［收稿日期］ 2011-03-08
［作者简介］ 李朝玮(1987-),男,湖北宜昌人,中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室硕士研究生。
［摘 要］ 英国学者李约瑟博士在研究中国科技发展史时提出了著名的“李约瑟难题”。分析“李约瑟难题”在中国古代、近代和现代石油科技史中的不同表现,探讨中国石油科技史中“李约瑟现象”的原因,可获得加强中国石油科技创新的启示：大力实施石油科技创新战略,如创建中国石油科技管理委员会和中国石油科技研究院，制定培养中国石油科技精英人才的“珠峰计划”，建立中国石油企业的海外科技研发中心，聘用外籍石油科研人才进驻国内石油科研机构等,从而促使中国早日重新成为世界石油科技的开拓者和引领者。
［关键词］ 李约瑟难题;石油科技;创新型人才;珠峰计划;国际化
［中图分类号］F406.3
［文献标识码］A
［文章编号］ 1673-5595(2011)06-0015-06
石油是工业的血液,是国民经济的命脉。2010年中国石油净进口量首次突破2亿吨,石油进口依存度超过55％。［1］预计到2020年,中国石油对外依存度将上升至60％,中国将长期面临严峻的石油安全问题。保障国内石油供给、维护中国能源安全,必须不断提出新理论和新方法,采用新技术和新设备,促进国内油气勘探、钻井开发、油气集输和石油化工等石油工业科学技术全面可持续发展。然而,中国石油科技史中的“李约瑟难题”表现得非常明显。目前,“李约瑟难题”这一自然辩证法命题已被国内外学者深入研究,但详细分析中国石油科技史中的“李约瑟难题”的文献几乎没有;提出加强中国石油科技创新对策的文献很多,但将“李约瑟难题”与“石油科技创新”结合起来的研究比较少见。分析和破解中国石油科技史中的“李约瑟难题”，有助于突破中国石油科技创新的瓶颈,启示我们采用新措施来推动石油科技的发展。
一、“李约瑟难题”简介
“李约瑟难题”又称“李约瑟之谜”,其最初构想由李约瑟博士(Joseph Needham,1900—1995)提出，于1938年形成［2］。1964年李约瑟在《东西方的科学与社会》一文中表述:“为什么近代科学只在欧洲,而没有在中国文明(或印度文明)中产生?”“为什么在公元前l世纪到公元15世纪期间,中国文明在获取自然知识并将其应用于人类的实际需要方面比西方文明有效得多?”［3］
由于对该问题的研究是一个关乎中国科学技术如何才能赶上西方国家的现实问题,自上世纪80年代以来，“李约瑟难题”几乎一直是中国学术界的研究热点之一。国内学者认为,“李约瑟难题”是一个问题集,上述原始表达只是该命题的简化形式［4］。归结到石油科技这一主题上,可将其表述为：为什么古代中国(1840年以前)的石油技术水平远高于其他国家;而近代(1840—1949年)和现代(1949年以后)中国的石油科技并未成为世界石油科技的引领者,通过自主创新取得的处于国际领先地位的石油科技成果极少?该问题的历史和现状可称作中国石油科技史中的“李约瑟现象”。
二、中国石油科技史中“李约瑟现象”
(一)古代中国的石油技术举世瞩目
人类发现和利用石油最早可追溯到约公元前4000年,中国则是钻探开发石油及天然气最早的国家。
例如,北宋庆历年间(1041—1048年),中国出现了顿钻钻井技术,可钻出井深130米左右的“卓筒井”,而国外的第一口油井是沙俄于1848年在黑海的阿普歇伦半岛开凿的。李约瑟在他所著的《中国古代科学技术文明史》一书中写到：“今天用于开采石油与天然气的深井就是从中国人的这些技术中发展起来的”,并指出“这种技术大约在12世纪以前传到西方各国”。［5］又如,西汉末年的临邛县邛崃火井是世界上有关天然气开发利用的最早记录，而国外最早使用天然气的是英国(1668年),比邛崃火井晚了1600多年。在被李约瑟誉为“中国科学史的坐标”的著作《梦溪笔谈》中,宋代学者沈括(1031—1095年)作出了“石油至多,生于地中无穷”,“此物后必大行于世”的预言［6］。毋庸置疑,中国古代的钻凿井技术和石油天然气开发应用程度明显领先于国外。这些石油科技成果与中国古代“四大发明”一起,成为华夏璀璨文明的重要组成部分,并对世界的科技进步带来了深远影响。
(二)近代中国的石油科技止步不前
虽然古代中国长期保持着领先于世界其他国家的油气开发和利用技术,但世界近代石油天然气工业的发端和蓬勃发展未能在中国发生。
1859年8月27日,美国宾夕法尼亚州的一口找油井涌出了第一桶石油,开启了近现代石油工业大发展的序幕。此后,随着第一次工业革命带来的科学技术飞速进步,石油开采、输运和炼油技术不断提高。20世纪之后,随着两次世界大战的推动和科技的不断创新,石油成为西方国家最主要的工业原料，［7］但同时代的中国正遭受列强侵略。以美国为首的西方资本主义国家,于1867年开始向中国大肆倾销“洋油”,垄断中国石油市场,攫取中国大量白银。这期间中国石油科技发展严重受阻,1904—1948年的45年中,中国的原油累计生产量只有2785万吨,而同期进口“洋油”高达2800万吨［8］。
(三)现代中国的石油科技依然落后
新中国成立后,通过几代人的艰苦奋斗,中国石油工业得以恢复和飞速发展,石油科技水平也不断提高。例如,陆相石油地质理论、聚合物驱、稳油控水等理论技术均具国际先进水平。但是,中国虽开展了大量的跟踪研发,但缺乏原始创新,国内石油科技总体状况依然落后于美欧的发达国家5～10年。具体来说，表现在以下几个方面:
第一,理论创新不够。理论研究是技术应用的基础。国内石油地质学家提出的具有中国特色的陆相生油理论、源控论、复式油气聚集带理论等新理论成果,对中国多个新油田的勘探和开发起了十分重要的指导作用。但是,20世纪90年代以来,尽管含油气系统理论、层序地层学等国外新理论的引入极大推动了中国石油工业的进步,但中国油气地质勘探理论创新却没有很好地与时俱进,呈现“模仿有余而创新不足”的态势［9］。
第二,技术不够先进。对于非常规油气资源开发技术、深海钻井开发技术等各种先进石油技术,国内一般只能“跟进”、“模仿”和“追赶”,而非“超越”。例如,虽然国内每年都有“中国石油十大科技进展”的评选,但2001—2010年各年的“国际石油科技十大进展”的100项具国际领先地位的理论技术成果中,其首创者或主要开发者几乎都是国外石油公司或科技人员;又如,2009年和2010年世界海洋石油技术会议连续两届评选出的共计27项创新技术奖中,没有一项成果来自中国石油公司或者国内研究机构①。
第三,装备制造方面比较落后。勘探开发所需的重要仪器装备严重依赖进口或者租用外国油气服务公司的,国内在石油装备制造方面的自主创新工作比较落后,具有国际竞争力的装备制造厂商较少。例如,美国压裂设备的性能和技术水平占据世界优势地位,其生产和服务的公司包括哈里伯顿、斯伦贝谢、BJ公司、西方公司、S＆S公司等多家世界知名公司,而国内能够制造高压力、高性能、大排量、大功率的压裂设备的厂家目前只有江汉第四石油机械厂一家。
三、中国石油科技史中“李约瑟难题”的解答
就“李约瑟难题”这一自然辩证法命题,几十年来国内外的众多学者作了大量有益探索,从描述性的解释到深层次的理论解答,从社会、经济、文化解说到哲学、宗教、政治阐释,众说纷纭。基于“中国石油科技”这一主题,下文就中国古代、近代和现代三个时间段分别解释中国石油科技史中的“李约瑟难题”。
(一)古代中国产生辉煌石油技术的原因
第一,古代中国虽有封建压迫、朝代更替,但从整个历史来说,四川等石油技术萌芽的产生和发展的地方安宁稳定的时间远大于社会动乱的时间,同时,汉唐盛世和宋明文明等繁荣时代促进了生产力的提高。这些为中国古代石油技术的产生和发展奠定了社会基础、提供了经济条件。
第二,以注重经验积累和技艺传承为特色的中国传统文化促使人们不断积累认识自然和改造自然的经验,钻凿工艺等中国古代先进石油技术在这一过程中得以不断完善和长久延续。
第三,以实用性为主要特点的“工匠文明”是古代中国科技文明的主体,古代中国先进的石油技术同样因社会需求而诞生并缓慢改进。例如,钻凿工艺最初用于汲取“卤水”,采取天然气用于“煮盐”,而由“井盐”熬制的“盐巴”是中国古代中西部地区百姓生活的必需品。与古代中国长期是世界上最大和最富足的国家相比,16世纪前的西方世界处于严重的宗教压迫和社会动乱状态,不具备中国这些促进生产力提高和科技发展的诸多有利条件。所以,中国古代产生了领先于世界的石油技术。
(二)近代中国石油科技止步不前的原因
在中国近代的百余年里,西方的石油工业从诞生到迅猛发展带动了石油科技的飞速进步;而中国的石油工业发展异常缓慢,石油科技更无从谈起。其主要原因为:第一,中国遭受帝国主义无休止的侵略,国内社会动乱、战火纷飞,没有促进石油科技持续发展的稳定环境;第二,国民经济在整体上异常衰败,社会生产力低下,几乎没有支撑石油科技发展的经济基础;第三,社会动乱和经济赤贫造成民不聊生,民众在维持生存的同时必须抵御外侮,因而，严重欠缺石油工业的从业人员以及石油科技的攻关人员;第四,美、英、俄等帝国主义国家在中国大肆倾销“洋油”,并逐步垄断了旧中国的石油勘探开发权,直接扼杀了中国石油工业的发展。总之,近代中国不具备石油科技发展的环境和条件,西方的石油科技却由于工业革命的推动和世界大战的需求得以飞速发展。
(三)现代中国石油科技未能引领世界的原因
相对于历史而言,研究当代中国石油科技的“李约瑟难题”现实意义更为明显。1949年新中国成立后,中国的石油工业分别经历了恢复和发展时期(1949—1960年)、高速发展时期(1960—1978年)、稳定发展时期(1978—1998年)和石油工业新时期(1998年至今)四个发展阶段［8］。2010年,国内原油产量首次突破2亿吨,天然气产量达950亿立方米,油气生产能力位居世界前列。但是,在这个经历了数十年社会繁荣、经济昌盛的环境中,在政府大力投资科技创新的条件下,在石油专业人才数以万计的中国,为何掌握的最新核心石油科学技术相比于发达国家依旧少很多呢?目前分析中国石油科技发展现状的文献较多［10|12］,本节仅从制度和文化两个方面作简要论述:
1.制度方面
(1)科研项目管理和协调机制不合理
1998年中国石油化学工业部撤销后,国内石油企业整合重组形成了三大石油公司,各石油高校也由行业院校划归教育部管理。经过十余年发展,各石油企业建立了涵盖石油工业上下游各学科的大而全的石油科研机构,石油高校也有各自的学科实验室。但这些科研机构分属不同部门,机构重叠较多,整体布局欠妥;科研力量分散,各自为政,缺乏统一领导;实施的科研项目缺乏长远部署,低水平重复研究较多。这不仅造成了资源和人力的大量浪费,也导致了国内石油科研单位创新能力不足,很难团结起来研发具有自主知识产权的核心技术成果。
(2)科研经费投入机制需调整
与发达国家和其他新兴国家相比,国内各石油企业对科研投入力度和强度不够,投资重点不突出;科研投入结构不合理,注重技术研究过程而不太关注技术的后续推广应用及升级改造,对未能在短期内创造经济收益的基础性研究或者环保类研究重视不够;少数科研投入以硬性指标分配给下属单位,缺乏灵活性和针对性;重复引进国外先进技术和设备,或者引而不用、吸收技术的进程慢、国产化水平低,造成投资效率低下。
(3)科研成果评定与奖励机制不科学
科研成果评定标准不具体、不统一;评定过程形式主义严重,只注重评定时的书面报告和多媒体汇报,缺乏对现场实际应用情况的长期监督评价;科研成果测评追求短期经济效益而忽视对科技发展的长远影响;以发表论文数量多寡、以参评者头衔职位高低作为衡量石油科技人员学术水平的标准;国内各级别的石油科技奖项名目繁多,但奖励力度不够,几乎没有具备国际影响力的石油科技奖项,未能有效催生影响力重大的创新成果。
(4)科研人才培养与管理机制不完善
近几年,中国各石油高校纷纷增加了石油石化相关专业的学生数量,人才质量却没有显著提高,培养的创新型和发明型人才较少，创新精神和实践应用能力不足;与壳牌、BP等著名跨国公司相比,国内企业忽视对职工的入职再教育和终身能力培养;石油企业的科研人才获得的薪资待遇低于同级别的企业管理人员,无力留住或吸引国际化的石油科技人才;科研人才在国内各研究机构的流动渠道不畅通,不能充分利用一技之长为不同的企业服务。
(5)交流与合作机制欠缺
一方面,国内石油企业欠缺一套与海外油公司、专业技术服务公司及国外研究机构实施技术合作的机制,实施国际石油科技合作的专业人才也不充裕;另一方面,国外研究机构通过技术封锁、“专利圈地”等挤压中国石油企业技术合作的空间。此外,国内某些科研人员受专业所限而在交叉学科的研究和跨领域学科间的交流方面表现被动,国内不同企业或科研单位之间因利益冲突或技术保护等因素而无法实现稳固的科研合作和坦诚的技术交流,在各石油企业和石油高校之间缺乏有效的横向联合,难以形成高效的科研协同攻关力量。
2.文化方面
(1)缺乏创新精神
中国人的传统思维是安于现状,不敢冒险,这一文化习惯直接造成整个社会欠缺独立自主、勇攀高峰的创新精神。在石油科技方面,国内研究人员往往盯着国外现有技术成果,在引进、消化和吸收先进技术后跟踪研发力度不足,原创性成果更少,导致国内石油技术“接近或达到国际先进水平”的较多,在国际上长期占据优势地位的核心技术成果稀缺。
(2)以经济利益为中心
中国社会还存在功利化思想,科学研究往往以科研经费的多寡为优选条件,技术成果以经济收益的大小为评判标准,丧失了科学的纯洁性。企业投资方或科研机构没有处理好基础研究与应用研究、长期效益和短期效益的关系,急功近利,造成中低技术大量应用而高精尖技术无法取得突破的现状。
(3)缺乏资源共享精神
一方面缺乏知识产权保护意识,软件盗版、技术抄袭等侵犯知识产权的现象在业内依然严重;另一方面,研究机构不同但研究方向相同的科研人员因技术保护等原因不愿实施开诚布公的科研合作,不能集众家之所长进行集成创新。此外,中国缺乏一个国家级的石油科技资源库,没有建立行业知识共享的渠道,情报信息投入不足。例如,石油企业的非科研人员下载专业学术论文经常几经周折。
四、解答“李约瑟难题”对石油科技创新的启示
解答中国石油科技史中的“李约瑟难题”,就是要找出制约中国近现代石油科技发展的各种因素,为新时期的石油科技创新提供参考和借鉴。通过前述分析,可得出促进石油科技创新的关键途径,如维护和谐自由的社会环境、提高对石油科技创新的重视力度和投资额度、完善石油行业的自主创新机制、创建富有创新精神的文化氛围、培养具有创新精神的石油科技人才、加强石油科技合作和学术交流等。很多学者对上述不同途径分别作了探讨［13|15］,本文不再赘述,在此提出五项新的针对性措施:
第一,成立中国石油科技管理委员会(Chinese Management Committee of Petroleum Technology,CMCPC)。该委员会应作为国家级的石油科技管理机构,直属于国家能源局。该委员会由各石油公司每年轮流派高层领导担任委员会的委员长,并从石油企业的管理人员、科研人员、行业协会的技术专家和普通科研人员中推选出30人任委员,每届任期2年。政府和各石油企业负责为该机构提供经费支持。该委员会的职责包括:(1)负责国内大型石油科技攻关项目的立项审批、项目监管、成果鉴定、后续推广应用,组织科研力量合理有序、经济高效地开展大型项目研究,发挥集中力量办大事的优势。(2)负责大型石油科技项目的经费划拨审批、使用监控和结算核查,确保科研经费受到全程监控和审计,使科研项目实施过程与科研经费需求情况相匹配;同时受理各种石油科技项目(不计大小)的经费问题举报,避免经费的滥用与浪费，对已出现的科研经费使用问题向企业主管部门提交处理意见。(3)负责石油科技人才的考核和奖励,尝试举办世界级的石油行业科技竞赛以发掘优秀人才,设置并评定世界级的石油行业大奖以提升中国石油科技的国际影响力。(4)规划和组织实施石油科技基础类研究、前沿科技研究、环保类研究,促进中国石油科技可持续发展。(5)组织人员制定石油科技发展的各项制度条例,修订和完善石油行业国家标准。(6)协调国内石油企业与各科研机构的关系,合理地新建、合并、撤销科研机构,统筹科研资源,统一布局科研机构，科学分配科研经费。(7)指导国内科研力量高效参与对外交流和国际合作。(8)组织建立中国石油石化科技知识库。
第二,成立中国石油科技研究院(Chinese Academy of Petroleum，CAP)。该机构应整合国内各石油企业和石油院校的优质科研资源,但独立于石油企业和石油高校之外,作为国家能源局直属的中国石油科技的“中科院”。政府和各石油企业应对中国石油科技研究院给予充分的政策支持,并每年划拨充足的专项经费用于该机构的正常运转。该机构不同于石油科技管理委员会，前者是国家级的石油科技管理机构,该研究院则是国家级的石油科技研发机构。该机构的主要职能是:集中全国石油科技力量组成精英团队,实施重大石油科技攻关和技术突破以及基础研究的创新。由该机构组建国家级的石油科技攻关尖端力量,可有效避免当前国内不同企业的石油科研机构各自为政、技术垄断、缺乏统一管理和协调布局等不利条件。同时该团队可高效地参与国际石油科研合作和竞争,成为一支极具战斗力的中国石油科技创新的旗舰。
第三，制定中国石油科技创新人才培养的“珠峰计划”（Everest Plan）。“珠峰计划”即国家“基础学科拔尖学生培养试验计划”，是教育部为回应“钱学森之问”（“为什么我们的学校总是培养不出杰出人才？”［18］）而出台的一项人才培养计划，其目的是为了使受该计划支持的学生成长为相关基础科学领域的领军人物。石油科技的创新，关键之一在于淡泊名利，抵制经济利益和名誉地位的诱惑，扎扎实实地做基础理论研究和前沿科技攻关。因而，培养一批富有创新精神且能踏踏实实做科研的年轻科研骨干对中国石油科技可持续地创新发展具有举足轻重的作用。
为此,中国石油行业可考虑制定中国石油科技创新型精英人才培养的“珠峰计划”，即每年从各石油高校即将毕业的硕士生和博士生中择优录取20人,从石油科研机构的年轻职员中精心挑选10人,组成每届30人的石油科技创新型人才培养小组。该小组独立于石油高校和石油科研单位,直接由“中国石油科技研究院”领导和培养。可参照士兵服兵役的形式,要求每年选拔出的30名精英专为石油科技基础理论和石油科技最新技术潜心钻研3～5年。国家和石油企业应为这30人提供一流的学习和科研环境,聘请国内外高水平的教授和专家给予指导,在这3～5年的强化学习和研究期间为其提供丰厚的薪资奖励,并尽力创造机会资助其进入国外优秀石油高校或石油科研单位实习。而且,应尽可能使这30名精英远离石油企业科研项目任务的干扰,远离世俗名利的侵蚀,杜绝学术造假等不良学术风气。在评价其学术和科研能力时,重点考核是否具有创新精神、是否能专心致志地作基础研究、创新技能和专业水平是否接近或超过国外优秀研发人员、做出的理论成果或对最新技术的探索成就是否能为石油学科及石油工业的长远发展起到奠基性的作用或产生开拓性的影响。3～5年的培养期满后,政府及石油企业应为他们的正式就业或职位晋升给予充分保障。培养石油科技创新人才的“珠峰计划”和当前的博士后培养模式的区别在于:前者是一种国家级的精英人才培养模式,培养人数很少,培养时限较长,注重基础性和前瞻性的研究,注重创新能力和国际化视野的培养,被培养者的后续发展具有充分保障;后者则由各博士后科研工作站负责实施,时限一般只有1～2年,注重技能型和应用型人才的培养,培养出的人才直接为工作站所在企业服务,或者工作站只是作为被培养者进驻更好就业单位的一个跳板。所以,实施这种强化性的“珠峰计划”有助于培养出更多富有创新精神的科研精英。这些精英不仅在培养期间可获得一定的学术成就,在日后的科研团队中也必将充分发挥模范作用和带动作用。
第四,建立中国石油企业的海外科技研发中心。中国的大型石油石化企业正在大踏步地实施国际化战略,近年来的国际化成果显著，但石油科技的国际化并不尽如人意。国内各石油公司可考虑在欧洲、中东、非洲、北美和南美分别建立海外石油科技研发中心,例如通过向当地优秀的石油院校投资共建实验室,或者与海外石油科研单位合作建立研究机构等。中国企业应向每个海外研究中心外派10人以上的高级科研管理团队来实现这些机构的正常运转,并投入足够的资金以吸引外籍科研人员为中国公司的研发机构服务。这些海外研发中心一方面为中国的石油公司在海外的石油勘探开发作业与油气商业活动提供技术支持,另一方面可广泛吸引海外优秀人才和吸收国际先进技术以促进石油科技的创新研究,提高中国石油公司的整体科技创新能力。此外,这些研发中心成为宣传中国公司和中国文化的名片,在不同文化的交流与碰撞过程中开拓中国科研人员的眼界,促进更广泛的学术交流与科技合作。由于中外企业文化存在较大差异、国外研究单位的专利保护和技术封锁等不利因素,中国企业建立海外石油科技研发中心存在一定难度。为此,可通过加强政府间合作、加大资金投入力度、吸引石油科技方面的华裔教授和留学人员等方式来获得突破。
第五,聘用外籍石油科技人才。目前,国内的石油科研机构很少雇用外籍员工,国内虽然有石油高校聘用外籍客座教授或名誉教授,但这些外国专家很难为中国的石油科技创新作出突出贡献。因此,国内各石油企业研究机构和石油高校可每年聘用一定数量的外籍科研人员,包括外籍教授、工程师以及外籍博士和硕士。通过提供优质的研究环境和丰厚的物质条件来吸引外籍员工成为国内研究机构的长期固定职员。
五、结语
中国石油科技史中的“李约瑟现象”导致了中国石油科技水平未能回归成为世界石油科技的开拓者和引领者。该现状与中国蒸蒸日上的大国身份不符,更与保障中国能源安全的现实需求相矛盾。笔者详细分析中国石油科技史中的“李约瑟难题”后,认为中国必须坚持不懈地实施石油科技创新战略,如成立中国石油科技管理委员会和中国石油科技研究院、制定培养中国石油科技创新人才的“珠峰计划”、建立中国石油企业的海外科技研发中心和聘用外籍石油科技人员进驻中国石油科研机构等。这些新举措有助于协调和整合国内石油科研资源,大力提升中国石油科技自主创新能力,促使中国石油科技水平重归世界科技前沿,为维护中国油气供给和石油工业的发展奠定坚实基础,为世界石油科技进步作出更多贡献。
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注释:
① 资料来源于中国石油集团经济技术研究院2009年世界海洋石油技术会议评选出的创新技术奖和2010年世界海洋石油技术会议评选出的创新技术奖。
［责任编辑：张岩林］
Inspiration of "Needham Puzzle" to Innovation of Chinese Petroleum Science and Technology
LI Chaowei1, FAN Honghai1, LIU Gang1, WANG Yaling2, ZHANG Tingjing1
(1.Petroleum Engineering School，China University of Petroleum，Beijing 102249，China;
2.Tarim Oilfield of CNPC, Korla， Xinjiang 841000, China)
Abstract: Dr. Joseph Needham, the celebrated scholar of Britain, presented the noted "Needham Puzzle" when he was working at the history of Chinese science and technology. Different performances of "Needham Puzzle" in ancient China, modern times and present age of China are studied in this paper. The experience of enhancing the innovation of Chinese petroleum science and technology is achieved. Innovative strategies in petroleum science and technology should be implemented, for example, the government should found "Chinese Management Committee of Petroleum Technology" and "Chinese Academy of Petroleum"; also, "Everest Plan" in petroleum area and "Overseas Research Center of Petroleum Technology" should be established; additionally, we should employ foreign researchers to work at the scientific research institutions of petroleum in China. All of these measures will contribute to making China the path-breaker in modern petroleum industry.
Key words: Needham Puzzle; petroleum science and technology; creative elite; Everest Plan; internationalization