当前，世界百年未有之大变局加速演进，新一轮科技革命和产业变革正以前所未有的广度和深度重塑世界发展格局。在这新一轮科技革命和产业变革的关键时期，科技创新呈现出前所未有的多学科交叉、多领域融合、多技术集成的特征。面对这一历史性机遇与挑战，习近平总书记所强调：“科技创新，就像撬动地球的杠杆，总能创造令人意想不到的奇迹”，并高瞻远瞩地提出要“向极综合交叉发力”的科学论断，深刻揭示了当代科技创新的基本规律和发展方向。这一重要论述不仅为实施创新驱动发展战略指明了实践路径，也为教育-科技-人才一体化发展提供了根本遵循。交叉创新正如一个杠杆，它通过整合不同学科的力量，撬动科学难题的巨石，开启技术革命的新篇章。我校在“十五五”规划中提出“系统推进交叉创新战略”，正是响应时代需求、服务国家战略的重要举措。

作为一名长期从事电卡制冷效应研究的科研工作者，我深切体会到学科交叉融合对于突破科学难题、推动技术创新的关键作用。从材料物理到电子工程，从化学合成到机电器件与制冷系统，我的研究历程本身就是一场跨学科探索的实践，也让我对交叉创新战略的内涵与价值有着切身的理解和感悟。

推进交叉创新战略需围绕国家需求

基础研究中原理的发现与技术的创新，其源动力往往来自不同领域间的相互启发与自由合作。然而，在技术竞争日趋激烈的大趋势下，推进交叉创新战略，并不仅仅意味着异想天开、为交叉而交叉，而必须明确交叉创新的目标。推进交叉创新战略与国家需求之间存在着深刻而本质的联系，其不仅是学术发展的天然内涵与逻辑，更是服务国家战略全局的必然选择。国家在实现高水平科技自立自强、建设现代化产业体系、推动绿色低碳发展、维护国家安全等一系列重大战略任务中，面临的多是复杂系统性问题，绝非单一学科能够破解。例如，攻克高端芯片的“卡脖子”难题，需要材料科学、集成电路、量子物理、精密机械乃至算法软件的深度融合；发展颠覆性能源技术，涉及化学、物理、工程、地理、经济乃至社会政策的协同创新。传统的、条块分割的学科组织模式，已难以应对这些跨领域、跨层级的综合性挑战。因此，“向极综合交叉发力”绝非单纯的学术号召，而是国家在关键历史时期对科技创新范式变革提出的迫切要求。我校推进交叉创新战略，核心就是要自觉将自身发展置于国家战略需求坐标系中，主动拆除学科壁垒，重构创新体系，使多学科的知识流、方法流和人才流汇聚到国家最需要的方向上来，形成攻克重大难题的系统性能力。

我校提出的“集中区”“自由区”与“融合区”三区模式为解决“交叉创新战略服务国家需求”这一核心命题，提供了一个系统性的实践框架。“集中区”的核心使命是服务明确的、重大的国家战略，其关键在于通过“有组织科研”，打破学科壁垒，围绕“大科学”“大工程”问题，进行集成性、系统性的攻关；“自由区”旨在为好奇心驱动的、前沿导向的探索性基础研究提供沃土。它的价值在于通过营造鼓励“坐冷板凳”“勇闯无人区”的环境，催生可能改变未来格局的原始创新；“融合区”直接面向经济主战场，其核心范式是“企业出题、高校答题”的产学研深度融合。它强调将市场和企业发展中的真实、迫切需求，作为驱动交叉创新的强大引擎。

“三区”模式并非彼此割裂，而是一个动态协同、相互增益的有机整体，综合交叉的思想始终贯穿在“三区模式”中。例如我从事的电卡制冷技术研究，在物理效应、材料创制、器件设计与制造、产业转化方面的进展并不是线性的，而是相互支撑，共进而行。物理效应的更深理解能够帮助我们设计更高效、更长寿的关键固态制冷材料，但也需要融合各类技术手段、发明测试方法与设备去验证物理规律；材料的物性进展开启了器件应用的大门，但仍需物理、化学规律的不断总结，方能进一步接近更实用的工况；器件的设计与制造不仅为如何设计更高效的材料提出关键需求，更叩开了产业的大门，使创新基础研究获得产业方的关注与推动。我们的任何一项研究工作，作者名单里往往都融合了大装置物理学家、化学合成专家、材料制备专家、制冷系统专家与相关企业人员。将“三区模式”作为桥梁，实现交叉创新与国家需求的精准对接，是高校科研组织范式的一次根本性变革，其核心在于构建一种多层次、有组织、全链条的科研创新体系。

推进交叉创新战略旨在为国育才

当然，社会上往往更关注高校的成果转化带来了多少技术颠覆与经济效益，但不可忽视的是，高校最宝贵的“产品”，永远是人才。人才是基础研究规律发现与技术创新的主体，交叉研究是最天然的人才“培养皿”。记得我刚开始在机械与动力工程学院独立组建团队时，招收的第一个本科生是制冷工程专业，夏天刚围绕空调压缩机开展工作。但电卡制冷的固态特点，要求他理解电介质物理基本原理、能自主合成高分子材料、表征各类材料结构与物性，此外还要能跳出传统制冷工程的思维方式，从第一性原理出发设计制冷系统。在电卡制冷这个领域7年的摸爬滚打，锻炼出他在材料物理与化学、电子工程、机械与能源动力工程之间的“翻译”能力，解决了好几个困扰领域十数年的关键难题。

但在我看来，交叉创新并不意味着任何阶段都要让学生学得越广越好。高校对交叉人才的培养，在不同阶段应有不同重点。在本科阶段，应更加注重筑牢基础学科根基，而非贪多求全。我自己的本科材料物理训练，为我后来的所有“跨界”提供了最坚实的思维工具。如果基础不牢，所谓的“交叉”就只能是空中楼阁，看似什么都知道一点，实则哪方面都无法深入。

上海交大的本科教育恰恰是在给予学生足够的“主干深度”，同时又提供适当的“分支广度”。一系列例如“工程学导论”的实践类平台课程让学生在目标导向的项目课程中有机会接触到其他领域的思维方式，但不是片面追求多面的目标。更重要的是，经过实践项目的辛苦工作，同学们更加理解了学好基础课程的重要意义。到了研究生阶段，情况就完全不同了。这是我个人经历最直接的证明——我博士阶段从材料转向电子工程，不是因为兴趣突然改变，而是因为要解决铁电材料在电子系统中应用的实际问题，必须掌握这些知识。我们团队现在的研究生，有来自物理、化学、材料、电子、机械等不同背景的学生。他们在入学时不必掌握所有相关领域的知识，但要有强烈的学习意愿和能力。我们的组会，常常变成“术语解释会”——物理背景的同学解释相变热力学，化学背景的讲解分子设计，工程背景的讨论器件工艺。这个过程本身，就是最好的交叉训练。2025年，机械与动力工程学院在传统工程类博士资格考试科目之外，开设了“物质科学基础”这一博士资格考试课程，为促进学科交叉增添动力。

培养交叉型特质的人才：深根、广目、善译

经过这些年的研究经历，我逐渐形成了对“交叉型人才”的理解。他们不是“什么都知道一点”的万金油，而是有自己坚实的学科根基，同时具备非凡的眼界和“翻译”能力。在美国的创业经历让我深刻认识到，实验室的突破只是万里长征第一步。一个优秀的科学家，应该理解自己的研究在更大系统中的位置。我们团队的学生，不仅要会做材料合成、表征性能，还要了解器件集成的工艺限制，甚至要考虑规模化生产的可行性。这种全链条的训练，培养的是能够通观全局的“战略科学家”。

深根：每个人都需要有一门看家本领。我理解世界的根基在固体物理学，从能量、动量与统计的角度出发，是我破解一切科研问题，提出科学假设的出发点。无论研究走到哪一步，这个根基都在支撑着我的科学判断。

广目：能在某个领域钻得够深，又能跳出来俯瞰这个世界。我博士后期间在化学组的工作经历，推动融合了物理抽象概念与化学语言，从不同维度思考材料设计；在美国3M公司的工作以及后来的创业经历，让我明白了工程化、商业化的考量有多么重要，否则再出色的技术也不免被隐藏、储备起来。

善译：这是最关键的一环。交叉型人才最宝贵的能力，是能够在不同学科之间充当“翻译”与“交联点”。这不是简单的语言转换，而是思维方式的桥梁搭建，是拉紧多学科为一个关键任务高效贡献力量的关键。当一个物理学家谈论“熵变”时，他能够向机械工程专家解释这对人工肌肉设计意味着什么；当一个工程师讨论“控制”时，他能够向材料学家说明这背后需要怎样的材料物性协同。这样的“翻译者”，往往能发现单一学科视角下看不到的机会。我们团队的一项重要突破，正是源于一次偶然的跨领域讨论——材料组的同事提到某种铁电材料的异常相变行为，而器件组的同学立刻联想到这可能会显著提高制冷效率。如果缺乏跨领域的理解，这样的连接就不会发生。

推进交叉创新战略，是上海交大落实国家科技自立自强战略部署的关键举措，更是培养担当民族复兴大任时代新人的必然选择。作为这一战略的实践者与受益者，我深切感受到交叉融合带来的创新活力与成长机遇。展望未来，我们将继续深化交叉创新实践，不断完善人才培养体系，努力造就更多具有深厚专业根基、广阔学术视野和卓越融合能力的创新人才。他们将是连接学科鸿沟的桥梁，是整合创新要素的纽带，是引领未来发展的战略科学家。让我们以交叉创新战略为引领，以教育-人才-科技一体化发展为路径，共同谱写新时代高校服务国家战略的新篇章，为建设科技强国、实现中华民族伟大复兴贡献智慧与力量。

 （作者：钱小石  上海交大机械与动力工程学院教授、思源学者）

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