前言
根据《美国国家科学基金会（NSF）法》（42 USC§1863（j）（1））的规定，国家科学委员会每两年须向总统和国会提交一次科学和工程指标报告。该报告由NSF下属的国家科学与工程统计中心（NCSES）在董事会的指导下编写。董事会成员、外部专家、利益相关的联邦机构以及NCSES内部审核员将对其进行广泛的审核，以确保准确性、覆盖范围和均衡性。
指标提供了有关美国科学与工程（S＆E）企业在一段时间内以及在全球范围内的状况的信息。指标是基于事实的、政策中立的、高质量的美国和国际数据来源，它不提供政策选项或提出政策建议。报告中显示的指标是与S＆E企业范围、质量与活力有关的定量表达。
在2020年版中，指标经过了重新设计，以最大程度地发挥作用，并为广大读者所使用，同时保持了先前版本的高质量特色。它正从单一内容齐全的报告转变为一系列精简的报告。2020年指标将包括了从2019年秋季开始制作、发布的九份主题报告。此外，美国科学与工程状况重点介绍2020年指标主题报告的主要发现，并将于2020年1月15日被提交给总统和国会以履行国会的授权。
摘要
国家美国科学与工程状况报告表明美国的S＆E企业在多个方面都在不断发展。美国继续在全球研究与开发（R＆D）中占最大份额，在全球R＆D密集型产业产出中占最大份额，授予最高数量的S＆E博士学位，并在S＆E研究文章和引文中占重要份额全世界。但是，其他国家，特别是中国，正在迅速发展其科学技术能力。不断变化的全球格局影响着美国相对于其他主要全球参与者的地位。例如，即使绝对活动水平持续上升，美国在全球科学和技术活动中的相对份额仍保持不变或萎缩。
尽管美国研发总投资有所增长，但资金和绩效模式却发生了变化。自2000年以来，美国R＆D的增长主要是由商业投资推动的，该部分继续执行和资助美国大部分总体R＆D以及大部分应用研究和实验开发。在此期间，由联邦政府资助的美国R＆D份额下降了。由于联邦资助的R＆D是重要的支持来源，特别是对于高等教育部门和美国的基础研究企业，这种下降是值得引起注意的。
美国S＆E劳动力总体上继续增长。妇女和代表性不足的少数族裔（URM）（黑人，西班牙裔以及美洲印第安人或阿拉斯加原住民）的数量正在增加。但是，相对于他们在劳动力和人口中的整体存在，这些群体在S＆E劳动力中的代表人数仍然不足。
小学、中学和中学后教育的科学、技术、工程和数学（STEM）能力是具备S＆E能力的员工队伍的重要组成部分。美国八年级学生在国际数学和科学评估中继续处于发达经济体的中游。同样，在过去十年中，美国国家数学评估显示分数几乎没有增长。同时，在高等教育方面，美国仍然是数量最多的国际流动学生的目的地。外国出生的非公民在S＆E博士学位获得者中占相当大的比例，包括工程、数学和计算机科学以及经济学领域博士学位获得者的一半或更多。其中许多学生毕业后仍留在美国。
尽管《美国科学和工程状况》没有预测未来的结果，但数据清楚地表明了美国在全球S＆E企业中的发展。在全球范围内，美国越来越被视为重要的领导者，而不是毫无争议的领导者。当前的全球趋势是否持续以及持续多久是一个重要的问题，它将受到整个S＆E环境以及影响美国及世界各地S＆E环境的经济、社会和政治力量的影响。
介绍
数十年来，科学技术的贡献和创新已使美国人的生活得到了显著改善，包括生活水平和预期寿命的提高，全球信息和连通性的改善以及消费品的可达性和可提供性的增加（Baumol 1989； Cutler和McClellan 2001； Gordon 2012； Alston，Beddow和Pardey 2009）。尽管科学与技术的变革性并非没有风险（例如，隐私问题，网络安全威胁），但大多数美国人仍然认同联邦政府在资助科学研究方面发挥着作用，科学与技术带来的好处证明了其费用使用得当（NSB 2018） 。尽管美国一直是科学技术进步、发展和生产的全球领导者，但其他国家正在增加其科学技术投资和活动。此外，美国S＆E企业面临着其他国家在资源投入有限，但优先处理方面的竞争。在其他几个国家，科学和技术能力的增长已经超过了美国，这使得一些国家在特定领域时可能与美国接近，甚至有望超过美国。这导致科技绩效和能力从美国、西欧和日本向世界其他地区转移，特别是向中国和其他东南亚经济体转移，甚至正在某些特定领域准备超越美国。
本报告中的分析基于《2020年科学与工程指标》中的数据，该数据已经过重新设计，以确保内容能最大程度地发挥作用并能为广大受众所接受。2020年指标包括九个主题报告，对美国S＆E企业进行了高层次概述，其中包括中小学科学和数学教育，S＆E高等教育，S＆E劳动力，S＆E出版物，R＆D投资，学术研发，R＆D密集型行业，创新和公众对科学技术的认识。这些专题报告以及详细的基础数据可在https://ncses.nsf.gov/indicators/在线获得。这份《美国科学与工程状况》突出了主要结论和《2020年科学与工程指标》专题报告。这些关键指标以及许多重要主题的详细分析在各个主题报告中进行了介绍，并在每份报告的执行摘要中进行了总结。
本报告分为六个主题部分。该报告第一部分以教育为主题，包括在美国获得的K-12学生和S＆E学位的表现，以及相关的国际比较。第二部分描述了美国S＆E劳动力的人口组成和就业趋势，包括熟练技术劳动力的趋势。接下来的两部分重点介绍研发，包括美国在全球范围内的地位以及美国研发绩效和资金结构。第五部分探讨了全球科技能力的趋势，包括科技研究出版物和研发密集型产业产出。第六部分重点介绍与创新有关的指标，以及美国公众对科学技术的态度。报告最后是结束语，参考资源，例如术语和首字母缩略语词汇表以及其他报告的信息，包括《2020年科学与工程指标》主题报告，这些报告为每个部分提供了基础分析。
结论
本报告描述美国S＆E企业的趋势及其相对全球地位，包括S＆E教育和劳动力、研发、研发密集型产业产出和创新。数据显示美国的趋势好坏参半。尽管女性、黑人、西班牙裔和美国印第安人或阿拉斯加土著人在绝对人口中的参与人数有所增加，但在总人数中所占的比例却低于美国S＆E劳动力。在国际数学和科学评估中，美国八年级学生排在发达经济体的中间。此外，在过去十年中，美国八年级学生的平均数学成绩相对持平。美国大学继续授予全球最多的S＆E博士学位。并吸引最多数量的国际流动学生。但是，自2016年以来，外国留学生在美国大学的入学率有所下降。国际学生获得了美国S＆E博士学位的相当大的比例，其中许多学生毕业后仍在美国居住多年。因此，美国S＆E企业不仅包括国内资源，还包括国际学生和工人的贡献，研究方面的国际合作以及研发密集型产品的全球市场和贸易。
自世纪之交以来，与美国和欧盟的增长较为温和相比，一些亚洲经济体（尤其是中国）的R＆D支出增长更快。2017年，东东南亚和南亚经济体合计占全球R＆D支出的42％，高于美国（25％）和欧盟（20％）。美国继续在任何一个国家的研发上花费最多。但是，美国的研发资金和绩效模式已经改变。自2000年以来，由联邦政府资助的美国R＆D份额一直在下降。这一下降尤为明显，因为联邦资助的R＆D是重要的支持来源，尤其是对于高等教育部门和美国的基础研究企业而言。
在研发密集型产业产出和S＆E出版物中，美国是全球最大的生产国之一。但是，由于中国以及其他中等收入国家的增长较快，其全球份额已下降或保持相对稳定。尽管比美国和欧盟要低，但中国出版物的引文影响也迅速增加。
自2000年以来，从事S＆E出版物制作的国际合作开始增多。美国作家与中国作家的合作最为频繁。本报告中的数据还表明了主题在特定地区的关注或专业化，并强调了工程，ICT和健康相关技术对创新的重要性。例如，S＆E出版物数据显示，美国和欧盟在生物医学科学论文的生产中分别领先，而中国在工程论文的生产中分别超过了每个，而现在的工程学论文的数量是美国的两倍。在美国，生产与健康相关的产品和技术的行业以及ICT行业报告的创新率均高于平均水平。此外，
尽管此报告没有预测未来的结果，但数据显示了美国在全球S＆E企业中的发展。美国在研发支出，S＆E博士学位授予以及高引用论文方面继续保持全球领先地位。同时，其他国家，尤其是中国，正在迅速发展其S＆E能力。结果，即使绝对活动水平不断提高，美国在全球科技活动中的相对份额也趋于平缓或萎缩。随着世界上越来越多的国家发展研发和人力资本基础设施，以维持和竞争以知识为导向的经济，美国在科学与技术活动的许多领域中所起的作用越来越小。
