性别：数学与科学成就

为何主宰科学、工程与数学等领域的往往是男性？ 

---

作者: Diane F. Halpern, Camilla P. Benbow, David C. Geary, Ruben C. Gur, Janet Shibley Hyde 及 Morton Ann Gernsbacher  / 2007年12月

 在较为权威的数学考试（诸如SAT一类的大学入学考试）中总是男生占优势，虽然女生在大学里的数学课程中平均分较高。
(图片来源: AGE FOTOSTOCK)

【主要观点】

缩小性别差距

• 总体上看，女性具有更强的语言能力（尤其是在写作方面）与更好的记忆能力（比如事物、词句、面孔以及活动）。
• 男性一般则更善于立体地想象物体与处理量化的事务，并往往依赖于可视的形象。
• 干预研究虽然仍处于酝酿之中，但已经表明，不论男性还是女性，都能够从有针对性的技能结构训练中收到效益。

 

　　近年来，据一流的专家小组预测，美国科学家、数学家与工程师的数量短缺问题已迫在眉睫、乃至警钟长鸣，并作出可怕的预言——国民经济的危机、国家安全的破坏以及国际地位的丧失。同时，也提出了一个看似很有吸引力的解决办法：逐渐吸收更多的女性进入到由男性占据的传统领域。遗憾的是，关于女性缘何未能从事这些领域的工作的公开辩论却从未展开过，直到2005年时任哈佛大学校长的Lawrence Summers发表了他的个人见解。

　　在波士顿附近召开的一场小型经济学会议上，他向与会者公开表示，女性在高端科技领域做出的成就比男性少，其主要原因在于具备这些领域“先天技能”的女性较少。一石激起千层浪，Summers挑衅式的言论引发了一场全国性的大讨论，焦点在于是否是由于先天引起的原因造成女性较少地涉足数学与自然科学等学科。

　　对于在性别差异问题的认识上也互不相同的专家小组而言，我们欢迎这些正在激烈进行的讨论，因为它提醒大众去热切关注这一重要的问题。在本文中，我们将提供一些必要的分析，探讨了大量研究文献所提及的女性参与这些领域的问题，有关性别差异理解的各种信息，以及吸引女性更多地参与到数学与科学领域的建议。

　　与Summers的言论所揭示的相反，为何女性参与数学与科学领域要比男性少得多，这个问题不存在唯一的或简单的答案。事实上，职业生涯的选择是由各种各样的因素决定的，包括性别差异的个人认知、受教育情况、生理影响、固有成见、社会歧视以及性别角色。

　　在增加科技工作者数量的问题上，如何充分利用女性的才华还有很长的路要走。譬如，2003年美国的劳动人口中女性占46%，但其中从事科学与工程领域工作的比例只有27%。Summers的言论打击了很多人的原因之一，恐怕在于这一言论意味着，想要缩小这一性别差距的任何尝试都将是徒劳的。

　　假如说大多数女性都缺乏从事科技工作的先天本领，那么怎么努力都将无济于事。但是，这一看似简单的命题事实上存在两大误区。

　　首先，并不是单纯的智力能力方可被归于“科学技能”（为使行文简洁，我们将使用“科学技能”一词来统称科学、技术、工程与数学等领域所必需的技能）。这种“科学技能”包罗万象，包括语言能力（比如复杂期刊文章的文字组织能力、同事间交流的沟通能力）、记忆能力（比如理解与记忆某些事物与复杂的信息）与量化能力（比如数学建模、数据统计，以及物体、数据、观念的可视化）。

　　其次，假如女性与男性在这些天生能力上确实表现出差异，但这一事实并不表明这种差异是一成不变的。其实可以这样说，假如训练与经验对我们学术能力的培养毫无裨益的话，那么像哈佛这样的大学都是在浪费学生的学费并尸位素餐。

　　性别差异领域令人最为困惑的问题之一在于，不同的评价标准下，对能力的评估会得出完全不同的结论。理论上，女性显然有能力缩减这种差距。在美国，自1982年来，女生一直是高校招生的主要对象；同时，女生的课堂表现也愈加优秀。而其他的许多国家都有类似的趋势。此外，在学校里女生每一科的平均绩点都要更高——包括数学与科学。

　　尽管女生在课堂上能够获得成功，然而在大学与研究生院招生的标准化考试中，她们的分数却显著较低。这种男女生间的差距，由于涉及科学与其相关领域的招生情况，进而在高一等级的教育体系中继续拉大。举例来说，20世纪90年代末期，麻省理工学院(MIT)科技领域的在读学生中女生占40%，然而在教职人员中却仅占8%。

 

性别差异的界定

　　由于各种测试的等级与最终成绩取决于很多因素，因此心理学家已转而研究如何更好地界定认知技能，以期更好地认识这种性别差异。学龄前的幼童的技能掌握情况应该差不多是一致的，这是因为大体上看，男孩与女孩在幼年时，不论是量化思维、还是识物本领，对周围环境的认知技能是很接近的。

　　然而，大致是在入学期间，性别差异则开始显现。在小学毕业及之后，女孩在大多数的语言能力评估上表现得更为出色。在1995进行的一次文字写作技能水平普查中，芝加哥大学(University of Chicago)的研究员Larry Hedges（现任职于西北大学）与Amy Nowell得出这样的结论：“在写作能力方面的性别差异…是如此惊人。调查数据显示，就这一基本技能的平均水平来看，男性处于极大的劣势。”女性在对面孔及场景的记忆力（特别是亲身体验过，在回忆与之相关事件的发生时间及地点时）上也具有较大的优势。

　　不过，有种能力男生往往占上风，即所谓的“视觉思维”：在三维的意念想象中自由驰骋并构建物体。在4至5岁左右，男生就对迷宫一类的游戏更玩得转。视觉思维能力的另一种表现就是所谓的“心理旋转”，即在记忆一件三维物体的同时改变之。可以由此推知，这些能力也对男生在解决数学问题上带来优势，特别是那些依赖于空间想象的问题。

　　事实上，在所有有关认知能力的性别差异中，量化能力的差异性引起了大多数媒体的注意。这个焦点之所以被关注的部分原因在于，对诸如物理学与工程学一类的数学应用学科来说，这些能力的掌握是不可或缺的。另外，正如Summers所称，假如女性在这些能力上先天不足，那么这就大大地有助于女性在这些领域涉足偏少的解释。但是这一观点的数据支撑并不明朗。

　　我们之前已经提过，女生在各个年级的数学课上都能拿高分，而且在国际性的代数评估中也表现稍好，这可能是因为这种测验与语言有关。相反，男生则在学业能力测试(SAT)的数学部分表现出色——测试结果具有高达40分的差距，而这种差距已经保持了超过35年。然而，假如把量化能力的数据都综合分析，男生与女生之间平均水平的差异其实是相当小的。男生的突出之处在于，他们当中的绝大多数都是数学天才。

　　乍看起来，这种结论似乎是矛盾的。假如男性和女性的数学能力在平均值上是相近的，那么为什么会更多的资优男生呢？由于一些尚未被充分认识的原因，表现出来的结果是男生在他们的数学能力上的波动性显得更大，也就是说，女性各个年龄段在能力的分布上是趋于平均的，而男性则更趋向于两极分化。因此，男性在极端分布的数目上都要多于女性——不论是高水平段还是低水平段。而对那些早早地表现出天才数学能力的孩子的调研数据就体现出了这种分布现象。这项研究创立于20世纪80年代，由Benbow与已故心理学家Julian C. Stanley共同进行，研究课题是数学推理能力的性别差异，研究对象是万余名12至14岁的出色学生，他们参加学业能力测试(SAT)比一般的孩子要早上数年。

　　在这个由优秀学生构成的群体中，学业能力测试(SAT)中的语言能力部分没有表现出显著差异，但是在数学能力部分的差异表明男生占优。数学部分的成绩不低于500分（满分为800分）的人数，男生是女生的2倍；不低于600分的人数，男生是女生的4倍；不低于700分的人数，男生则是女生的13倍之多（该调查的对象取自全国范围内前0.01%的12至14岁学生）。

　　尽管少有媒体关注的报道，但在这些年轻的数学天才中，戏剧性的转变已经初露峥嵘：女生所占的相对比例一直在飙升。以上所提到的男女生人数的比例，从20世纪80年代所统计得的13:1，已经持续下降到现在的3:1。同期，女性参与到某些其他科技领域里的数目也在迅速上升。在美国，女性在医科学校毕业生中已占足一半，在最近兽医学校毕业生的统计中占75%。我们无法断定是何种原因使女性更多地进入这些一直以来男性主导的领域，这是因为在过去的数十年中，社会发生的是翻天覆地的全方位巨变。

　　与此同时，专题项目与指导的趋势也是鼓励女生去修读更高层次的数学与科学课程。并且已有直接证据表明，有针对性的具体训练能够使得女性在这些领域的表现更上层楼。举例来说，密歇根科技大学(Michigan Technological University)的工程学教授Sheryl A. Sorby与数学教育专家Beverly J. Baartmans开设了一项特殊课程，旨在培养与提升“视觉思维”技能。这项课程鼓励那些该技能的测试得分较低的所有一年级工科学生参加。课程的学习有最终助于他们后续的制图课程学习，以及对工程实践项目记忆的提升，这表明，这种学习效果不仅有延续性，而且无论对男生还是女生都有一定的现实意义。

 

性别差异的生物学

　　数十年来，对各种物种的研究数据表明，动物激素在男性与女性认知能力的发展上起着一定的作用。例如，在男子胎儿期的发育阶段，大量的雄性激素（如睾丸酮）决定了大脑发育的男性化，也很可能决定了认知能力的男性化。

　　近期更多的研究则表明，激素在整个人生阶段的认知发展中将会继续发挥作用。这种现象已经被认识并应用到变性手术的前期准备中去，即注射大剂量的雄性或雌性激素。又如，研究人员发现了在“女变男”的激素疗法中认知能力的“男性化”：视觉思维能力的上升与言语能力的下降。

　　人脑的定型决定于这类激素，以及我们先天的遗传基因和后天的学习经验，因此，界于女性与男性大脑之间的巨大差异应该并不令人吃惊。一般而言，女性大脑中灰质（紧密包裹的神经元细胞体、具有快速血流量）所占的比例更高，而男性大脑中则有更高比例的白质（一种白色脂蛋白即髓鞘所隔开的神经纤维末梢）。此外，男性左脑中的灰质比例较高，而女性则大都不具有这种不对称。

　　对人脑的影像学研究也支持这样的观点，女性在需要对称调用大脑两个半球的活动（诸如语言处理）中表现更佳，而男性则更擅长于需要调用视觉性大脑皮层的活动。研究表明，在男性与女生进行同一项活动时，他们有时甚至使用大脑不同的部位来实现。

　　然而必须强调的是，就人脑结构及功能的性别差异的深入研究，并不意味着这就是男女间认知能力差异形成的唯一原因。由于人脑还体现了后天的学习和其他的经历，因此人脑性别差异的形成也有可能是由男女间人生经验的普遍不同而引起的。

 

职业生涯的选择

　　当然，就算你够聪明，你可能也不希望当一名科学家。在职业选择的心理学上，对数学天才儿童的研究有其特殊意义，因为在这个样本中，每个男孩与女生都同样有能力获得卓越的科学成就。那么是什么令爱因斯坦自小就选择电气工程领域而非法律？一项对320名杰出天才（选自10000人中）为期10年的研究表明，对那些数学能力要强于语言能力（即使他们的语言能力也很强）的人来说，他们认为自己更钟意数学与科学课程，并很可能会在这个领域获得成就。另一方面，对那些语言能力更强于数学能力的人来说，他们则更钟爱人文科学课程，更可能在人文与法律领域方面作深入研究。

　　这表明，那些天才儿童考虑的是“我在哪个领域做得更为出色？”，而不是“我在这个特定的行业中的能力是否胜任？”。这项研究提供了对性别差异的一些深入认识。在天才儿童中，男孩往往更常表现出这样一种“倾向”，即与语言能力相比，他们更喜欢数学以及与数学相关的东西。鼓励天才儿童保持学科平衡，将科技领域作为开放性的选择，或许有助于结束天才男女学生间在职业选择上的鸿沟。

　　诚然，多重的心理与社会因素影响着职业方向的确定。每个人对成功的自我期望，是由他们对自身能力的自我评价决定的。形成自我评价的一个因素在于，权威人士（譬如教师与家长）是如何感觉和如何回应的。由Rutgers大学的Lee Jussim与密歇根大学安阿伯(Ann Arbor)分校的Jacquelynee Eccles两位心理学教授于1992年进行的研究显示，老师根据学生能力水平的判断（即使是客观的评价），来预言后来的测验分数，往往是与老师的感觉不一致的。这些类似的研究表明，科技领域的男性化定型，可能会使教育工作者从一开始就对女生产生一定的偏见。

 

难以消除的潜规则

　　或许最困扰我们的是这样一种观念，一名出色、自信的女科学家有可能会抵达科技领域的巅峰，而此时她依然会面临歧视的问题。不过，大量的调查也的确表明，人们对一项工作属于男性化还是女性化的定型认识，将会导致在聘用应征者与支付雇员薪酬时男女有别。即使社会心理学家们都一致认为，美国与许多其他国家自20年前以来，显性的性别歧视现象现已不多见，然而他们也承认，取而代之的是某些时候无意识的潜在的性别歧视。

　　对女性科学成就的隐性偏见在现实生活中的影响未能被深层地研究，这是由同行评议的隐秘性引起的，因为在一个科研人员事业中许多方面（如科研经费资助、学术论文出版申请、录用决策等）都是由一个通常为匿名的专家小组共同决断的。

　　曾有过一项关于现实世界中同行评议过程的深入研究。Goeteborg大学的生物学家Christine Wenneras与Agnes Wold，因博士后奖学金的奖励而获得瑞典医学研究理事会的数据读取权，是经过一场法庭辩战才实现的。1997年，在这项研究成果发布的不久前，瑞典被联合国授予为世界上最尊重男女机会平等的国家之称。但即使是如此，在瑞典的科学界仍是男性占主导地位。当时，瑞典生物医学的博士学位获得者中为女性的占44%，但获得博士后学位者占25%，获得专业职位者占7%。

　　Wenneras与Wold的发现令人震惊。在他们评估的所有领域中，女性申请者的平均分数都要更低：不论是科研的能力，方法论建议的素质，还是研究方案的合理性。女性申请者合格率较低是可能的。为了证实这种可能性，调查人员基于以下内容核计了他们的科研产出情况：申请人的出版文献总量、署名第一作者的出版物数量、出版物的质量以及科研论文的引用次数。经统计，女性研究人员中产出最优的群体的评价，与男性研究人员中最低的群体相类似。而所有其他的女研究员，则低于所有的男研究员。此项研究的作者得出结论认为，就同行评议的过程来说，即便在世界上性别最为平等国度，性别歧视依然无处不在。这些调研结果为促使同行评议过程的透明化提供了强有力的证据。遗憾的是，尽管这些研究成果发布于国际科学期刊之首《自然》，然而同行评议过程的公开化却毫无进展。

　　最后，我们除了考虑事业上的成功之外，不能不考虑维持家庭需要的因素。即便是在丈夫与妻子都身有全职工作的时候，妻子往往还要兼任大部分的育儿工作，以及家中老弱病残的照料工作。平均起来，女性每周的工作时间更少，而花在家庭与家务上的时间比同等学历的男性则要多得多。对女性而言，生育孩子就意味着收入减少，获得终身职位的可能性降低。与此相反，男性在成为父亲之后似乎事业发展反而更为有利。因此，女性与男性在家庭生活中扮演的角色也能够解释其在职业选择上的差异性。

 

我们从此起步

　　假如说Larry Summers的言论有哪一个吸引人的地方的话，那就是它显得非常简单。如果科学界女性的缺乏是由于她们某些能力缺乏的话，那么从中能吸取到的教训就是，我们除了接受这种自然规律外，别无他法。

　　然而，正如本文所说明的那样，事实并非这么简单。一般而论，不论男女，都具有自身的强项与弱点。虽然如此，但是研究认为，我们能够做许多事来帮助更多的女性——以及男性，就此方面而言——来让他们在科学领域成绩斐然，并视此为终身事业。我们将面临的挑战是全方位的，包括教育方式的创新、有针对性的指导和职业生活规划，以及发现与消除偏见、歧视和不平等现象的承诺。这些问题的最终解决，不仅将利于女性与男性，也终将利于科学本身。