編者按：貝麗爾·利夫·本德利是美國科學促進會的會員，她在《科學》雜誌的科學職業版塊撰寫關於科學勞動力和早期職業問題。
在這篇草稿文章中，她認為科學勞動力市場已經崩潰，美國的教育系統實際上培養了過多的合格研究人員，而職位卻太少，而且一種反常的資助結構使問題長期存在，等等。我們希望聽到您對此主題的看法，以及進一步發展這篇文章的建議。請使用頁面底部的評論區。以下是一些問題，供您入門： 在閱讀文章後，您是否不同意“幾乎普遍接受”的關於存在全國性“技術人才短缺”的觀點？ 您對白人男性在科學領域的減少表明科學職業吸引力下降的說法有何反應？ 您認為美國的教育政策應該致力於提高處於底層的兒童（絕大多數來自低收入家庭以及種族和少數民族）的科學數學成績，而不是提高所有兒童的成績嗎？ 從更廣泛的經濟角度來看，這裡描述的科學就業前景有多麼黯淡？ 您是否接受以下解決“科學家過剩”問題的方案：我們需要在實驗室中創造薪酬更高的職員崗位，減少低薪的博士後職位，並普遍重組美國學術實驗室的人員配備和資助方式？ “美國研究事業——國家繁榮不可或缺的引擎”面臨的最大挑戰是什麼？您認為應該做些什麼來使其變得更好？ 在未來十年左右的時間裡，隨著佔據這些崗位的嬰兒潮一代進入退休年齡，實驗室空間（和資助）開始空出，將會發生什麼？ 您希望在這篇文章中看到哪些關於科學職業機會的其他觀點？
多年來，美國人一直聽到藍帶委員會和主要工業家抱怨由於教育系統不足而造成的科學家短缺。這些批評人士警告說，高科技人才的缺乏如此威脅著美國持續的競爭力，以至於美國必須大幅提升其K-12科學和數學教育，並透過迅速提高目前允許進入該國在私營企業工作的技術嫻熟的外國人人數的上限，引進大量受過技術培訓的外國人。微軟董事長比爾·蓋茨在2008年3月向國會作證時說：“我們面臨著開發新突破性技術的熟練科學家和工程師的嚴重短缺。”
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但是，許多未被廣泛宣傳的美國人，包括著名的勞工經濟學家，對此持不同意見。“不存在科學家短缺，”哈佛大學經濟學家、學術勞動力方面的領先專家理查德·弗里曼說。他和觀察家認為，美國科學勞動力市場中最大的不足不是頂尖的技術人才，而是每年在美國獲得博士學位的約30,000名科學家和工程師（其中約18,000名是美國公民）所具有的具有吸引力的職業機會。
阿爾弗雷德·P·斯隆基金會的勞工經濟學家邁克爾·泰特爾鮑姆說：“如果人們被鼓勵成為科學家，他們應該合理地期望能夠從事他們的科學工作。”“這不應該是一種保證，但他們應該有合理的前景。”但是今天，很少有年輕的博士畢業生能夠開始他們的研究生教育理應訓練他們的職業生涯，即在學術研究機構中擔任教職人員。相反，成千上萬的博士畢業生在獲得博士學位後的幾年裡，在教授的實驗室裡從事低薪、沒有前途的博士後“培訓”職位（稱為博士後），他們表面上是在磨練自己成為教授後開始自己實驗室所需的技能。然而，事實上，只有大約25%的獲得美國科學博士學位的人最終會找到一份能夠讓他們申請支援學術研究的競爭性資助的教職工作。據估計，只有更少的——15%——的人會在該國進行重大科學工作的研究型大學獲得職位。
科學教職工作的競爭非常激烈，以至於每個廣告招聘都會吸引數百名合格的申請者。大多數被聘為教職工作的博士畢業生獲得所謂的“軟資金”職位，這取決於年度資金的續簽，而不是提供長期保障的傳統終身教職職位。與此同時，在資訊科技領域，經驗豐富的專業人士將外包和行業偏愛廉價的年輕外國人歸咎於他們的職業生涯受挫。使用大量H-1B簽證的公司（這種移民檔案允許高技能的臨時居民進入美國勞動力市場）並不是所謂的缺乏人才的美國技術公司，而是印度擁有的公司，這些公司從事將美國公司的工作外包到次大陸的業務。
儘管存在這些現實，但在政治圈中，“普遍接受”的是存在技術人才短缺，這在制定國家科學資助、教育和移民政策方面發揮著重要作用，羅切斯特理工學院公共政策助理教授羅恩·希拉說。“華盛頓幾乎沒有人”認識到科學家的“過剩”，也沒有認識到缺乏機會對曾經吸引許多美國最有天賦的年輕人尋求科學和工程職業的激勵措施造成的損害，他說。
但是，真正的短缺——缺乏進入職業生涯的明確途徑，這些途徑可以使當今有天賦的年輕美國人成為明天做出偉大發現的研究人員——正在說服越來越多的美國最優秀的學生不要從事諸如法律、金融、醫學等職業，這些職業提供了更好的短期和長期職業前景，而不是平均花費七年時間攻讀博士學位，再加上現在被認為在許多科學領域競爭學術職業所必需的五年或更長時間的博士後培訓。
與此同時，美國每年接納大量外國研究生和博士後，並且發現自己越來越依賴一種本質上不可靠的年輕外國科學家流，他們大多數是以短期、非居民簽證在該國從事美國研究的日常工作。觀察家說，美國的研究事業——國家繁榮不可或缺的引擎和世界領先的創新機構——因此變得容易受到其境外和無法控制的條件的影響。與此同時，專家指出，招聘足夠的需要安全許可的、用於重要的國防導向的科學和工程工作所需的人才變得越來越困難。
批評人士說，扭轉這些趨勢將需要協調一致的國家行動，但不是一些廣為宣傳的報告和行業領導者所提出的步驟，例如增加研究生獎學金和H-1B簽證——批評人士認為這些步驟只會使情況變得更糟。相反，這些觀察家呼籲改變美國學術實驗室的人員配備和資助方式，以恢復曾經吸引許多最聰明的美國年輕人尋求研究事業併為維護該國長期以來的科學和技術卓越地位做出貢獻的激勵措施。
一個不缺乏的東西是具有科學天賦的美國學生，近年來他們的學業成績一直在提高而不是下降。泰特爾鮑姆在2007年11月的國會證詞中說：“隨著時間的推移，從經常受到批評的K-12系統出來的學生似乎在學習科學和數學科目方面做得更好，並且表現也更好。”“他們也沒有像經常斷言的那樣，遠遠落後於經濟上有競爭力的國家的同等學生。”根據國家科學委員會發布的權威報告《2008年科學與工程指標》，自1985年以來，獲得科學和技術領域博士學位的美國人人數增加了18%。
但是，歷史上提供美國科學家的本土白人男性人數每年減少約1,000人，儘管少數族裔（主要是亞裔美國人）和女性博士的數量顯著增加。但是，由於白人男性傳統上是美國收入最高的群體，也是職業選擇最廣泛的群體，許多觀察家認為，他們人數的減少表明科學職業的吸引力下降。此外，許多教授私下報告說，越來越多的最優秀本科生迴避科學研究生課程，而選擇回報更確定的領域。與此同時，該國科學勞動力的外籍人口迅速增長，尤其是在博士後中。《指標》顯示，美國實驗室中博士後的總數尚不清楚，但可能高達90,000人。專家一致認為，其中至少一半是非公民。許多觀察家認為，這種複雜的趨勢反映了一個嚴重失衡的勞動力市場。
關於美國教育不足導致人才短缺的論點通常從國際比較中使用的標準化考試結果入手。美國 K-12 學生在科學或數學方面的平均成績從未在這些排行榜中名列前茅（儘管他們在閱讀和公民教育方面名列前茅）。在一項被廣泛引用的評估——國際數學和科學趨勢研究（TIMSS）中，該研究在 1995 年至 2003 年間測試了美國三年級和八年級學生，並在 1995 年和 1999 年測試了美國 12 年級學生，美國學生在數學和科學方面的排名在第五至第十二之間——許多人對此結果表示擔憂，認為其存在危險的缺陷。
但是，喬治城大學國際移民研究所的 B. Lindsay Lowell 和華盛頓特區城市研究所的 Hal Salzman 對學生在 TIMSS 以及另一項被廣泛報道的國際比較測試——國際學生評估專案（PISA）上的表現進行了詳細研究，結果表明情況並非如此。Teitelbaum 說：“他們的觀點是，美國學生在這些國際比較測試中的平均表現並不是一個有意義的數字。”Salzman 說，與某些人聲稱的在科學教育方面落後於發達國家的情況大相徑庭，“在 PISA 中，美國在科學方面的高分孩子比任何其他國家都多”，而且在數學頂尖類別中的人數幾乎與高分的日本和韓國一樣多。
但從統計角度來看，關鍵在於，美國學生是所有工業化國家中最多樣化的，其水平從一些世界上準備最充分的學生到一些發達國家中最差的學生不等。例如，在比較美國、日本和五個西歐國家的測試中，美國白人在數學和科學方面的平均成績明顯高於歐洲人，僅次於日本人。美國白人在閱讀方面以較大優勢位居第一。然而，美國黑人和西班牙裔學生的平均成績明顯落後於所有其他群體。
但 Salzman 指出，科學家通常不是從普通學生中招募的，而是從那些獲得最高分數的學生中招募的，而美國擁有大量這樣的學生。杜克大學和哈佛大學的 Vivek Wadhwa 說，與亞洲中學的學生相比，美國學生“是自由思想者”。“他們沒有把過去 12 年的生命用來背誦書本……他們把過去 12 年的時間用來處理實際問題並解決這些問題。[在美國]，你可以走到老師面前告訴她她錯了或他錯了。”他繼續說，在亞洲，“你不敢這樣做。”
因此，提高美國在國際比較中的平均分數並不是像許多評論所暗示的那樣修復一個整體表現不佳的教育體系的問題，而是提高那些成績最差的孩子的表現，他們絕大多數來自低收入家庭以及種族和少數民族。當然，這種差異是一個至關重要的國家需求和責任，但這並不反映有能力學習科學的學生的整體供應不足。
美國學生在進入大學後也不會對科學失去興趣。“隨著時間的推移，在科學和工程 [S&E] 領域獲得的學士學位比例相對穩定，S&E 專業的新生比例也是如此，”Lowell 和 Salzman 指出。 多年來，《指標》指出，美國培養的科學和工程學位持有者大約是這些領域僱用的三倍。 例如，在 2008 年 6 月，《美國氣象學會公報》警告說，大學培養的氣象學畢業生遠遠多於該領域可以找到工作的機會。
那麼，為什麼會有這麼多關於短缺的說法呢？
許多人將短缺歸因於美國科學勞動力市場的結構，而不是美國學校的失敗。Teitelbaum 說，“任何以開放的心態提出這個問題的人都無法找到任何客觀資料表明科學家和工程師普遍‘短缺’。”例如，工資沒有上漲，這在短缺的情況下是會發生的。但是，斯隆基金會的 Ted Greenwood 也說，“我們為科學和越來越多的工程職業做準備——並且在某些方面，這些職業本身——……如此令人不快，以至於很難吸引美國人進入這些領域。但是，具有不同激勵結構的非美國人蜂擁而至美國，並蜂擁而至這些領域，因為作為學生或博士後可以獲得進入該國的機會。“我們需要使科學和工程職業以及為這些職業做的準備對美國人更具吸引力，”Greenwood 補充說。
許多人認為，問題的根源在於 Teitelbaum 所說的“科學研究生教育的反常資金結構……這是造成不穩定的根源”。自 20 世紀 40 年代以來，當美國政府開始認真投資於民用研究時，這項工作主要在該國的大學中完成，並透過聯邦資助機構（如國家衛生研究院和國家科學基金會）授予各個教授的有競爭力的臨時撥款來支付。從那時起，這些機構已成為該國乃至世界學術研究的主要資助者。國家衛生研究院現在每年撥款超過 280 億美元，是地球上最大的非軍事研究資助者。
佐治亞州立大學經濟學家、學術勞動力權威 Paula Stephan 說，透過 60 年前隨意做出的決定，“我們國家選擇主要用研究生和博士後以及一些非終身教職人員來配備我們的實驗室，而其他國家則有永久的方式來配備他們的實驗室”，通常在職業職位上配備博士學位的科研人員。在其他一些體系下，研究機構僱用許多科學家作為長期職業員工，他們擁有專業水平的工資和明確的職業發展道路，可能最終會承擔更大的責任和領導力。
美國主要由學生和博士後勞動力組成的臨時資助實驗室的方法有幾個重要的優勢。它將該國頂尖大學中最優秀的人才納入到滿足資助機構或國會設定的國家優先事項的專案中。它允許在選擇研究和研究人員方面具有靈活性，並允許方向的快速變化，因為撥款是針對特定目的的，並且僅持續有限的幾年。它從高度積極的科學家那裡獲得最好的想法和最好的工作，因為它透過由每個領域的學術專家組成的同行委員會的競爭性擇優排名系統來選擇受助者，這些專家擔任兼職法官。它使政府不必擁有實驗室並管理其員工。它允許聯邦資金髮揮雙重作用——產生研究成果併為在教授經營的實驗室專案中工作的研究生和博士後提供教育和支援，這些教授從撥款中支付他們的費用。
這個系統產生了卓越的科學，但從招聘和留住科學家的角度來看，它有幾個嚴重的缺點。首先，它使任何特定實驗室的資金本質上不穩定，並且依賴於贏得重複的撥款和續簽，這使個人的職業生涯受制於年度競爭。在聯邦預算非常緊張的時期，例如目前，這意味著許多實驗室，甚至許多成熟的科學職業，都無法生存。其次，它不僅產生教育機會和研究成果，而且還不斷湧現出需要機會開始自己職業生涯的年輕研究人員。佐治亞州的 Stephan 說，“美國配備實驗室人員的方式給系統帶來了巨大的壓力，使其必須吸收不斷湧現的新生。而且我們在吸收它方面沒有取得太大成功。”
這在很大程度上是因為，如果沒有大學或其他非營利機構的支援，科學家就無法競爭聯邦撥款——作為一名成熟的調查員獲得專業認可的必要條件——而大學通常只支援擁有教職職位的研究人員，有時只支援那些正在走終身教職道路的人。科學家撰寫撥款提案並進行研究，但撥款（通常也提供教授的部分工資）在技術上是授予大學的，大學管理它並提供開展研究所需的設施，以換取管理費用。因此，年輕科學家開始學術研究職業能力上的限制因素是可用的教職職位的數量，而近幾十年來，教職職位的數量越來越落後於該系統正在培養的科學家數量。
儘管學術科學的就業市場長期低迷，但各部門仍然繼續招募研究生和博士後，因為他們需要熟練且廉價的勞動力來完成教授的撥款提案中承諾的工作。博士級研究人員必須獲得支付給博士後的“培訓生”工資——通常每週工作 60 到 80 小時，年薪約為 40,000 美元，沒有工作保障或晉升機會。但是，如果向博士後支付真正的專業工資，則意味著高技能人員會減少，發表的文章會減少，並且贏得撥款續簽的機會也會減少。
這種動態造成了扭曲的激勵機制、人為的短缺感以及惡性迴圈。Teitelbaum 說，從系主任的角度來看，“您有這筆研究經費，可以為 15 名研究生研究助理和 10 名博士後提供資金，您的系和您的教師致力於進行研究，因為您贏得了撥款，但美國沒有足夠的人申請成為研究生和博士後。從您的角度來看，這可以被認為是短缺。”但他強調，“需求是在機構內部，而不是在勞動力市場。” 渴望完成研究的教職人員“沒有考慮……在大學畢業後是否對獲得博士學位或做過博士後的人有需求。”
如果美國人無法配備實驗室人員，大學教授可以選擇外國人才，作為以學生簽證進入該國的研究生，或者以 Teitelbaum 所說的“基本上不受限制的 H-1B 簽證”進入該國的博士後，因為非營利機構可以獲得豁免。
一些資深學術科學家告訴 Teitelbaum，他們“非常擔心”該國大學培養的科學家數量與職業職位市場對研究人員的需求完全無關這一事實，但他們發現“很難對此公開，因為這非常威脅到研究進行的結構，”Teitelbaum 說。“誰來實際進行實驗研究？”其他幾十年前受過教育的教授，“在勞動力市場非常緊張的情況下完成了他們的博士學位，在那裡他們可以直接獲得終身教職或獲得多個職位，”Teitelbaum 繼續說。“因此，他們對自己的經歷只有積極的看法。他們可能會認為今天的人只是在抱怨或發牢騷，[所以] 繼續前進。如果你足夠好，你會做得很好。這可能是一個相當典型的立場。”
直到 20 世紀 60 年代末，大多數年輕的博士生實際上都能找到教職工作。他們通常在四年左右完成科學博士學位，並在二十多歲時進入教職崗位並擁有自己的實驗室。只有少數人會選擇花一兩年的時間做博士後，要麼是為了追求特別有前景的研究方向，要麼是為了透過一位傑出導師潤色他們的出版記錄，以提高他們在頂尖機構找到工作的機會。但是，受“衛星”號事件啟發的、一直持續到 20 世紀 60 年代末和 70 年代的研究經費和研究生獎學金的增加，很快就導致每年培養的博士生數量超過了美國高校所能輕易吸收的數量。越來越多的博士生，他們在一個長期以來（並且在許多地方仍然）認為學術界以外的職位不是嚴肅科學家的有效職業選擇，而充其量是“替代性就業”，最壞的情況是“投奔黑暗勢力”的文化中接受了教育，他們開始接受博士後職位，認為更多的出版物會提高他們獲得夢寐以求的教職崗位的機會。
到 20 世紀 70 年代末，美國國家醫學院每兩年釋出一次的權威報告《生物醫學和行為研究的人員需求》已經對博士後人數的增加以及他們作為“受訓者”所花費的時間長度表示擔憂。正如他們所擔心的那樣，這種累積已經持續了三十年，越來越多的博士後——加上越來越多的外國博士——掩蓋了年輕的大學職業追求者之間的失業問題。在許多領域，五年或更長時間的博士後“培訓”已成為常態，而獲得學術職位的博士生比例持續下降。
結果，實際上獲得教職工作的少數年輕科學家透過贏得他們的第一筆競爭性資助來開始獨立研究事業的平均年齡已上升到 42 歲。在那個年齡，上一代的科學家，如阿爾伯特·愛因斯坦、馬歇爾·尼倫伯格和托馬斯·切赫，都在二十多歲時就因其研究成果而獲得了諾貝爾獎。
在某些有限的領域，尤其是那些新興領域或需要公民身份才能獲得安全許可的領域，可能存在區域性短缺。但是，哈佛大學的弗里曼在一項由國家經濟研究局發表的研究中寫道，總體而言，“年輕的科學家和工程師的就業市場相對於許多其他高層次職業而言已經惡化……這令美國學生感到沮喪……[但] 這些回報足以吸引大量移民湧入，尤其來自欠發達國家。”在 2001 年恐怖襲擊事件後略有下降之後，抵達的外國科學家人數已經反彈。“美國出生/居民（尤其是男性）對科學和工程領域的供應似乎比外國出生的人對勞動力市場條件的反應更為敏感，”弗里曼繼續說道。“對於許多有才華的外國出生的人來說，科學和工程職業可能是他們進入美國就業市場的唯一途徑。”
他寫道，在國外招聘“透過利用一個龐大且相對廉價的人才庫來造福國家，但代價是降低了本土人士進入科學和工程領域的動力”。例如，他的哈佛經濟學同事喬治·博爾哈斯已經證明，外國學生和科學家的湧入確實會降低美國人和外國人的機會和收入。批評者認為，H-1B 簽證還會降低工資，因為根據其條款，簽證屬於僱主而非工人，因此工人不能離開提供在該國居留許可的工作。
布朗大學分子生物學系主任蘇珊·格爾比表示，“這種金字塔模式不可能永遠持續下去”，她也是美國實驗室目前人員配備方式的長期批評者。“我們需要為一些新的穩態模式找到解決方案”，這將透過為他們投入教育的時間、金錢和機會提供有吸引力且可靠的回報，使科學職業再次對最有能力的年輕美國人有吸引力。
格爾比、斯蒂芬和其他人認為，美國需要建立“非複製性”研究機構，減少臨時學生和受訓實驗室工作人員的數量，增加更多的永久性職業科研人員。諸如德國的馬克斯·普朗克研究所（格爾比曾在那裡工作）和霍華德·休斯醫學研究所位於弗吉尼亞州阿什本的新賈內利亞農場研究園區等著名機構都遵循這種模式的變體。
弗里曼有另一個想法：吸引年輕美國人才的方法是為研究生和博士後提供更高的收入，但要明確理解，就像表演、音樂和職業體育等其他享有盛譽、競爭激烈的領域一樣，只有少數進入競爭的人會贏得長期成功的職業生涯的頭獎。弗里曼建議，人們會在知道他們的資助將在幾年內結束時進入這個行業，那些失敗者必須離開學術研究，轉而從事其他型別的工作，最好是在工業界、政府部門、專利法、科學政策、高中或社群大學教學或其他領域中利用他們的科學知識。包括密歇根大學工程學教授威廉·考夫曼在內的另一批觀察員認為，吸引聰明且有資格的年輕美國人接受與國家安全相關研究領域的職業培訓的方式，可能是早在高中就尋找他們，併為他們提供有吸引力的獎學金，要求他們承諾——類似於 ROTC 獎學金——在獲得學位後在該領域工作。
無論國家選擇哪種或哪幾種模式，許多觀察員認為，教授們不斷培養大量不太可能實現其職業抱負的科學家的現有研究體系已接近崩潰。美國科學教育的真正危機不是年輕的美國人缺乏學習能力，也不是學校缺乏教學能力，而是扭曲的就業市場無法為他們提供與其能力相稱的職業。