Чья наука впереди планеты всей?

Ученые из США начинают проигрывать своим китайским коллегам. 

Марсия Макнатт, президент Национальной академии наук (НАН) США обратилась с посланием к американской нации, посвященным положению в науке. Речь была обставлена очень торжественно, произносилась в историческом здании НАН в Вашингтоне, чтобы максимально привлечь внимание американской общественности. 

И вот, Макнатт с тревогой сообщила американцам, что, хотя после Второй мировой войны Соединенные Штаты занимали доминирующее положение в мировой науке, сейчас они сталкиваются с пугающими вызовами со стороны Китая и других стран. Срочно необходимы действия для обеспечения значительного преимущества США в области науки. Иначе... То есть, смысл речи — что-то вроде «сделаем Америку снова великой», только в области науки.

Кстати, этой даме можно верить, поскольку она ученый с мировым именем, доктор наук и является членом и китайской, и российской, и многих других академий. А НАН она возглавляет с 2016 года. Так вот: она прямо заявила, что в условиях жесткой конкуренции со стороны других стран Соединенные Штаты теряют лидирующие позиции в науке. Она, в частности, подчеркнула, что Китай догоняет США по многим показателям, а по некоторым — даже уже превосходит их. Например, в 2020 году доля статей, опубликованных в ведущих журналах Китая и Соединенных Штатов, составила 1,3% и 1,7% соответственно, а число исследователей, получивших докторские степени в области науки и техники, составило 43 000 и 41 000 соответственно. Количество новых патентов в Китае в 2021 году в два раза превысило количество патентов в Соединенных Штатах. А в 2023 году количество новых патентов в Китае и Соединенных Штатах составило 65 000 и 30 000 соответственно. То есть Китай уже наголову опережает США в этой ключевой области. Китайцы не только больше изучают, но и больше внедряют, а это важнейший момент, который говорит об эффективности науки и НИОКР. 

Больше всего Макнатт тревожит ситуация в области так называемой STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics).

«Считается, что американская наука проигрывает, — и проигрывает гонку прежде всего за глобальное лидерство в области STEM», — сказала Макнатт.

Это понятие было изобретено в США и означает комплексное образование, объединяющее естественные науки и инженерные предметы в единую систему. В ее основе интегративный подход: биологию, физику, химию и математику преподают не по отдельности, а в сопряжении друг с другом для решения реальных технологических задач. Такой подход учит рассматривать проблемы в целом, а не в разрезе одной области науки или технологии. 

Второй краеугольный камень STEM — проектная форма научной работы студентов. Такой формат объединяет дипломный проект со стажировкой в технологической компании. Студенты получают опыт, максимально приближенный к будущей профессии. При этом работают над сложным технологическим проектом в команде, развивая свои «гибкие» навыки. STEM-образование помогает готовить ценные кадры для полноценной работы в технологических компаниях сразу после выпуска из университета.

Так вот, как считает президент НАН, Китай тут наголову опережает США, что и определяет рывок КНР в самых высокотехнологичных отраслях экономики. Среди многочисленных проблем, стоящих перед Соединенными Штатами, президент НАН выделила следующие. 

Во-первых, Соединенные Штаты чрезвычайно зависят от иностранных студентов. В настоящее время по предметам STEM в США соотношение иностранцев и коренных американцев, обучающихся в аспирантуре, составляет 56:44, а соотношение аспирантов и докторантов — 49:51. 19% работников STEM в Соединенных Штатах являются выходцами из других стран, а 43% работников имеют докторские степени в области STEM.

Макнатт сообщила, что на рубеже 2021 −2022 года число китайских студентов в Соединенных Штатах резко сократилось, в то время как число студентов из Индии, Южной Кореи, Японии и других стран быстро росло, особенно из Индии, увеличившись на 35% по сравнению с предыдущим годом. Макнатт объяснила сокращение числа китайских студентов увеличением инвестиций Китая в исследования и разработки. Исходя из этого, она считает, что Соединенные Штаты, скорее всего, больше не будут первоочередным выбором для иностранных студентов. Проще говоря, китайские вузы и научные центры составляют конкуренцию американским, китайские граждане предпочитают учиться на родине, а отучившись за границей, возвращаются в Китай, потому что там больше платят и вести научную работу комфортнее. Макнатт призывает американские власти снять все ограничения для приема на работу отучившихся в США иностранцев и сделать все. чтобы они остались. В качестве аргумента она приводит факт: почти половина крупнейших мировых компаний из списка Fortune-500 были основаны мигрантами. 

К причинам отставания американской науки президент НАН относит и сокращение ассигнований на науку со стороны государства. В 2011 году инвестиции правительства США в фундаментальные научные исследования составляли 65%, инвестиции частного сектора — 20%, на другие фонды и спонсоров приходилось 15%. В 2021 году доля государственных инвестиций США в фундаментальные научные исследования сократилась до 40%. Макнатт считает, что инвестиции промышленности в научные исследования не могут заменить исследования, финансируемые из федерального бюджета, поэтому необходимо разработать национальную стратегию развития связей между научными кругами, промышленностью и правительственными ведомствами. При этом в Китае такая проблема отсутствует, поскольку наука там развивается при поддержке и под контролем государства. А также на основе стратегических планов. 

Помимо усилий в области STEM, президент НАН настаивает на активизации образования по системе К-12. Программа K12 в США предполагает обучение за 12 классов. После сдачи экзаменов учащийся получает High School Diploma и выбирает дальнейший образовательный путь: поступать ли в профессиональное училище или сдавать экзамены и поступать в университет. Китайцы же давно идут по этому пути, при том, что у них есть свои особенности школьного образования, похожие на советские. 

В то время, как в США явные проблемы: «В настоящее время более 35% американских восьмиклассников не владеют математикой в соответствии со стандартами США. По международным стандартам США занимают среднее место по естественным наукам и ниже среднего — по математике. Учителя обременены очень большими классами и не всегда уверены в том, как лучше всего преподавать материал, который им может быть неудобен», — сообщила президент НАН.

Вот несколько фундаментальных пассажей из выступления Макнатт. 

«Со времен Второй мировой войны государственные инвестиции США в науку стимулировали экономический рост и рост числа рабочих мест, а также привели к появлению множества новых продуктов, которые улучшили качество жизни американцев. Статус глобального лидера позволил США эффективно защищать свою национальную безопасность, извлекать выгоду из экономического роста, устанавливать этику и стандарты для развертывания новых технологий, а также применять мягкую силу и дипломатию».

То есть, выйдя из войны наиболее сильной страной, США высасывали таланты по всему миру и затем использовали мировой интеллектуальный потенциал для укрепления своего мирового господства. Но сейчас все меняется.

«По мере того, как иностранные государства увеличивают свои инвестиции в исследования и разработки, будет все труднее привлечь иностранных студентов сюда, учиться здесь и оставаться здесь,— утверждает Макнатт. — Мы должны начать использовать весь творческий потенциал Америки».

«Данные о состоянии научного лидерства США показывают очень тревожные тенденции. Например, в то время как США по-прежнему вкладывают больше всего денег в НИОКР, рост инвестиций в НИОКР в Китае в два раза выше, чем в США, и сейчас Китай находится на пути к тому, чтобы превзойти инвестиции США. Эти инвестиции приводят к увеличению результатов исследований — например, глобальная доля лекарств в фазах I-III выросла с 4% в 2013 году до 28%, а по количеству патентов Китай превзошел США примерно в 2015 году и сейчас находится в стремительном росте».

Макнатт не единственная, кто бьет тревогу по поводу утраты научного лидерства США. Недавно американская исследовательница Кэролайн Вагнер, работающая на кафедре международных отношений Университета штата Огайо, опубликовала статью, в которой она проанализировала оригинальность и качество научных статей из Китая. Согласно ее исследованию, в 2019 году китайские авторы опубликовали наибольший процент самых влиятельных статей, 8 422 статьи в высшей категории, в то время как американские — 7 959, а ученые из Евросоюза — 6 074. В 2022 году китайские исследователи опубликовали в три раза больше статей об искусственном интеллекте (ИИ), чем исследователи из США; в 1% самых цитируемых исследований ИИ китайцы превосходили американцев в соотношении 2 к 1. Аналогичные закономерности и во многих других областях: нанонауки, химии, транспорте и других. 

Кэролайн Вагнер приходит к выводу, что Китай вошел в число ведущих научно-технологических держав и опасения американских властей по этому поводу отнюдь не беспочвенны. Становится куда более понятна мотивация большинства санкций, которые администрация президента Байдена вводит против китайских технологических предприятий. Американские руководители всерьез опасаются стремительно растущей научной мощи Китая, которая определяет не только технологический и экономический рост, но также увеличение военной мощи. 

Конец доминирования в науке приводит к глобальным последствиям.

Автор: Михаил Морозов, обозреватель газеты «Труд» — специально для GEOFOR