

（1）普遍主义：如果处于社会弱势地位但却拥有科学天赋的青年人相信，科学领域相比其他领域更注重一个人自身的价值，那么这将有可能吸引他们进入科学领域，因为科学被当成实现向上社会流动的有效渠道。这也意味着，科学可能对那些具有科学天赋但却因缺乏物质、社会资本和文化资本而无法获得其他高地位职业的人更有吸引力。

（2）回报：科学家可能同时获得经济和其他回报，比如社会认可、社会声望、权力和工作本身的乐趣。这些非经济回报在科学家尤其是学术界的科学家中的分布是极不均衡的，仅仅被精英群体享有。因此，学生可能会感觉他们在科学领域获得成功的可能性太小，从而倾向于选择那些更能获得确定性回报的职业。

（3）科学家的个体特征：大量研究试图探索一些家庭、个体因素与成为科学家之间的关系，比如父母的职业、父母的受教育水平、家庭收入、宗教信仰、出生排序、童年生活、智商、婚姻行为以及其他特征。天赋和后天培养对科学成就的贡献孰轻孰重是一个经久不衰的话题，至今还没有定论。以往的研究主要关注的是个别科学家，但科学家尽管共用一个职业头衔，但其特征却是高度异质性的。事实上，科学家中回报的极度不平衡分布正是其异质性的体现。所以，任何想要描述科学家共性的简单尝试都是幼稚的，甚至是错误的。当被研究的科学家群体不是从合适的总体中通过随机抽样的方式选出时，研究结果将在极大程度上依赖于样本构成。

科学家收入阻挡科学家修炼的脚步了吗？

近几十年来，美国科学领域劳动力规模是扩大了还是缩小了呢？利用1960~2000年美国每十年一次人口普查数据的1%公共使用微观数据样本（PUMS）以及2006~2008年3年的“美国社区调查”（American Community Survey，ACS）数据（与抽样调查不同，十年一次的人口普查尝试收集普查时点居住在美国的所有居民的基本信息），我们可以一窥按科学和工程学主要领域划分的1960~2008年美国科学领域劳动力的变化趋势：尽管科学家数量较少，但其占劳动力总量的比例在这段时间内一直在上升，从1960年的1.3%增加到2007年的3.3%。在20世纪的后半期，科学家的规模并没有缩小；相反，科学劳动力的增长速度超过了一般劳动力的增长速度。

由于绝大多数科学家只来自那些具有学士学位的群体，那么有人可能会有以下疑问：由于这一时期高校扩招，科学家的规模是不是随着受过大学教育的劳动力数量的增加而扩大呢？

答案是否定的。科学劳动力数量的增长滞后于那些同样需要大学教育的专业技术工作中的非科学劳动力数量的增长。科学家的比例在这段时间内增长到原来的约2.6倍，而拥有学士及以上学位的劳动力比例增长到原来的3.0倍，从1960年的11.1%增长到2007年的32.9%。这一差异在美国本土出生且拥有学士及以上学位的人中科学家的比例的变化中表现得更为明显。

美国科学劳动力特征也产生了变化。尽管从总体上看，美国科学领域依然以美国本土出生的白人男性为主，但是其他群体——女性、美国出生的非白种人、移民——在美国科学领域所占的比例都在逐渐提高。这些变化趋势与美国近期的一些变化密不可分。首先，女性劳动参与率在这段时间内显著提高；其次，在民权运动的影响下，接受高等教育对非裔美国人和女性来说变得更加容易，有越来越多的非裔美国人和女性接受了大学教育；最后，对于所有的非传统群体，包括移民，其大学毕业生参与科学领域工作的比例逐渐提高。这意味着，除了劳动力总体变动和高等教育可获得性两个因素的影响外，这段时间内科学自身也变得更加开放。

那么问题来了：在其他社会地位较高的职业（如法律、医学及其他社会科学等）收入显著提高的情况下，美国科学家的报酬在这一时期内是否停滞不前？

仍然使用美国人口普查数据和ACS数据，将从事基础科学的科学家（从事物理科学、生命科学和数学科学的科学家）作为参照组，与其他职业从业者的收入进行对比。分析对象限定为35~45岁全年全职工作并且上报的年收入至少为5000美元（以2000年为基准计算）的劳动者。

总体上看，从事基础科学研究的科学家的收入在过去50年里并没有较大的增长。与我们研究的其他精英职业相比，从事基础科学研究的科学家的相对收入停滞不前甚至不断下降。具体来看，从事基础科学的科学家的收入相对于工程师、计算机科学家、护士、医生和律师来说是在下降的，但相对于教师和社会科学家来说基本保持不变。反映到年轻人的职业选择上，这会对年轻人——尤其是那些对其他相对工资正在上涨的领域的工作也有兴趣的年轻人——想成为科学家的意愿产生消极影响。而对那些已经选择从事科学职业的青年人而言，应用科学相对收入的不断提高可能会促使他们从基础科学领域转移到工程学或计算机科学这类应用科学领域。

但是，我们的结果并不能说明在市场上存在从事基础科学研究的科学家短缺的现象。在一个典型劳动力市场中，供给和需求的差距会决定雇主愿意花多少钱支付给特定类型的从业者，也就是支付报酬。如果在这段时间内，美国的科学家存在短缺，那么科学家的收入应当是稳定增加的，因为雇主需要支付更高的工资留住他们。然而从事基础科学研究的科学家的相对工资水平较为稳定甚至略微下降，这也间接地说明美国劳动力市场上从事基础科学研究的科学家并不短缺。而从事应用科学研究的科学家的收入高于从事基础科学研究的科学家则说明，由于美国计算机的普及和技术的扩张，市场上对于拥有某类特殊技能的科学家的需求在增加。

美国公众对科学的态度是怎样的？

在任何社会，一个科学家的成长历程都是个人在社会环境影响下的一系列职业选择累积的结果。小孩和青少年不是在与世隔绝的环境中长大的，他们不断地从周围环境中接收信息（什么是重要的，什么是不重要的），而这些信息又会对他们未来的规划产生重大影响。如果美国文化不重视科学，那么美国的青年可能就不会重视科学发现，也不会对从事科学教育、追求科学职业产生兴趣。这里，我们利用各种来源的数据分析美国成年人对科学的认知水平和支持度，以此来考察这两方面的下降是否会给美国青年追求科学职业带来负面影响。

美国人支持科学家的工作吗？我们认为，尽管美国人不是无条件地给予支持，但答案仍然是十分肯定的。

（1）与其他国家相比，美国人的科学素养水平并没有明显偏低，对科学的兴趣和支持也并不弱于其他国家的人。

（2）美国人对科学新闻的兴趣一直较高，尽管这一兴趣在近几十年已从基础科学领域转向那些跟大众日常生活息息相关的领域，例如医疗卫生领域。

（3）美国人认为，科学发展有利于社会进步，并且非常信任科学共同体权威。

（4）尽管科学家的声望在近些年略有下降，但美国人依然支持对科学研究的公共资助，并且赋予科学家较高的声望。

（5）尽管美国人的宗教信仰有时会与科学理论相冲突，但是出现这种冲突的频率可能被夸大了，宗教信仰看起来并没有明显地影响公众对科学家工作的支持。

值得注意的是，我们发现医学在公众对科学的兴趣和支持度上起着正反两方面的作用。一方面，对医疗决策的关注促使美国人去关心那些和医学相关的科学发现；另一方面，人们对医学新闻的兴趣可能会取代（而不是增加）他们对其他类型的科学新闻的兴趣。尽管美国人尊重科学家并非常信任科学共同体权威，但医生会在这些方面成为科学家的竞争对手。美国人对医学新闻比对基础科学新闻更感兴趣，甚至认为医学比基础科学更加具有科学性。从事医学职业需要接受系统、深入的科学训练，它可以被当作科学职业的替代性选择。医生所享有的声望和收入以及公众对医学的强烈兴趣，可能会促使有科学天赋的学生转而追求医学职业而不是基础科学研究。

科学对学生有吸引力吗？

有科学天赋同时也对自身能力有信心的学生仍然可能不从事科学研究。究其原因，一方面，相比其他职业，科学家不断降低的工资会让他们望而却步；另一方面，如果学生觉得自己和科学家的形象相差甚远，或科学家的生活方式和自我意愿大相径庭，他们同样会放弃对科学职业的追求。

著名的人类学家玛格丽特·米德以及她的合作者罗达·梅托对美国青年的一些调查要求被调查者用语言或者图画的形式描绘他们眼中的科学家形象，从而揭示美国学生心目中的科学家形象和科学家生活。结果显示，美国高中生对科学家的形象认知整体而言是积极的，但也非常刻板：学生们频频将科学家描绘为穿着实验室长大褂、戴着眼镜、独自在仪器包围的实验室里工作的中年或老年男性。科学家被认为是智力超群、训练有素、认真耐心以及勤勤恳恳工作的人，其工作不是为了个人利益而是为了增进全人类的福祉。同时，科学家所从事的工作也被认为是单调乏味的，需要数年才能看到成效，工作的薪水很低而且较少得到认可。另外，科学家本身也被认为是没什么情趣、几乎没有什么社交生活、忽略自己的家人以及除了工作鲜有其他爱好的一个群体。

最近的许多研究也支持这一发现。美国学生虽然表面上尊重科学家，但同时又觉得科学家和科学工作十分无聊，这表明大多数学生并不相信从事科学工作会带来可观的个人回报。美国国家教育进展评估（NAEP）在1977年和1982年开展的评估显示，尽管17岁学生中超过3/4的人认为科学一般来说是有用的，但该群体中认为科学有趣的学生却不到30%。

在年轻女性中，抱有“科学并不是乐于助人者的理想职业”的观念会打消她们追求科学的积极性。一项针对高中生职业兴趣的调查显示，女生比男生更愿意从事能够帮助和关心他人的工作，甚至一些女生明确表示自己不愿意选择科学专业，因为它几乎不与人打交道并且太没有人情味了。即使对打算选择科学专业的女生而言，她们经常不过是把接受科学教育当成迈入助人的非科学专业（比如健康专业）的跳板而已。

国家教育统计中心（NCES）在1972年、1982年和1992年进行的三项调查都询问了12年级学生期望达到的受教育水平和期望在大学学习的专业领域。在期望获得大学教育的学生中，不同种族、不同社会经济地位的学生对科学教育的期望差异较小。我们看到的差异是，弱势学生群体——来自低收入家庭的男性和非裔女性——获得科学学位的愿望更强烈。社会经济背景主要对学生的受教育水平期望产生影响，一旦考虑了受教育水平这个因素后，它对科学兴趣的影响则非常小。

“被科学抛弃”？

一般的学士学位获得和具体的科学/工程学学位获得的因果机制是不同的。虽然学士学位的获得高度依赖于家庭社会经济背景，但科学/工程学学位的获得受家庭背景的影响却很小，不过二者都会受到学习成绩的强烈影响。所以，认为科学/工程学学位只是那些具有显赫家庭背景的人才能获得的精英阶层学位的观点是不正确的。相反，在拥有接受高等教育的机会的前提下，科学领域的大门向所有在科学方面表现优秀的人敞开。接受高等教育的机会和优秀的学习成绩当然会受到家庭背景的影响。然而，这样的结果说明，科学精英中来自弱势家庭的学生比例较低这一现象更有可能是教育获得途径上的社会分层导致的，而不是因为其所接受的科学训练存在差异。

分析结果也论证了学习成绩在学士学位获取和科学/工程学学位获取方面的关键作用，数学成绩不仅影响学士学位获得的可能性，同时也影响那些获得学士学位的人的专业选择。研究表明，拥有较强数学天赋的学生在大学可以利用他们的天赋追求科学教育，然而，数学相对于语文的成绩优势对科学/工程学学位的获得没有显著影响。对科学专业选择产生影响的是数学的绝对成绩而不是其相对于语文成绩的优势。

是否因为大学必修的那些极具挑战性的“关卡”科学课程使得很多人退出了科学领域？

结果并没有这么简单。在西摩（Seymour）和休伊特（Hewitt）的研究中，虽然有34%的转专业者表示“早些年因为成绩差感到沮丧或失去信心”，而非转专业者中只有12%的人有这样的感受，但就“在科学、数学和工程学（SME）的一门或多门课程中遇到过概念理解方面的困难”这一项上，两组被访者仅有2个百分点的差异（转专业者为27%，非转专业者为25%）。沮丧感的差异主要源于学生在应对较低成绩时的“态度或处事策略”，而并不是因为实际成绩真的较低。转专业者和非转专业者同时提到最多的是他们过去和现在经历的教育质量的问题。学生们会抱怨较低的教育质量、严苛的“优胜劣汰”成绩政策、过重的学业负担、高中时期准备不足，以及获得的指导和支持不够等。

因此，关于学习成绩较差的学生是否会大量退出科学领域而转向其他专业尚不清楚。但是，学生的非认知能力——他们的“处事策略”——似乎对他们能否在科学领域坚持下去具有重要的影响。那些成功接受科学训练的学生至少部分是因为他们的非认知品质。从某种程度上看，这种选择机制是有用的，因为那些面对学术挑战能够坚持不懈的学生更可能在科学领域坚持下来，在未来的科学生涯中也能够从容应对和处理所遇到的困难与不利因素。很不幸的是，这样的选择机制可能会使优秀学生大量流失，他们其实只要在大学暂时的挫折面前坚持下去，就有可能在科学领域获得巨大成功。

转专业者还有这样一些经历，如“缺乏/丧失对SME的兴趣：‘被科学抛弃’”，以及感觉“非科学专业能够提供更好的教育/更多的兴趣”。这两个因素是转专业者做出决定的最普遍的原因（分别占43%和40%），“缺乏/丧失兴趣”的责任可能在不愿意给学生更多激励的老师身上，这也是与教育质量相关的一个问题。另外，82%的转专业者和40%的非转专业者认为他们“选择SME专业的理由”最终被证明是“不合适的”，学生对科学专业兴趣的下降会在后期逐渐显露出来。如果政策的目的是扩大接受过科学高级训练的青年人的规模，那么仅仅使青年人增加对科学的兴趣是不够的，因为兴趣还必须有足够的基础和力量来支撑他们度过科学教育中的一些艰难时段。

博士们在做与他们的能力匹配的工作吗？

一些学者和评论家质疑科学家短缺论断的一个理由就是他们认为新入行科学家的工作前景堪忧。在他们看来，美国不但不缺科学家，甚至因为国际迁移而存在科学家供给过剩的问题。科学记者贝丽尔·利夫·本德利（Beryl Lieff Benderly）在2010年的一篇煽动性的文章《真正的科学鸿沟》中引用了经济学家弗里曼（Richard Freeman）和其他学者的言论，否定了科学家短缺的观点。本德利认为抱怨科学家短缺是“极大的讽刺”，因为“成千上万的年轻博士仅仅在大学实验室里从事着低收入的临时性工作，看似在为长期教职工作做准备，实际上这些长期教职工作并不存在”。

在当今美国，博士学位是从事大多数学术性工作的前提条件。所谓“学术”，指的是高等教育机构中的一种工作环境。然而，并不是所有科学和工程学领域的博士学位获得者最终都从事学术性工作。从事学术性工作的人仅有一半左右，而且近几十年这个比例在下降。2006年，获得博士学位的科学家和工程师中有41%的人在四年制大学工作。分领域看，数学科学家（不包括计算机科学家）在学术部门工作的比例最高（59%），而工程师比例最低（28%），生物科学家的比例与数学科学家接近（51%），物理科学家的比例和工程师接近（34%）。

当然，学术性工作并不是有博士学位的科学家的唯一选择。他们另外一个重要的工作领域是营利性私营企业。2006年，几乎同等比例（38.3%）的有博士学位的科学家或工程师在私营企业工作。在这个领域工作的一大优势就是收入高，其中，在私营企业工作的科学家的收入会比在学术界工作的科学家高出50%，工程师会高出30%。尽管如此，仍有相当一部分人会因为很多非经济的因素而愿意在学术界工作，包括学术声望、学术贡献和更大的工作自主性。

对科学家来说，找一份学术领域的工作越来越困难吗？这是目前许多报告尤其是生物医学领域相关的报告在讨论科学发展现状时关心的问题。分析拥有博士学位并在学术机构工作的科学家的数据，我们发现，科学家和工程师的学术职位数量在稳步增长，从1973年的82400个增加到2006年的188900个，年均增长率为2.5%，尽管这个比例看起来很小，但仍然比同期科学/工程学博士学位的增长率（1.5%）要高。不过，这个数据可能有一定的误导性，因为它包含了非长期聘用的职位和博士后职位，这些工作既缺乏独立性也不稳定，所以并不是传统意义上真正的学术性工作。仔细考察1973~2006年拥有博士学位的科学家在大学的任职情况，我们发现，科学家和工程师的学术性工作市场状况确实有恶化趋势。第一，全职教职人员所占的比例从1973年的86%下降到2006年的71%；第二，博士后职位从1973年的8.7%上升到2006年的11.1%；第三，非教职的工作人员的比例从1973年的7%上升到2006年的13.6%。

大量有关学术领域劳动力市场的争论实际上集中在博士后上面，尤其是在生物医学领域。对科学领域博士后的现状主要有三种批评的声音。第一种批评的声音是这种体制扼杀了创造性。历史上许多伟大的发明创造都是科学家在年轻时完成的（比如，40岁以前）。如果今天的年轻科学家们都在博士后职位上依赖他人的陈旧观点开展研究，他们将失去自己独立主持创造性研究项目的机会。让人担忧的一个现象就是由年轻科学家承担的研究项目基金数量和份额明显下降。

第二种批评的声音认为博士后都是在为自己的雇主、资深研究者和大学的利益而工作。科学作家本德利在他的文章中充分阐释了这个观点，他认为现在的博士后职位实际上是一种“被掩盖了的失业”。对比博士后和流动农业劳动力，本德利引用了一所知名大学的博士后事务负责人的一句话：“博士后和流动农业劳动力最大的差别就在于这些博士学位获得者不用去采摘果实。”当然，如果所有的博士后最后都能找到教职、拥有自己的实验室和博士后，那么这个体系还是公平的。然而，事实是研究领域并没有足够的教职工作。

对博士后体系的第三种批评声音是它打击了有天赋的年轻人追求科学事业的积极性，从长远角度看，它甚至有可能降低科学人才队伍的素质。对有志于成为科学家的青年人而言，博士后的条件意味着教育生涯的延长以及未来事业更大的不确定性。近些年来，博士后培养的时间也在延长。在那些很重视博士后经历的领域，比如生物科学，博士后的培养周期可能在五年以上。由于博士后培养时间的延长，博士后群体的人口学特征也在变化。目前许多博士后都在30~40岁年龄段的中后期，他们一般要到40岁出头才能开始独立研究。这些数据可能会给美国的大学生传递消极的信息，他们必须想清楚，在同龄人都已结婚成家的这个年龄，他们是否还愿意继续学业。尽管这个问题目前还没有得到充分的研究，但已有事实表明学习时间的延长确实是很多优秀学生放弃科学事业的重要因素。

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