体会自然科学论著的表述方式和语言特点，学习科学的思维方式和研究方法

陈忠泉 刘芳

入乎其内

自然科学论著是对自然科学现象、科学知识和原理等进行研究的论文和著作。逻辑严密、论证严谨、说明清楚、理论性强，是自然科学论著的典型特点。其专业性和理论性较强，涉及较多专业的概念、术语和背景知识，阅读难度较大，读者需运用多种思维方法阅读。阅读此类论著，除抓住关键概念、梳理思路和把握逻辑、理解主要内容外，我们还可采取因“体”阅读、因“类”研习的策略，从其表述方式和语言特点、思维方式和研究方法两个维度入手。

一、表述方式和语言特点

自然科学论著要求科学、严谨，其表述某种观点、意见、想法、情感等时要求准确、精练、清晰。为此，其语言往往严密、准确，表现为综合运用大量多重复句和复杂的长单句。

如“由于每个物种都有按照几何级数过度繁殖的趋向，而且各个物种中变异了的后代，可以通过其习性及构造的多样化去占据自然条件下多种多样的生活场所，以满足数量不断增加的需要，所以自然选择的结果就更倾向于保存物种中那些最为歧异的后代”（《自然选择的证明》），这句话是一个因果关系的复句，体现逻辑推理关系。“由于”表述前提，“所以”表述推理的结论；前提又表现为递进关系的复句。多重复句的使用，使文章表意准确、逻辑严密。

二、科学的思维方式和研究方法

自然科学论著往往通过建立在事实、逻辑和不断验证基础之上的科学思维方式，运用归纳、演绎、分析和综合的研究方法，以充足的事实或科学原理为依据，进行严密的推理、论证。根据文本的这个特征，阅读时我们应注意：

1.分析推理过程，厘清论证逻辑

如《自然选择的证明》一文，先以地质学和环境变迁的大量事实，否定谬误，阐明观点；再援引支撑“自然选择”学说的具体事实和现象；最后从不同角度补充证明观点。文章结构缜密严谨，对《物种起源》整本书起到引申和归纳的作用，让人们看到了“光明驱除黑暗、科学祛除蒙昧”的理性力量。

2.区分事实和观点，把握二者之间的关系

如《自然选择的证明》列举了大量支撑“自然选择”学说的具体事实和现象，如物种与变种的关系、物种的灭绝、优势物种的规模扩大等，这些材料成为作者分析原理、阐述观点、证明理论的依据。阅读时要梳理出文中提到的种种事实和现象，在此基础上具体分析作者是如何运用这些材料的，它们与观点之间又有着怎样的关系，这样就能更清楚地理解作者的论证逻辑。

出乎其外

阅读下面的文字，完成后面的问题。

你吸入的空气中大约有3/4的氮气，除了让你的肺保持膨胀以外，它对你没有多大作用。你的目标是空气中那些由氧气构成的21%，但你只能通过在混合物中仔细搜寻来获取，就像从一堆糖豆里用勺子挑出那些你喜欢的颜色的糖豆那样。

随着你的胸腔扩大且空气被压缩进去，这些气体到达头发丝一般细的支气管中，然后进入数以亿计的肺泡中。这些泡沫一样的肺泡在肺内部为粉红色的海绵状结构，它们的表面具有吸附性，全部表面积加起来接近70平方米，几乎相当于单打网球场面积的1/3，大多数空气分子在这里扩散。从微观尺度来看，你的血液就像是挤满半透明深红色斑点的液体，当肺部跳动时，它们只用不到一秒钟便挤进肺泡外的毛细血管中。血液中的红细胞像一辆辆快速移动的车子，它们可以载着氧气通过血管抵达你身体的任何地方。与此同时，刚刚在细胞中产生的二氧化碳从血液中逸出并进入肺泡中。

在整个过程中，大部分新吸入的氧气只是简单地又从肺里面被吹了出来。这尽管看起来有些浪费，但也有好处。残余的氧气可以在口对口的人工呼吸中对无意识的人发挥作用，而不会让他们因为二氧化碳过多窒息而死。

0．568升的血液大约可以携带约0．113升的氧气，这几乎足以维持人体一分钟的静息状态。不过在空气从肺到细胞然后又返回肺的旅程中，氧气的含量逐渐下降。当静脉血将气体重新送回肺泡时，跟肺部中的空气相比，其氧气含量几乎可以忽略，而这种不平衡可以驱动更多氧气扩散到血液中。

如果说氧气分子有目标的话，那么当它们进入你的身体时，最首要的目标就是在你的体内分解。如果你想陪着氧气分子一起到你的细胞中走完它的人体之旅，你只能把自己变成一种形而上的东西。你也不得不这么做，因为你不可能在变成不可压缩的原子后还是你自己，就像一栋由砖盖成的大楼缩减为一块砖后不可能仍然是这栋楼。把原子范围的尺度放大到适应你的尺度同样不适用，因为在这样奇幻的世界里，你周围每样事物的运动速度都会快得离奇。原子只有人体的百亿分之一那么大，所以，氧原子从心脏到双手的旅程就相当于人类尺度下的数百万公里那么远，而手臂肱动脉的血液在一秒内就可以走完这个旅程。

尽管如此，通过这个思维实验，你还是可以去想象你的所见所感的：将一个皮肤细胞放大一百亿倍，它将会像一座90米高并充满生机的小山一样，这样你就能更容易地看到氧气在里面是如何发生变化的。在这样的规模下，组成细胞的原子就如同沙粒一般大小，而此时你的身体在躺下来的时候则会占据巨大的空间，头在纽约，腰身横跨太平洋，而脚却位于澳大利亚。

你现在需要强行钻过一层柔韧的油膜才能进入这座“细胞山”中。山体内很潮湿——我们暂且接受这个设定，假设你在充满多糖物质的细胞里还能呼吸。山体内的场景看起来极富工业特征，结构蛋白质构成的线缆有手臂那么粗，延伸到四面八方，支撑着细胞外形。旁边不远处就是你要参观的目的地——一个圆柱形气泡状的物体，差不多有拖拉机车斗那么大。这是线粒体，一座活的能量车间，食物就是它的燃料。你的每一个细胞中可能含有的线粒体数量从几十到上千个不等，并且它们形态各异，可能像豆荚，也可能像面条。进入这些线粒体后，你所呼吸的氧气来到了它们命运的终点。

细胞中的酶以及线粒体基质将食物的分子粉碎，从而形成由大量电子、氢离子以及二氧化碳构成的大杂烩。线粒体基质周围有一层软膜，其中嵌有一系列蛋白质，电子便由它们吸收，有一些还会在通过时发生抽动、弯曲或者翻滚现象。正是由于这样的运转，化学能得以储存，并为肌肉和代谢提供动力。有的时候，这个过程也会帮助身体产生热量。最后，每一个完成能量转移的电子都完成了最后一跃，从而为后续赶来的电子腾出空间。而这里，就是你对含氧空气有所需求的精确地点。

利用这些活化的电子，氧气从粉碎后的食物分子中拴住了氢离子。在这个食物与空气参与的转变过程中，进食与呼吸这两个过程得到的不同成分完成重组，并产生水分子，也就是人体中代谢生成的水分。在吸入的氧气的协助下，你的静脉中有1/10的液体是通过这种方式生成的。此空气和水之间的关联比炼金术师们想象的还要紧密，因为它们可以互相展现对方原子的重组。

（选自科特·施塔格《诗意的原子》，有删改）

1.下列对材料相关内容的理解和分析，不正确的一项是（  ）

A.人在呼吸时，空气会由支气管进入到肺内部的肺泡中，然后在这里进行扩散。

B.从细胞回到肺泡的氧气与肺部空气中氧气的不平衡会促使更多的氧气不断扩散到血液中。

C.那些为肌肉和代谢提供动力的化学能来自食物中的电子对线粒体基质周围的蛋白质的加工。

D.人们将通过进食与呼吸两个过程得到的不同成分重组生成水，静脉中的1/10液体就是这样产生的。

2．下列对材料相关内容的分析和评价，不正确的一项是（  ）

A.“像从一堆糖豆里用勺子挑出那些你喜欢的颜色的糖豆那样”使用比喻手法，指出从混合物中寻找氧气有一定难度。

B.“几乎相当于单打网球场面积的1/3”一句，用相对具象的说法形象地指出肺泡形成的海绵状结构的表面积之大。

C.第二人称“你”的使用，使得文本具有较强的亲和力，拉近了作者与读者之间的距离，增强了科普文的吸引力。

D.文章第六、七段在阐释“思维实验”时，借助丰富的想象力向读者直观、形象地展示了氧气的人体之旅。

3．本文在注重趣味性的同时，并没有忽略科普文语言的科学性，请简要分析。

答：

（参考答案见下期中缝）