體會自然科學論著的表述方式和語言特點，學習科學的思維方式和研究方法

陳忠泉 劉芳

入乎其內

自然科學論著是對自然科學現象、科學知識和原理等進行研究的論文和著作。邏輯嚴密、論證嚴謹、說明清楚、理論性強，是自然科學論著的典型特點。其專業性和理論性較強，涉及較多專業的概念、術語和背景知識，閱讀難度較大，讀者需運用多種思維方法閱讀。閱讀此類論著，除抓住關鍵概念、梳理思路和把握邏輯、理解主要內容外，我們還可采取因“體”閱讀、因“類”研習的策略，從其表述方式和語言特點、思維方式和研究方法兩個維度入手。

一、表述方式和語言特點

自然科學論著要求科學、嚴謹，其表述某種觀點、意見、想法、情感等時要求準確、精練、清晰。為此，其語言往往嚴密、準確，表現為綜合運用大量多重復句和復雜的長單句。

如“由于每個物種都有按照幾何級數過度繁殖的趨向，而且各個物種中變異了的后代，可以通過其習性及構造的多樣化去占據自然條件下多種多樣的生活場所，以滿足數量不斷增加的需要，所以自然選擇的結果就更傾向于保存物種中那些最為歧異的后代”（《自然選擇的證明》），這句話是一個因果關系的復句，體現邏輯推理關系。“由于”表述前提，“所以”表述推理的結論；前提又表現為遞進關系的復句。多重復句的使用，使文章表意準確、邏輯嚴密。

二、科學的思維方式和研究方法

自然科學論著往往通過建立在事實、邏輯和不斷驗證基礎之上的科學思維方式，運用歸納、演繹、分析和綜合的研究方法，以充足的事實或科學原理為依據，進行嚴密的推理、論證。根據文本的這個特征，閱讀時我們應注意：

1.分析推理過程，厘清論證邏輯

如《自然選擇的證明》一文，先以地質學和環境變遷的大量事實，否定謬誤，闡明觀點；再援引支撐“自然選擇”學說的具體事實和現象；最后從不同角度補充證明觀點。文章結構縝密嚴謹，對《物種起源》整本書起到引申和歸納的作用，讓人們看到了“光明驅除黑暗、科學祛除蒙昧”的理性力量。

2.區分事實和觀點，把握二者之間的關系

如《自然選擇的證明》列舉了大量支撐“自然選擇”學說的具體事實和現象，如物種與變種的關系、物種的滅絕、優勢物種的規模擴大等，這些材料成為作者分析原理、闡述觀點、證明理論的依據。閱讀時要梳理出文中提到的種種事實和現象，在此基礎上具體分析作者是如何運用這些材料的，它們與觀點之間又有著怎樣的關系，這樣就能更清楚地理解作者的論證邏輯。

出乎其外

閱讀下面的文字，完成后面的問題。

你吸入的空氣中大約有3/4的氮氣，除了讓你的肺保持膨脹以外，它對你沒有多大作用。你的目標是空氣中那些由氧氣構成的21%，但你只能通過在混合物中仔細搜尋來獲取，就像從一堆糖豆里用勺子挑出那些你喜歡的顏色的糖豆那樣。

隨著你的胸腔擴大且空氣被壓縮進去，這些氣體到達頭發絲一般細的支氣管中，然后進入數以億計的肺泡中。這些泡沫一樣的肺泡在肺內部為粉紅色的海綿狀結構，它們的表面具有吸附性，全部表面積加起來接近70平方米，幾乎相當于單打網球場面積的1/3，大多數空氣分子在這里擴散。從微觀尺度來看，你的血液就像是擠滿半透明深紅色斑點的液體，當肺部跳動時，它們只用不到一秒鐘便擠進肺泡外的毛細血管中。血液中的紅細胞像一輛輛快速移動的車子，它們可以載著氧氣通過血管抵達你身體的任何地方。與此同時，剛剛在細胞中產生的二氧化碳從血液中逸出并進入肺泡中。

在整個過程中，大部分新吸入的氧氣只是簡單地又從肺里面被吹了出來。這盡管看起來有些浪費，但也有好處。殘余的氧氣可以在口對口的人工呼吸中對無意識的人發揮作用，而不會讓他們因為二氧化碳過多窒息而死。

0．568升的血液大約可以攜帶約0．113升的氧氣，這幾乎足以維持人體一分鐘的靜息狀態。不過在空氣從肺到細胞然后又返回肺的旅程中，氧氣的含量逐漸下降。當靜脈血將氣體重新送回肺泡時，跟肺部中的空氣相比，其氧氣含量幾乎可以忽略，而這種不平衡可以驅動更多氧氣擴散到血液中。

如果說氧氣分子有目標的話，那么當它們進入你的身體時，最首要的目標就是在你的體內分解。如果你想陪著氧氣分子一起到你的細胞中走完它的人體之旅，你只能把自己變成一種形而上的東西。你也不得不這么做，因為你不可能在變成不可壓縮的原子后還是你自己，就像一棟由磚蓋成的大樓縮減為一塊磚后不可能仍然是這棟樓。把原子范圍的尺度放大到適應你的尺度同樣不適用，因為在這樣奇幻的世界里，你周圍每樣事物的運動速度都會快得離奇。原子只有人體的百億分之一那么大，所以，氧原子從心臟到雙手的旅程就相當于人類尺度下的數百萬公里那么遠，而手臂肱動脈的血液在一秒內就可以走完這個旅程。

盡管如此，通過這個思維實驗，你還是可以去想象你的所見所感的：將一個皮膚細胞放大一百億倍，它將會像一座90米高并充滿生機的小山一樣，這樣你就能更容易地看到氧氣在里面是如何發生變化的。在這樣的規模下，組成細胞的原子就如同沙粒一般大小，而此時你的身體在躺下來的時候則會占據巨大的空間，頭在紐約，腰身橫跨太平洋，而腳卻位于澳大利亞。

你現在需要強行鉆過一層柔韌的油膜才能進入這座“細胞山”中。山體內很潮濕——我們暫且接受這個設定，假設你在充滿多糖物質的細胞里還能呼吸。山體內的場景看起來極富工業特征，結構蛋白質構成的線纜有手臂那么粗，延伸到四面八方，支撐著細胞外形。旁邊不遠處就是你要參觀的目的地——一個圓柱形氣泡狀的物體，差不多有拖拉機車斗那么大。這是線粒體，一座活的能量車間，食物就是它的燃料。你的每一個細胞中可能含有的線粒體數量從幾十到上千個不等，并且它們形態各異，可能像豆莢，也可能像面條。進入這些線粒體后，你所呼吸的氧氣來到了它們命運的終點。

細胞中的酶以及線粒體基質將食物的分子粉碎，從而形成由大量電子、氫離子以及二氧化碳構成的大雜燴。線粒體基質周圍有一層軟膜，其中嵌有一系列蛋白質，電子便由它們吸收，有一些還會在通過時發生抽動、彎曲或者翻滾現象。正是由于這樣的運轉，化學能得以儲存，并為肌肉和代謝提供動力。有的時候，這個過程也會幫助身體產生熱量。最后，每一個完成能量轉移的電子都完成了最后一躍，從而為后續趕來的電子騰出空間。而這里，就是你對含氧空氣有所需求的精確地點。

利用這些活化的電子，氧氣從粉碎后的食物分子中拴住了氫離子。在這個食物與空氣參與的轉變過程中，進食與呼吸這兩個過程得到的不同成分完成重組，并產生水分子，也就是人體中代謝生成的水分。在吸入的氧氣的協助下，你的靜脈中有1/10的液體是通過這種方式生成的。此空氣和水之間的關聯比煉金術師們想象的還要緊密，因為它們可以互相展現對方原子的重組。

（選自科特·施塔格《詩意的原子》，有刪改）

1.下列對材料相關內容的理解和分析，不正確的一項是（? ）

A.人在呼吸時，空氣會由支氣管進入到肺內部的肺泡中，然后在這里進行擴散。

B.從細胞回到肺泡的氧氣與肺部空氣中氧氣的不平衡會促使更多的氧氣不斷擴散到血液中。

C.那些為肌肉和代謝提供動力的化學能來自食物中的電子對線粒體基質周圍的蛋白質的加工。

D.人們將通過進食與呼吸兩個過程得到的不同成分重組生成水，靜脈中的1/10液體就是這樣產生的。

2．下列對材料相關內容的分析和評價，不正確的一項是（? ）

A.“像從一堆糖豆里用勺子挑出那些你喜歡的顏色的糖豆那樣”使用比喻手法，指出從混合物中尋找氧氣有一定難度。

B.“幾乎相當于單打網球場面積的1/3”一句，用相對具象的說法形象地指出肺泡形成的海綿狀結構的表面積之大。

C.第二人稱“你”的使用，使得文本具有較強的親和力，拉近了作者與讀者之間的距離，增強了科普文的吸引力。

D.文章第六、七段在闡釋“思維實驗”時，借助豐富的想象力向讀者直觀、形象地展示了氧氣的人體之旅。

3．本文在注重趣味性的同時，并沒有忽略科普文語言的科學性，請簡要分析。

答：

（參考答案見下期中縫）