Глава 13
«Исходя из имеющихся данных»
Как написать работу по естествознанию
Кристофер Гиллен
Кристофер Гиллен – профессор биологии в колледже Кеньон. Он преподает сравнительную физиологию животных, интегративную биологию и биологию физической культуры, а также читает вводные лекции и ведет лабораторные занятия по биологии. В преподавании считает важным научить студентов правильному чтению научной литературы.
Чарльз Дарвин называл свою книгу «Происхождение видов» «одним длинным рассуждением». В «Диалоге о двух системах мира» Галилео Галилей приводит свои доводы в пользу гелиоцентрической теории строения Солнечной системы в виде серии бесед. Как показывают эти исторические примеры, основой естественно-научного текста является аргументация. Как и все академические авторы, естествоиспытатели излагают свои идеи и отстаивают их. Они опровергают возражения и исследуют вопросы, на которые пока нет ответов. Они предлагают одни объяснения и отвергают другие. Хотя их лексикон может быть более техническим, а акценты – более математическими, они используют те же самые риторические приемы, что и другие авторы в остальных сферах науки. Взгляните на отрывок из вышедшей в 2006 году книги, посвященной законам физики:
В упрощенных дискуссиях о квантовой механике часто можно слышать, что физический объект в каком-то смысле одновременно является волной и частицей, проявляя волновые свойства, если вы измеряете такие показатели, как длина волны, и свойства частицы, если вы рассматриваете такие характеристики, как положение в пространстве. Однако это в лучшем случае заблуждение, а в худшем – ложь.
В.Д. Стенгер «Познаваемый космос» (2006)
Структура «они говорят / я говорю» в этом отрывке совершенно очевидна: они говорят, что объекты обладают свойствами волн и частиц одновременно; я говорю, что это неверно. Этот пример отнюдь не является одиноким кусочком дискуссии, специально выбранным из текста, который в остальном лишен аргументации. Напротив, вся книга Стенгера посвящена доводам в пользу идеи, которая приблизительно угадывается уже по ее названию – «Познаваемый космос»: хотя Вселенная может казаться кому-то безнадежно сложной, на самом деле ее можно понять.
Вот еще один пример дискуссионного отрывка, на этот раз из статьи 2001 года, посвященной роли молочной кислоты в мышечном утомлении:
Вопреки тому, что причиной мышечного утомления часто считают повышение кислотности, было показано, что в мышцах, деятельность которых подавлена высокой концентрацией ионов К+, закисление молочной кислотой приводит к заметному повышению работоспособности.
О.Б. Нильсен, Ф. де Паоли, К. Овергаард «Защитное воздействие молочной кислоты на деятельность скелетной мускулатуры крысы» (2001)
Иными словами, многие ученые считают, что мышечное утомление вызывает молочная кислота, однако наши исследования показывают, что на самом деле она обеспечивает восстановление работоспособности мышечной ткани. Обратите внимание, что здесь авторы оформляют свою идею с помощью вариации формулы «они говорят / я говорю»: хотя ранее предполагалось, что ____, наши данные показывают ____. Этот базовый прием с различными вариациями используется в научных текстах повсеместно. Важнейшие приемы аргументации, которым учит эта книга, применяются в самых разных дисциплинах, и естественные науки не исключение. Примеры, приведенные в этой главе, взяты из работ специалистов по естественным наукам, но в них демонстрируются приемы, которые подойдут для любого текста, в котором идет речь о научных проблемах и достижениях.
Несмотря на всю важность аргументации в научных текстах, те, кто сталкивается с этим впервые, часто видят в ней просто способ донести до читателя непротиворечивые, объективные факты. Откуда берется такой взгляд, понять несложно. Объективный тон письменной научной речи часто маскирует ее дискуссионную природу, а многие учебники поддерживают восприятие науки как чего-то однозначного, приводя лишь общепринятые теории и игнорируя существующие спорные моменты. А поскольку в основе аргументации в естественных науках лежат экспериментальные данные, во многих текстах изрядная часть отводится изложению бесспорных фактов.
Однако в работах по естествознанию часто предлагается нечто большее, чем просто факты. Данные играют важнейшую роль в естественно-научной аргументации, но на них свет клином не сошелся. Приводя важные новые экспериментальные данные, ученые оценивают их качество, делают выводы и рассматривают возможности их практического применения. Они сопоставляют новые данные с уже имеющейся информацией, предлагают новые теории и разрабатывают новые эксперименты. Короче говоря, научный прогресс зиждется на прозрениях и творческом подходе, который проявляют ученые при работе со своими данными. Настоящий ученый получает удовольствие оттого, что занимается своим делом и рассказывает о нем другим, так как участвует в бесконечном процессе использования данных для того, чтобы лучше понять наш мир.
Начните с данных
Данные – это основная валюта научных аргументов. Ученые выдвигают гипотезы на основании имеющихся данных, а затем проверяют их, сравнивая свои предположения с новыми экспериментальными данными. Следовательно, обобщение данных – это основной прием изложения материала в естественно-научных работах. Так как данные часто можно интерпретировать по-разному, их описание открывает двери к критическому анализу и дает возможность критиковать более ранние интерпретации и предлагать новые.
Описание данных требует не просто перечисления чисел и результатов.
Как физик начинает свой текст с данных, см. «Радиоактивные отходы»
Прежде чем переходить непосредственно к заключению – к выводам, сделанным Х, – необходимо вначале описать гипотезы, методы и результаты, которые позволили прийти к этим выводам: «Чтобы проверить гипотезу о ____, Х измерял ____ и обнаружил, что ____. Отсюда Х сделал вывод ____». В последующих разделах главы мы изучим три основных риторических приема для описания данных, которыми подкрепляется научная аргументация: представление господствующих теорий, объяснение методик и обобщение полученных результатов.
Представление господствующих теорий
Прежде чем углубиться в детали исследования, читатели должны познакомиться с уже существующими теориями, которые данное исследование может подтвердить или опровергнуть. Поэтому первое, что вы должны сделать, начиная писать научную работу, – обозначить ее контекст, описав господствующие в данной сфере теории и гипотезы. В следующем отрывке из журнальной статьи 2004 года, посвященной процессу дыхания у насекомых, авторы обсуждают объяснения прерывистого газообмена (ПГО) – явления, при котором насекомые периодически закрывают свои трахеи клапанами.
Лайтон (1996, 1998; см. также Lighton and Berrigan, 1995) обратил внимание на преобладание ПГО у роющих насекомых, обитающих в микроклимате, где содержание СО2 может быть повышенным. Исходя из этого Лайтон предложил так называемую хтоническую гипотезу, согласно которой ПГО развился как механизм повышения эффективности газообмена и одновременного уменьшения потерь воды при дыхании.
