摘要
本文比较了美国和中国的STEM博士培养模式。我们发现，自2000年代中期以来，中国培养的STEM博士一直比美国多，两国之间的差距在未来五年可能会更大。基于目前的招生模式，我们预计到2025年，中国高校每年将培养77000多名STEM博士，而美国的这一数字约为4万。如果将国际学生排除在美国之外，中国的STEM博士毕业生的数量将超过美国三倍以上。
我们的研究结果还表明，近年来中国的博士教育质量有所提高，目前中国博士教育的增长大部分来自高质量的大学。大约45%的中国博士毕业于“双一流”(A)大学——中国最顶尖的教育机构——大约80%的毕业生来自部署高校。虽然中国STEM博士的增长有可能超过当前劳动力市场的需求，但一个国家的博士毕业生的数量和质量是衡量其未来竞争力的一个重要指标,而且中国培养具有高技能的博士水平的STEM专家的能力也在迅速增长。
我们的分析重点是在STEM学科中获得研究型博士学位的学生。对美国来说，这包括七个学术领域的数据:生命科学、地球科学、数学和统计学、计算机科学、物理科学、工程学和医学。就中国而言，这包括教育部跟踪的四个学术领域:科学、工程、农业和医学。根据具体的领域分类，历史趋势和预测可能会有所不同，但在所有情况下，预计到2025年，中国博士毕业生的数量将明显超过美国。
1:
图1显示了每年从美国和中国大学毕业的STEM博士人数。2000年，美国大学授予的STEM领域博士是中国大学的两倍，但中国在2007年超过了美国。在过去十年中，中国在博士培养方面的领先地位稳步上升。根据目前的招生模式，我们预计到2025年，中国每年的STEM博士毕业生将是美国的近两倍。如果仅与美国本土学生相比，中国的STEM博士毕业生数量将是美国的三倍以上。
中国政府将人力资本视为“综合国力”的重要组成部分，但在过去的二十年里，中国政府通过大量的国家投资来提高国家的教育能力。例如，在2003年到2007年间，中国政府在几十个以前没有提供博士项目的机构中建立了1300多个新的博士项目。在此期间，中国每年的STEM博士毕业生数量增加了一倍多。随着中国政府将重点放在提高高等教育质量上，博士人数的增长相应放缓，但近年来，国家资助下的高等教育规模再次扩大。
从2012年到2021年，中国教育部在高等教育上的投入几乎翻了一番，这推动了博士新生人数的增涨。从2016年到2019年，中国大学攻读STEM博士课程的学生人数增加了近40%，从59670人增加到83134人。我们预计，随着博士研究生陆续完成学位，中国博士毕业生的数量将在2022年至2025年间以类似的速度增长。相比之下，没有证据表明在此期间美国大学STEM博士项目的新入学人数会出现类似的激增。
本文的其余部分通过讨论将这些发现结合起来：(1)界定和衡量“STEM”毕业生的挑战;(2)中国和美国博士培养的质量;(3)每个国家国际博士生的数量和比例。
2:
评估“STEM”学位数据的挑战
对于“STEM”，各国之间甚至同一国家内的不同组织之间都没有统一的定义。这种模糊性，再加上学术领域和学位的分类差异，使得直接比较不同国家的STEM教育变得更加复杂。我们的分析中包含了在一系列选定的学科中获得研究型博士学位的学生。对于美国，我们选择了由国家科学委员会定义的七个学术领域:生命科学、地球科学、数学和统计学、计算机科学、物理科学、工程学和医学。就中国而言，我们选择了教育部定义的四个学术领域:科学、工程、农业和医学。
健康科学(“医学科学”/“医学”)尤其难以分类，因为在这一范畴下有各种各样的学科，其中一些更以研究为导向，而另一些则更以临床为导向，并且在两国之间，执业医生的认证方式也存在差异。然而，如表1所示，即使我们将健康科学从STEM中移除，中国仍将保持在博士培养方面对美国的领先地位。
本文主要研究“STEM”领域。因此，这些数字与被广泛引用的美国国家科学委员会的“科学与工程指标”(Science and Engineering Indicators)不同，后者专注于“科学与工程”领域。美国国家科学委员会对这个概念的定义包括社会科学。社会科学在美国比在中国更受欢迎，以至于按照“科学与工程指标”，2019年美国的博士人数仍领先于中国(表1)。这与美国国家科学委员会之前的报告一致，该报告指出，当仅比较自然科学和工程博士学位时，中国在2007年超过美国成为世界上最大的生产国，并一直保持至今。
3:
关注研究生人数的一个问题是，它们没有捕捉到中国和美国研究生教育质量的差异。虽然很难对博士的质量做出绝对的评价，但我们可以通过考察博士毕业的大学以及劳动力市场对他们的技能需求得出一些见解。
中国约有3000所大学和学院，质量参差不齐，其中约800所获得研究生学位授权资格。在中国的高水平大学中，有42所被指定为“双一流”(DFC)的大学，这些大学获得了中央政府的很大份额的教育和研究资源，他们也是中央政府管理的一大批大学中的一部分。由中央政府管理的这批大学包括由教育部直接资助和管理的大约75所院校，工业和信息技术部下属的“国防七子”，以及其他部门下属的各种精英大学。2020年，42所“双一流”大学中有36所进入全球大学500强，21所进入200强。中国一流大学质量的上升也在其他指标上可见。例如，中国的作者在STEM领域的顶级出版物(被引用文章的前1%)中所占的份额越来越大，已经超过了某些学科的美国作者，包括人工智能的几个子领域。
表2显示了不同质量层次的中国博士毕业生人数。需要注意的是，这一数据并不适用于STEM领域(尽管大约80%的中国博士毕业于STEM领域)。近年来，近一半的中国博士毕业生来自“双一流”大学，约80%来自国家部委管理的大学。只有大约20%的学生来自平均质量较低的地方或私立大学。此外，最近中国博士招生的快速增长大多来自质量较高的大学。2015年至2019年，在中央部委管理的大学攻读博士学位的学生人数增长了约34%，从59039人增至79031人。在此期间，这类大学约占全国新增博士新生总数的65%。总而言之，大部分中国博士毕业生来自高质量的大学。
第二种评估学位质量的方法是考虑博士毕业生及其技能在劳动力市场上是否有需求。在中国，关于这个问题的证据参差不齐。中国博士毕业生的失业率明显低于其他工人，尽管按其他经济体的标准来看仍然很高。越来越多的中国博士毕业生在中国的私营部门工作，一些研究表明，大多数博士毕业生最终从事的职位很少或根本不涉及研发工作。这可能是因为博士课程没有教授需要的技能，或者是因为中国某些行业还不够发达，无法吸收大量高技能技术人才。中国官方就业统计数据往往不可靠，这使得理解中国STEM博士毕业生的劳动力市场动态变得复杂。如果没有更好的数据，很难判断中国的博士项目培养出了多少具有高级知识和技能的毕业生。
即使在完全发达的经济体中，博士学位课程与劳动力市场之间的某种程度的不匹配也难以避免。在讨论中国博士学位质量时出现的一些问题，也会在讨论美国学位时出现。经常有报道指出，某些STEM领域(如生命科学)的博士偶尔过剩，导致博士毕业生长期就业不足。专家们还普遍批评美国的博士教育没有为毕业生在学术界以外的职业生涯做好充分准备。这些发现和批评并不意味着美国的大学质量低下，或者在所有STEM领域系统性地培养了太多的毕业生;研究表明，美国雇主在许多领域和行业对博士的需求都没有得到满足。但它们确实表明，中国博士毕业生的一些问题并不是中国特有的。
总之，尽管经济信号表明，中国的博士产量并没有完全满足劳动力市场的需求，但中国精英大学毕业的博士数量，以及这些机构日益增长的国际声誉，确实表明中国高质量博士毕业生的数量正在上升。此外，超过四分之三的中国博士毕业生专攻STEM领域也表明，中国的STEM人才渠道正变得更加健全。
4:
国内学生与国际学生
美国和中国大学的STEM博士毕业生之间的一个显著差异是国际学生的比例。在2010年到2019年间，国际学生占美国STEM博士毕业生的42%，在计算机科学和工程领域的比例尤其高。
相比之下，中国大学毕业的博士绝大多数是中国公民。根据中国教育部的数据，2008年中国博士招生中留学生占比只有7%，且这一比例在前几年有所下降。我们无法找到按学术领域划分的中国博士课程国际学生比例的数据。
尽管美国博士项目中的大量国际学生为潜在的安全风险敞开了大门，但这也凸显了美国高等教育体系的一个关键战略优势:吸引国际人才的能力。美国大学的吸引力创造了深远的经济效益，因为大多数国际毕业生在完成学位后选择留在美国。多项研究和数据来源表明，至少有75%的STEM博士毕业生曾在美国至少待过10年。相比之下，中国吸引的国际学生相对较少，而且目前还不清楚有多少中国大学的国际博士毕业生毕业后留在中国。然而，随着美国移民制度瓶颈的恶化和国际人才竞争的加剧，美国能否通过在未来几年继续吸引和留住尽可能多的国际STEM博士来保持其战略优势还有待观察。
5:
结论
随着人工智能、量子计算、生物技术和其他新兴技术重塑全球安全和经济格局，STEM人才正成为越来越重要的国家资产。博士级别的专家构成了STEM劳动力的一个小但重要的组成部分，他们领导着研究和开发工作，拓宽了他们的领域的边界，并培养下一代科学和技术领导者。
一个国家培养的博士毕业生数量是其未来在STEM领域竞争力的一个指标。目前，美国大学每年，每毕业2位STEM博士，而中国大学就会毕业大约3位STEM博士。我们预计，到2025年，中国培养的STEM博士大约是美国的两倍。考虑到中国在高等教育上的投资规模和中美之间高风险的技术竞争，STEM博士培养方面的差距可能会损害美国的长期经济和国家安全。
关于中国和美国的STEM人才管道的实力，仍有许多悬而未决的问题。未来对中国STEM博士毕业生劳动力市场前景、中美大学师资质量和供给以及中国高等教育投资方向的研究，将为我们的研究结果增加有价值的背景，并提高我们对STEM人才的国际竞争的理解。这些趋势对于监测2019冠状病毒疾病引起的社会、经济和政治混乱尤为重要。
文章来源：China is Fast Outpacing U.S. STEM PhD Growth；作者：Remco Zwetsloot；Jack Corrigan；Emily Weinstein；Dahlia Peterson ；Diana Gehlhaus ；Ryan Fedasiuk
