“当今，谁是美国最重要的科学家？” 2003年，在一个来自美国各精英大学六个专业学术领域的聚会上，当主人抛出这个问题时，竟没人能说出一个当代杰出美国科学家的名字。美国人喜欢谈论政治家、娱乐明星、运动员、作家以及企业家，却极少会谈论科学家。
以往的情况并非如此，在20世纪的大部分时间里，Albert Einstein在美国是个家喻户晓的名字，并且每个学术领域都有一个为人所熟知的名字，例如James Watson，Enrico Fermi， Edwin Hubble。然而，如今，美国人对于纯粹科学的兴趣似乎已经减退，远不及他们对于新应用软件的兴趣。那这个国家的科学成就和科学实力是否也减弱了？
事实上，学者和政治家们一样已经开始担心美国的科学可能正在衰落。
如果美国失去了在科学上的优势，科学史学家们也不会大惊小怪。因为在历史上，世界的科学中心已经数度易主，17世纪从文艺复兴时期的意大利到英国，18世纪到法国，19世纪到德国，20世纪早期跨越大西洋到了美国。1962年，日本科学史学家Mitsutomo Yuasa在回顾分析了世界科学中心周期性改变的历史数据后，大胆地预测 “美国的科学兴盛，始于1920年，将终于2000年。”
显然，Yuasa的预测是错误的。综合所有统计，包括科研基金、全部科学成果、有高度影响力的科学论文以及诺贝尔奖获得者，当今美国在科学界的领导地位依旧是无以伦比的。虽然美国人口仅占世界总人口的5%，但科研活动和成就数量却占了世界的三分之一到三分之二。当今美国的科学不只是简单的延续之前欧洲的科学模式。
更确切地说，它有一些鲜明的新特征：雇佣了大量的劳动力；要求从政府和企业获得大量基金；跟其他职业性专业相似，例如医学和法律，从事科学需要系统性的培训，有经济和非经济的服务报酬。所有这些现代科学的特征都是美国在整个20世纪中科学、技术、产业、教育等方面快速、共同发展的结果。然而，在21世纪，人们围绕美国在未来是否还能保持其领导地位展开了一场争论。这场争论涉及了两种对立的观点。
第一种观点是美国的科学因为受到高度竞争的、全球化的世界秩序的冲击，特别是中国、印度和其他亚洲国家的崛起，目前正在衰落。
这种危机论的支持者们呼吁政府大幅度增加科学投入，美国国家科学院（NAS）、国家工程院、医学研究院曾共同发布了两份相关的报告：《迎击风暴：充分挖掘美国潜力，为未来经济繁荣富强而奋斗》（《Rising Above the Gathering Storm: Energizing and Employing America for a Brighter Economic Future》）（2007），《迎击迅速接近“5级”风暴》（《Rising Above the Gathering Storm: Rapidly Approaching Category 5》）（2010）。
第二种观点是，如果美国的科学处在困境中，那是因为科学家过剩，而不是不足。新的训练有素的科学家充斥着科学劳动力市场，为科学活动贡献廉价劳动，然而却不能独立和创新。第二种观点的支持者们，大多数是经济学家，他们尖锐地指出那些声称科学家匮乏的人都来自一个利益团体的——大学、高级科学家、基金赞助机构和需要雇佣受过科学培训员工的企业——都是能从增加科学家数量中受惠的团体。
兰德公司（the Rand Corporation）2007年和2008年发表了两篇报告清楚阐述了这种观点，以回应国家科学院的第一份报告和经济学家Paula Stephan最近的书《经济如何影响科学》（《How Economics Shapes Science》）。
数据显示了什么？哪种观点是正确的呢？在我和Alexandra Killewald合著的书《美国科学正在衰落吗？》（《Is American Science in Decline?》）中，依据能找到的过去60年的数据，实证地回答了这个问题。在分析了18个大型的、有全国代表性的数据库和大量的著作和网络资料后，我们认为，尽管这两种观点各有道理，但是都不完全正确。
20世纪60年代以来，从大多数指标看，美国科学一直发展得很好。首先，美国的科学劳动力，即使不包括很多需要科学训练的专业比如医学，仍然比一般劳动力增长迅速。人口普查数据显示，20世纪60年代以来，科学劳动力呈现稳定增长趋势。1960年，美国全部6,600万劳动力中科学家和工程师占了1.3%。到2007年，在1.46亿的劳动力中，科学劳动力占了3.3%。
当然，在1960年和2007年之间，科学家中移民的数量增多，同时美国人的教育水平也提高。其结果是，至少拥有大学学历的美国本土人占科学家人数的百分比逐年下降。然而，多样性也增加了，美国科学家里的女性和非亚裔少数民族的比重在上升。其次，尽管如今美国学生的数学和科学表现让人担忧，但与20世纪70年代相比，现在美国学龄儿童在这两个学科上的表现并没有变差，甚至变好了。
在高等教育阶段，没有证据显示获得科学学历的毕业生人数减少了。美国各大学每年都有大量受过良好科学训练的年轻人毕业，并且大多数的科学专业毕业生确实都找到了科学相关的工作。在研究生阶段，获得科学学位的外国学生所占比例在持续增加。尽管美国本土的男性获得科学学位的人数变化不大，但却有越来越多的美国本土女性获得科学学位。
综上所述，教育数据显示，从科学教育质量和获得科学学位人数上看，美国的科学发展仍然相当好，至少不比以前差。最后，我们在《美国科学是否在衰退》一书中使用了大量的指标来追踪社会大众对科学的态度变化，包括对科学的信心、是否支持基础科学、科学家的信誉、和年轻人对科学研究的兴趣。这些指标表明，整体而言，美国大众对于科学家和科学还是抱着相当正面的态度。
大约80%的美国人赞同国家基金支持科学研究，即便没有及时效益，大约70%的美国人相信科学带来的获益将超过成本。这些数据在近几十年都没有改变，美国人对科学共同体权威的信任度比对国会、宗教组织或新闻媒体更高。
有没有可能美国民众虽然支持科学，但是本身对科学并不感兴趣？为了评估美国人对于科学的兴趣，我们也分析了1950年到2007年《新闻周刊（Newsweek）》杂志的所有封面文章和《纽约时报（New York Times）》上的所有畅销书单，数据显示，美国人对科学的兴趣是呈上升趋势的。担忧从何而来？在《美国科学是否在衰退》一书中，我们发现有三个因素——两个历史性的因素，一个通过比较而来。
首先，从美国十年一次的人口普查数据看，科学家的收入增长缓慢，远远低于其他社会地位高的专业人士（比如医生和律师）的收入，在博士水平的科学家这一不利趋势尤为显著。其次，现在寻找学术职位的科学家面临着更大的挑战。终身教授职位相对于申请这个职位的有博士学位的科学家而言供不应求，结果导致越来越多的年轻科学家在找到永久职位前被迫选择博士后的临时职位。
生物医学科学的就业前景尤其惨淡，尽管然国家卫生研究院有很多基金支持。其问题在于，大学实验室增加的研究经费主要用来雇佣更多的临时研究人员，而不愿意增加终身教职的数量。一些生物医学领域的博士在找到一个终身教职前需要做两次甚至更多的博士后或其他临时职位。这些博士令人堪忧的职业前景和相对较低的收入让经济学家认为美国的科学家过剩了。
第三，当然也是人们对美国科学前景担忧的最大原因，那就是科学全球化，来自其他国家的竞争日趋强烈。每年的新闻发布数据显示，美国学生在科学和数学科目上的表现与其他国家相比相对平庸。同时，与其他地区尤其是东亚相比，美国科学论文产出的增长速度在过去几十年间有所降低。因此，美国对于世界科学的贡献有所降低。但从某些方面来说，科学的全球化也是美国科学成功的一个结果，科学是一个公共的、全球的产物。
科学知识一旦出现就被人编撰并在世界范围内传播。美国科学在20世纪的巨大成功意味着许多发展中国家的科学家们，比如中国和印度，能够在美国科学家们创立的现有科学理论的基础上，有新的发现和突破。互联网的普及和航空运输的低成本也使地点不再成为一个限制因素，发展中国家的科学家们能够方便地获得知识、设备、材料，同时还能和发达国家比如美国的科学家合作。
科学全球化在美国境内也有所体现，超过25%的美国科学家是移民，而在1960年仅有7%。美国大学获得科学博士学位的学生中超过半数是暂住者。移民在美国科学家和工程师里比例的增加说明美国对外国出生和外国培训的科学家的依赖性急剧增加。虽然大多数从美国大学获得科学学位的外国人因为经济和科学本身的双重原因而更愿意留在美国，但是我们不敢保证这种情况将会持续下去。
如果美国科学项目中外国学生没有了或者数量急剧减少，或者如果大多数获得科学学位的外国学生毕业后回到自己的国家，这将会导致美国科学家的短缺，潜在地影响美国到经济发展、甚至国家安全。中国正在发生什么？中国是世界最大的国家，拥有13亿人口，在1978年和2010年之间，经济以年均7.7%的增长率快速增长。其他指标也显示了中国正在努力缩小在科学技术方面和美国的差距。
中国政府投入了大量经费以提升中国的科学教育质量和国家的科研实力，高等教育机构的数量从1998年的1022个增加到了2008年的2263个，并且在100所顶尖大学投入大量的政府经费。得益于国内生产总值（GDP）的增加和研发金额在GDP中所占份额的增加，中国的研发支出以每年20%的速度增长。
除此之外，政府还推出了很多吸引人才的计划，例如长江学者计划和千人计划，吸引移居国外的中国科学家，特别是在美国工作的科学家，回中国长期或短期工作。中国政府在促进科学教育方面的努力似乎已见成效。迄今为止，中国的科学和工程学学士学位人数已领先世界，2010年有110万，大约是美国的四倍多。
这个巨大的差距一是源于中国1999年以来高等教育的扩招，同时也表明选择科学和工程学专业的学生比例相当高，其中，2010年该比例达到44%，而同年美国仅为16%。当然中国人口基数大也是一个原因。考虑到人口基数后，这两个国家年轻人具有科学和工程学学士学位的比例是类似的。中国科学和工程学博士人数也在快速增长， 1993年，只占美国的10%，而到2010年，已经反超美国，高出美国18%。
当然，随之而来的问题时，中国博士的含金量是否与美国相当。美国Thomson Reuters’ InCites的基本科学指标数据库（Essential Science Indicators databases）的数据表明中国科学论文的数量在1990年到2011年之间以年均15.4%的速度增长。在总产出方面，中国2004年超过了英国，2005年超过了日本和德国，迄今仅次于美国，保持在第二的水平。
数据也显示中国科学家论文的质量也在迅速提高。中国被高频引用的论文数量在2009年已与英国、德国持平，2011年达到美国的31%。中国在科学领域的崛起主要有四个因素：人口基数大，人力资源丰富；大量侨居海外的中国科学家；学术精英文化；以及政府愿意大力投资科学。当然中国科学的崛起也面临着巨大挑战，自上而下的行政管理体制和官员评估而非同行评议的科研机制不利于资源的高效利用和研究创新。
考虑到中国大力发展经济，应用学科领域会比基础学科领域更占优势。这些特征意味着美国科学家能够从和中国科学家的合作是互利互惠的，比如美国科学家设计的研究可以在资源雄厚的中国实验室中完成。新世界秩序下的科学。科学如今进入全球化的时代，美国虽仍处于领先地位，但已非不可挑战。将来世界不会只有一个科学中心，而是多中心并存。当今国际科学界的这种竞争环境并不意味着美国科学在衰落，而是他国家的科学发展得更好了。
其他国家的科学家和美国的科学家可以相互学习。科学的全球化并没有威胁到美国科学的发展和科学家的培养，随着更多个体和国家参与到科学活动中来，科学工作的规模将会逐渐扩大，从而也加速了科学发展步伐。在当今这种竞争激烈的全球化科研环境里，美国因其自身鼓励创新、重视科学对社会的贡献以及机会平等的社会环境优势而将如鱼得水。这也是我们应该对美国未来科学发展持乐观态度的原因。