为什么理工科男多女少|大象公会

2018-01-11  潘安158

为什么程序员、工程师都男多女少?为什么大学理工科女性远少于男性,而文科男性又远少于女性?


文|朱不换 吴余


说起程序员,人们首先想到的是穿着随意、不修边幅的宅男,很少会想起女性。


这一直觉印象确有统计支持,且中外皆然:据 2014 年统计,中国 80%的程序员是男性,在 2016 年的美国,则是 77%。


▍典型的程序员群体合影


在其他理工类行业中,男性也明显更多。据美国国家科学基金会 2015 年统计,美国科学家和传统工程师从业者中,女性仅占 28%。


与此同时,女性在文字写作领域则占据统治地位。在美国的作家和编剧行业中,女性占 63%;即使在科技文献写作行业,女性人数(56%)也高于男性。在中国编剧行业,女性也后来居上。


美国新闻工作者与作家协会年会上女性云集


对这些普遍存在的职业性别差异,人们很容易认为,这是社会的性别刻板印象和隐性歧视所致。


事实真的是如此吗?


社会越发达,男女越不均?


在人们的经验中,有关性别择业的刻板印象的确在中国社会广泛存在,且的确与特定职业的性别差异脱不了干系。


如在高中文理分科时,主导选择的老师和家长普遍抱有「男孩学理科,女孩学文科」的看法。在高考选专业时,男生更多选择传统理工科,女生即便考理科,也多会选择「偏文科」的金融、财会、经济。


这些选择,直接造成了中国高校不同专业间悬殊的性别比,进而造成职业间悬殊的性别差异。


央视新闻报道的 2017 年部分高校专业性别比


然而,如果认为只要扭转观念上的刻板印象,推进社会平权,这些差异就能被消除,或许是把问题想得太简单了。


因为,更大范围内的研究表明,男女在不同职业的人数差异,并非性别观念保守或男权社会的独有现象。反过来说,那些被公认为观念保守的国家,这些专业女性的比例未必就低。


例如,伊朗、马来西亚、印度尼西亚,都是以性别观念保守的穆斯林占据主导的国家。


但据联合国教科文组织 2010 年统计,印尼女性取得工科学位的比例,伊朗、马来西亚女性取得理科学位的比例,都高于大多数西方发达国家。


2017 年 7 月去世的伊朗数学家,2014 年菲尔兹奖获得者米尔扎哈尼(Maryam Mirzakhani),是至今唯一获得该奖的女性


另一方面,欧美教育学界近十五年来的研究和统计,则得出了与认为经济发展、社会进步就能促进男女职业平等的传统看法截然相反的结论。


美国波士顿学院国际教育成就评价协会的下属研究项目「国际数学与科学趋势研究」(TIMSS),调查了全球 53 个国家与地区、超过三十万名八年级学生对数学的态度,综合数据如下:




数据表明,男性对数学以及数学相关职业比女性更感兴趣,是世界范围内普遍的现象。


出人意料的是,许多经济发达、社会进步的地区,女性对数学的兴趣反而较低。


例如,男女对数学相关职业的兴趣差距最大的地区是荷兰(-23%),香港(-18%)、意大利(-18%)、英国(-17%)。非洲发展中国家博兹瓦纳,是唯一女性对数学相关职业更感兴趣的地区(+2%)。


不过,这一结论虽然反直觉,却能很好的应证海外留学生的观察:在今日的欧美大学,理工科学生,尤其是硕士和博士中,当地学生中女生的比例往往会比留学生更低。


更重要的是,这一结论能很好解释欧美教育界所面临的困惑:


早在1980年代,美国教育界便已发现女性在科学、技术、工程、数学(STEM)领域代表率不足,并将其归咎于教育不平等开展改革。


这些措施虽已大大缩小了男女生在中学数学成绩上的差距,但时至今日,这些领域对女性的吸引力仍远不如男性。


那么,排除社会进步程度,还有哪些因素能影响女性和男性的择业差别,并让身处开放社会的女性对数学丧失兴趣?


男生数学好,但女生语文好得多


另一项世界范围内的大规模研究,或许能为这一问题提供答案:


国际学生评估项目(Program for International Student Assessment,简称 PISA)是一项由经合组织(OECD)统筹的学生能力国际评估计划,2000 年起每 3 年开展一次,评估完成基础教育的 15 岁学生的技能水平。


PISA 测试包括阅读、数学、科学三个科目,2012 年又加入计算机。至今已完成了对 75 个国家和地区、150 万学生的测试和统计。


该研究最为中国人熟知的新闻,是在 2009 年和 2012 年的 PISA 测试中,上海学生总分均排名第一 / 美国《国际先驱论坛报》对 2009 年测试的报道


2009 年起,PISA 测试开始应用于教育学界关心的男女差异问题,结果同样出乎人们意料。


据 2009 年统计,虽然女生数学得分在 79%的地区低于男生,平均分较男生低 12 分,但与此同时,更大的差异则在于阅读科目:


在所有参与国家,男生的阅读得分都比女生低,且平均分差高达 39 分之多,几乎相当于一年受教育水平。


部分地区 PISA 2009 数学和阅读测试结果


在表现最好的学生群体中,数学和阅读两科呈现显著的性别分化。数学最好的学生中,男生近女生的 2 倍,而在阅读最好的学生中,女生是男生的 5.6 倍。


这些测试结果说明了什么问题?


据英国利兹大学与美国密苏里大学两位心理学研究者对 2000 年至 2009 年 PISA 测试结果的分析,上述成绩差异,与传统认知中被视为差异源头的各国发展水平、平权程度并无一致的相关性。



他们发现的另一个现象是,PISA 测试中男生在阅读上的劣势,与女生在数学上的劣势之间,反而存在较显著的负相关。


——也就是说,如果一个地区男女生在数学得分上的差异越小,那么男生在阅读项目上的劣势就越大。



换而言之,无论女生的数学成绩相对男生是高是低,女生在文科领域的始终能占据巨大的相对优势。数学越好,在阅读上的优势也就越大。


这一数据也能在中国高中数据中得到部分应证:


根据对浙江省 2006 年至 2014 年的高考成绩的抽样调查,女生语文、英语和其他文科成绩连续九年高于男生(甚至包括偏文科的生物)。男生仅在数学(理科类)和物理、化学上占有优势,但幅度均小于语文和英语。



因此,若排除一些地区存在的歧视因素,女生整体上更偏好自己擅长的文科及其相关工作,并非不合情理。


发达国家的理工科工作依然男性扎堆,并非因为女性不善于理工科(毕竟还有 21%的地区女生数学得分更高),而是其在文科上的优势实在过于显著。


那么,又是什么原因,导致男女间的数学和阅读水平,在世界范围内都呈现出如此引人注目的差异?


进化、性激素与认知能力


从心理学角度上看,较新近的研究的确承认,男性和女性的确有着不同的认知能力。在语言、记忆、数量、空间认知这四大类认知能力中,两性占优势的情况并不相同:



女性占优势的这几类任务,大都与记忆和语言有关,要么需要对记忆中存储的信息进行快速访问,要么需要使用语言符号对信息进行操作和创造。


▍女性占优势的心理测试任务:词联想,同义词,语义类比


男性占优势的这些任务,则大都涉及对心理图像进行维护和操作。


典型的心理图像操作任务:判断两个物体在旋转后能否重合(上),判断上方线段与下方哪个线段的角度相同(下)


对作家、编剧职业来说,丰富的词汇和流畅的语言是关键认知技能,女性能在这类行业中占优并不足奇。


而对工程师、程序员来说,操作心理图像的能力则是关键认知技能。


例如,计算机编程的过程,需要编程者组织不同的程序函数、模块,以实现任务要求的整体功能。这个组织连接的过程,需要编程者在头脑中用心理图像进行某种预演。


格式塔完形测试,可测评对心理图像进行组织和建构的能力。被试需要从碎片图案中辨别出整体的意义,从左依次是帆船,骑马人,兔子和婴孩。


编程过程需要遵循抽象、严格的程序语法,要求良好的数学推理能力,这也取决于心理图像表征能力。


而两性在认知优势上的差别,又可以溯源到男女的生理差异。


一个直接的原因,是胎儿期性激素的分泌——男性在胎儿期分泌的雄激素多,雌激素少,女性相反。这两类激素的差异,会轻微影响胎儿大脑的语言、空间认知等功能的走向。


在统计上,一个人胎儿期雄激素分泌偏多,则空间认知能力较强,语言认知能力较弱;雄性激素分泌偏少,则空间认知能力较弱,语言认知能力较强。雌激素的影响方向与雄激素相反。


在体貌上,胎儿期雄激素分泌水平直接体现为食指与无名指的长度之比。雄性激素越高,则食指/无名指的比值越小,通常空间认知能力较强。雄性激素越低,则比值越高,通常语言和记忆能力较强。左侧为典型男性手,比值小于 1,右侧为典型女性手,比值大于或接近 1。


若观察动物的大脑发育,则可以发现,在雌大鼠的发情周期中,前期雌激素水平提高(从 A 到 B),使其大脑中负责记忆的海马区域神经突触增多;后期雌激素的降低(从 B 到 C),又会使这些突触变少。


▍图片来自:Halpern DF, Sex Differences in Cognitive Abilities, Psychology Press, 2012


与之类似的是,在人类女性的月经周期中,排卵期雌激素水平升高,伴随语言能力上升,空间能力下降;行经期雌激素水平降低,伴随语言能力下降,空间能力上升。


对于这一生理差异的存在原因,进化心理学提供了一种可能的解释。


人类男性的空间认知能力优于女性,可能是因为远古人类男性的活动范围比女性更大。


狩猎采集分工可能导致男女活动范围的差异,进而影响了男女认知能力差别。空间认知能力与个体活动范围的相关性,以及相关的进化假说,见 Jones CM, Braithwaite VA, Healy SD, The Evolution of Sex Differences in Spatial Ability; David C. Geary, Male, The Evolution of Human Sex Differences; Bonnie M. Perdue etc., Sex differences in spatial ability.


在远古的狩猎采集分工下,男性从事狩猎活动,活动范围远大于女性的采集活动。此外,远古猿人一夫多妻,雄性要和不同区域的雌性交配,也是导致差异的可能原因。


在广袤空间中摸索行走时,不善于辨向认路的男性容易被淘汰,而空间认知能力强的男性基因会遗传下去。


这一现象也同样存在于其他动物。科学家调查了大熊猫、恒河猴、大鼠、小鼠、鹿鼠、草地田鼠等动物,发现其中凡是雄性的活动范围更大的物种,雄性的空间认知能力也会比雌性更好。


与雌性相比,雄性大熊猫和恒河猴的活动范围更大,空间认知能力更强


人类女性的语言能力优于男性,可能也与活动范围大小有关。


远古人类女性的活动范围与男性相比较小,这意味着女性在较小空间里与同部落、家族其他人遭遇、合作、竞争的频率更高。这时,不善于倾听和言说的女性更容易被淘汰,而语言能力强的女性的基因会遗传下去。


不过值得说明的是,进化产生的男女先天认知能力差别并不大。无论在何种统计中,男性和女性各自的内部多样性,都远远大于两性之间的差异。


在那些富足发达的社会,两性的数学兴趣偏好仍存在显著差别的现象,也并非与社会因素无关。


一方面,在低生存压力下的自主选择,会更迎合先天优势和兴趣;


另一方面,青少年的富足程度,也可能会放大本已较弱的性别刻板印象因素。对自我形象更有追求的女生,可能会更加向女明星等女性化的榜样看齐。



本文参考:

・Charles M, Harr B, Cech E, et al, Who likes math where? Gender differences in eighth-graders’ attitudes around the world, International Studies in Sociology of Education, 2014

・Fletcher SH, Cognitive Abilities and Computer Programming, ERIC, 1984

・Halpern DF, Sex Differences in Cognitive Abilities, Psychology Press, 2012

・Stoet G, Geary DC, Sex differences in mathematics and reading achievement are inversely related: within- and across-nation assessment of 10 years of PISA data, Plos One, 2013

・Jones CM, Braithwaite VA, Healy SD, The Evolution of Sex Differences in Spatial Ability,Behavioral Neuroscience Vol.117, 2003

・史蒂芬·平克,《白板》,浙江人民出版社,2016


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