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以美国国家航空航天局为例。2004 年3 月21日，《今日佛罗里达》报对国家航空航天局的档案（其中包括美国肯尼迪空间中心）进行了分析，发现以下事实：国家航空航天局的18146人里，几乎40％ 的人达到或超过50岁。这些在政府公务部门工作了20年的人员有资格提前退休。22％ 的工作人员达到或超过55岁。超过60 岁的工作人员人数与小于30岁的人员的人数之比是3 ：1。只有4％的工作人员小于30岁。
考虑到国家安全的因素，该部门中的很多工作岗位只招纳美国公民。然而，一份2003年的GAO 研究结果显示，国家航空航天局很难雇用到符合其要求的工作人员，越来越多的人不具备国家航空航天局工作中所需要的扎实的自然科学、工程学和信息技术等知识。国家航空航天局管理者肖恩。奥基夫于2002年在国会证实：“如果找不到合适的人选，我们了解和保护地球、探索宇宙以及寻找外星生命的使命不得不中止。”
由前宇航员和参议员约翰·格伦主持的面向21 世纪国家数学和自然科学教育委员会发现，在美国数学和自然科学的教学队伍中，有2/3 的人将于2010年退休。
从传统上来讲，我们主要通过在国内加强教育和从国外引进人才两种方式来弥补国家在工程师和科学技术人才的短缺。但是最近，这两种渠道都出现了干涸的迹象。
每两年，国家科学委员会都会对有关美国科学技术发展动向的一组广泛的数据进行监管，这些数据被当作美国自然科学与工程学发展的指示器。在分析了2004 年的数据后，国家科学委员会发现：“我们观察到，身为美国公民的科学家和工程师的数量在下降，而需要这种专业背景的工作岗位却持续增长，这种现象令人担忧。”这种趋势会威胁到国家经济福利和安全。国家科学委员会还补充说，如果这种趋势还将继续的话，有三种情况将会连锁发生：“需要具有理工专业知识背景的工作数量将上升；能够胜任这种工作的美国公民的数量最多与现在持平；对其他国家相关人才的利用率将下降，其原因或者是由于考虑到国家安全因素对他们进入美国采取限制措施，或者是由于全球各国对这种人才的争夺使我们难以得手。”
国家科学委员会的报告还发现，美国18 岁到24 岁的青年人中，接受过自然科学和工程学教育的人数已经跌落到世界第17位，而30年前，我们在世界上的排名是第3。报告指出，2003 年，在全世界授予的280 万个理科和工科学士学位中，有120 万个被在亚洲各大学学习的亚裔学生获得，83 万个给欧洲人获得，美国的年轻人只得到其中的40 万个。特别是在工程学专业，亚洲各大学现在每年培养的本科毕业生数量是美国的8 倍。
“而且，如果与有些国家相比较，上述的比例差距会更大。”雪莉·安·杰克逊说。在中国，每年理工类专业学士学位的颁发数量占其颁发的所有学士学位数量的60％ ，在韩国这个比例是33％ ，中国台湾地区的比例是41％ 。 相比之下，美国的这个比例还保持在大约31％ 的水平。国家科学委员会说：“美国一直以来依靠其人民的发明与创新来参与世界市场的竞争。具备自然科学和工程学知识背景的劳动力的充足供给是保持国家竞争力的重要基础。但是，即使我们立刻采取措施改变当前的不良趋势，也只能在10 年至20 年之后看到效果。”2004年毕业的获得理工专业学位的劳动力应该在14年前，当他上中学时，就选修必要的数学课程，这样才能为其今后的专业学习奠定基础。所以，今天一些中学生如果作出相同的选择，至少要到2018年或2020年，才能成为国家栋梁之才。
“如果现在不改变这个发展趋势，到2020 年我们会发现，美国研究与教育机构的革新能力已经受到损害，失去了相对于世界其他国家的领先地位。”国家科学委员会说。
“更糟糕的是，这种人才短缺发生在世界趋向平坦的过程中。美国国内需求具有理工知识背景人才的工作岗位每年的增长率是5％，”国家科学委员会说，“相比之下，其他工作岗位供给量年均增长仅1％多一点。”2001年“9。11事件”
以前，劳动统计局指出，需要理工技术的职业增长速度是其他所有职业增长速度的3 倍。不幸的是，根据国家科学委员会的报告，现有理工技术人员的平均年龄正在上升。
“许多在20世纪60年代和70年代（这些人出生于第二次世界大战后1946~1964年间美国生育高峰时期）进入科技劳动力大军的人们预计将在未来20年内退休，然而在这些人的孩子们当中，选择像他们父母们一样专业的人数却远不如几十年前那么多。”国家科学委员会说，“此外，选择数学和计算机科学专业的女性比例从1993 年至1999 年下降了4 个百分点。”国家科学委员会2002年的数据分析还显示，美国授予的理工专业博士学位从1998年的29000个下降到1999 年的27000个。美国工科专业的大学生总人数在20 世纪80 年代到1998年之间下降了12个百分点。
然而，美国理工专业的劳动力大军人数的增长率还是比理工科学位的增长率要高一些。原因是很多国外出生的理工专业毕业生移民到了美国。自20世纪90年代以来，国外出生的学生在美国大学理工专业学生中的比例持续稳步地上升。同样的趋势也可以在工作领域体现出来，国家科学委员会说，从总体上看，这个比例在1990 年是14％ ，随后的10年里，拥有学士学位的国外学生在美国理工类工作岗位中占的比例从11％ 上升到17％ ，如果是硕士学位，这个比例从19％ 上升到29％，而对于博士学位，则是从24％ 上升到38％ 。 通过把国外出生并在国外接受教育的科学家和工程师吸引到美国，我们不仅可以保持美国理工类劳动力的增长，同时还不必承担为此支付的长期教育成本。
与此相反的另一种趋势是，由于世界变得平坦，世界各地彼此连接的更加紧密，即使外国人不移民到美国，也可以为美国从事革新工作。他们可以为世界第一流水平的公司干世界第一流水平的工作，在得到体面的收入的同时还不必离开自己的家。
“所谓全球化就是在他们的家乡为其创造工作岗位，”国际教育协会会长艾伦。古得曼说，“所以他们会说，‘我还是觉得自己的家乡好，我在自己的家乡生活比在纽约更舒服。’以前，他们的家乡没有实验室，不能连接到因特网，而现在，所有这些问题都解决了，他们在家里就可以把工作搞定。这种趋势甚至在‘九一一事件’导致的签证困难之前就已经开始了，大约在2000年，人才外流取代了人才流入。”
国家科学委员会的研究表明：“自20世纪80年代以来，其他国家增加了对理工专业教育领域和理工类人力资源的投资，而且其增长率要高于美国。1993 年至1997 年，OECD（经济合作与发展组织，包含有40个高度发达市场经济的国家）国家需求理工类专业人才的研究工作岗位增长了23％ ，是美国11％ 的2 倍还多。”另外，该研究还表明，自“9。11”恐怖袭击以来，由于国内增加的安全限制和国外申请者数量的下降，美国为国外留学生和理工类人才发放签证的速度更慢了。
2001 年，美国政府为外国留学生发放签证的数量比2000 年减少了20％ ，在随后的几年里，这个比例还在增加。当各个大学校长们告诉我，2004年的情况有所好转，美国国家安全部正在试图为外国留学生和科学家加速并简化办理签证的程序时，大量的损失已经无可挽回，无论外国留学生和科学家在哪个领域工作，都会牵涉到国家安全因素，这已经成为美国政府的一块心病。难怪《纽约时报》教育专栏作者萨姆·狄龙在报道中说：“今年美国研究生院接收到的外国留学生申请下降了28％ 。 研究生院中外国留学生的实际注册数量下降了6％。 今年秋天发布的一年一度的调查显示，30年来，在美国攻读本科、研究生和博士后的所有外国留学生的注册人数首次下降。与此同时，英国、德国和其他国家的大学注册人数在快速增长。今年中国申请攻读美国研究生的人数下降了45％ ，而一些欧洲国家则宣布中国留学生的注册人数猛增（2004年12月21日）”。
一些分析家认为单纯地比较印度、中国和美国的理工科毕业生总数可能会是极大的误导，因为不尽准确的统计难以获得，而且忽略了工科学位在不同国家中“含金量”的不同。比如，2005 年12 月杜克大学理工学科管理项目的研究，以“工程技术人力资源外部替代的框架性研究：将美国置于与中国和印度同一游戏场”为题。
该报告指出印度和中国的数据经常包括没有受过严格训练的两年或者三年专科毕业生，而美国的数据仅仅是特指训练严格的四年制学士毕业生。杜克大学的研究还区分了两种不同的理工科毕业生：创造型工程师和操作型工程师。创造型工程师是那些能够进行抽象思维和利用科学知识高水准解决问题的个人。这些工程师通常经过至少4 年的理工学科教育计划的严格培养，他们的工作不容易从外部获得可替代的人力资源。而操作型工程师通常是接受同事、技术人员的教导，或是文凭式教育而不是严格的学士学位教育。他们可能具有理工科的基本知识和技能，却没有经验和能力利用这些知识解决更大的问题，他们的工作很容易找到可替代的人力资源。杜克大学的研究结论认为，美国相比印度和中国，仍然培养较高比例的创造型工程师和电脑专家，因此，仍具有较大的竞争优势。
但是，我仍然要给这个研究的结果中加入以下忠告。首先，美国的大学里工科学位不仅授予美国居民，还有很多的外国学生，他们将回到各自的祖国。其次，的确，中国和印度理工科学位的平均水平可能没有美国四年制正规培养的毕业生水平高，但是应该认识到：有更多的印度人和中国人（比例比美国高出很多很多）正在本国或美国大学学习自然科学、计算机和工程学。在平坦化世界中，先进的知识传播总是很快。
因此，我毫不怀疑在未来20年中，中国和印度理工学科本科学位的平均水平会紧紧跟上美国的水准。我们应该看到的是趋势的发展，而不仅是今天的片断。
讳莫如深的秘密之二：教育的差距——来自高层导致数字差距的最重要的原因，当然是我们在教育方面的差距。我们没有给我们的孩子们提供良好的教育，或者说，没有对为孩子们提供关于在数学、自然科学和工程学等方面的教育给予足够的重视。
看看一年一度英特尔国际科学与工程学大奖赛，大约40个国家每年通过大赛组委会设在本地的分支机构提名参赛人员。根据英特尔公司的统计，2004年这个赛事吸引了大约50000名美国孩子参加。而当我在一次访问中国期间，询问英特尔中国区总裁陈伟锭关于中国的参赛情况时，他告诉我：“中国现在国内进行大赛的选拔赛，几乎每一个省都会派学生参加选拔。
在中国，有600 万孩子参与竞争，尽管不是所有的人都能进入到最后的决赛……”中国人对这个比赛非常重视。
那些被选中参加最后阶段国际比赛的孩子被允许免试进入大学学习，而且可以随便挑选进入国内的一流大学。在2004年的比赛中，中国共获得了35个奖项，比其他任何一个亚洲国家获得的奖项都多。这些奖项中包括三个全球最高奖中的一个。
难怪美国各地所有的教师都要阅读的杂志《教育周刊》刊登了一篇题目为《移民儿童的数学和自然科学成绩名列前茅》（2004年7 月28 日）的文章。这篇文章写道：“美国政策国家基金所做的一项研究表明，自然科学成绩最优秀学生中的60％ 和数学成绩最好的学生中的65％ 来自于新移民到美国的家庭。这份调查所依据的数据是：最近3 年各个学校竞赛中获奖者的名单，英特尔公司的科学人才调查，参加国际数学奥林匹克大赛以及物理比赛的美国代表队成员组成。”这项研究的作者把移民家庭学生“的成功部分地归功于其父母要求孩子科学安排自己的学习时间。许多移民家庭的父母鼓励自己的孩子学习数学和自然科学，他们坚信掌握了这些知识会增加孩子们将来在职场上的竞争力，从而避免偏见和缺乏人际关系对他们的影响……
接受调查的很多学生的家长是持向职业技术人员发放的H…1B签证来到美国的。
“这项研究的作者斯图尔特。安德森是基金的执行董事，他认为美国政府制定的过分限制移民流入的政策是有风险的，有可能导致科学技术人才持续稳定流入美国的停滞。文章举了安德烈。蒙泰亚努的例子：安德烈。蒙泰亚努的父母5 年前从罗马尼亚移民到美国，他从7 年级开始接受美国教育。当时安德烈。蒙泰亚努发现，美国7 年级课本中的数学和自然科学课程时曾相识，原来，他在罗马尼亚读4 年级时就已经学过了同样的内容……
每隔4 年，美国都要参加国际数学和自然科学发展趋势的研究。这个研究把所有学生分成3 组：4 年级、8 年级和12 年级。最近的研究设计了大约50 万名学生，涵盖了41 个国家，使用了30种语言，这使其成为有史以来规模最大的和最广泛的关于教育水平的国际研究。
2004 年的研究结果显示（相关测试是在2003 年做的），美国学生的成绩只比2000 年有略微提高，从这些数据可以看出，美国的劳动力在科技方面的竞争力要弱于紧盯着它的对手国家。2004 年12 月4 日，美联社报道说，美国8 年级学生的自然科学与数学成绩自1995年第一次测试以来已经得到提高，但是这些提高主要来自于1995年至1999年之间，也就是说，最近几年的提高微乎其微。当然，这4 年的提高使美国获得了相对于其他国家更高的排位。可令人担心的是，美国4 年级学生的成绩却从1995年起停滞不前，既不上升也不下降。结果，相对于取得进步的国家来说，美国的排名反而落后了。负责组织这次研究的波士顿大学国际研究中心的联席主任艾娜。穆利斯告诉美联社说：“亚洲国家在高级阶段的自然科学和数学教育方面稳步前进。”例如，测试结果表明，44％ 的新加坡8 年级学生的数学水平达到高级阶段，中国台湾地区的比例是38％ ，而美国的这个比例仅为7％。另一个旨在对学生素质进行评价的国际教育测试也于2004年12 月得出结论：15 岁美国学生应用数学技能解决实际问题的能力低于国际平均水平。
2005年，国家科学院、国家工程院和美国医学科学院的一份题为《风口浪尖上》的报告，可以部分解释上述现象。研究表明，在1999年只有41％ 的8 年级学生接受毕业于数学专业的数学老师的指导，大大低于77％ 的世界平均水平。尤其在美国高中的教育中，看上去似乎像一个黑洞，无情地打击着年轻人的兴趣发展，尤其是对想选择自然科学的女学生。
2005 年10 月，我和我妻子去纽黑文参加耶鲁大学家长周末会，和女儿、女儿的室友和其中一个室友的男友一起吃比萨午餐。我坐在那位男士的对面，他叫艾瑞克·斯特，24 岁，在耶鲁攻读纳米生物工程博士学位。艾瑞克正是美国教育体系所应该大量培养的年轻人。他的祖父是一个手表工程师，他父亲是哥伦比亚大学的医学博士和教授，他很小的时候就对自然科学产生兴趣，尤其是他看到了父亲的实验室并曾和祖父一起制造零件。他上高中的时候，是西屋（Westinghouse ）科学大赛的决赛选手，在耶鲁获得学士学位，随后进了研究生院。目前，他在一个政府资助的项目中运用纳米技术监测空气中的毒素成分，这在应对恐怖活动中将会有广泛运用的前景。我和斯特很快谈到了关于美国当代自然科学的教育。
他一开始便提及在座的5 位耶鲁大学本科女生，“看看在座的各位，我和这些聪慧的女生一起吃比萨饼，可惜她们并没有一人与我一样从事自然科学。”5 位女生都是学人文学科的，为什么？我问斯特。他认为这涉及很多原因。首先，“人们愿意做有乐趣的事情。但是像代数或背诵乘法规则表完全是没有意思的事情，但这些基础知识是大一新生的必修课，这些东西简直是无聊透顶而且好像毫无用处。�