一篇科学论文佳作有“三好”：内容创新好、论证逻辑好和文字技巧好。科研入门系列的第一篇从文法上介绍了科学论文的篇章结构，这篇从逻辑学上介绍科学论文展开论证的模式。

科学研究离不开批判性思维。批判性思维通过层层追问，构建一个严密的论证。1958年，英国哲学家图尔敏（Stephen Toulmin）在《论证的使用》（The Uses of Argument）中提出著名的图尔敏论证模型，一个可靠实用的批判性思维模型。

实际上，科研人员在写作论文中，都无意或有意地采用图尔敏论证模型来构建一系列大大小小的论证，论述自己的观点。而擅长批判性思维的科研人员，在阅读论文时，也会无意或有意地应用图尔敏论证模型，质疑和评判某个论证的严密性。

根据图尔敏模型，一个完整的论证包括六个部分。

1. 根据（Ground）：用于论证的客观事实和证据。

2. 主张（Claim）：要证明的结论，一个断言。

3. 保证（Warrant）：连接“根据”和“主张”的统计数据、常识、先前已经建立的主张，等等，解释了如何从“根据”得到“主张”。

4. 支撑（Backing）：用来支持“保证” 的理由，表明“保证”是真的，例如自然科学定律、法律条文等，支持力度较“保证”大。

5. 辩驳（Rebuttal）：提出反例。

6. 限定（Qualifier）：表明“保证”对“主张”证明的力度和适用范围。

图1给出了图尔敏论证模型示意图和一个简单的范例——根据“Bruce 出生在美国”，论证“Bruce 是美国人。”

    

       写科学论文，组织一个论证时，一般不会用到图尔敏模型的全部6个组成部分，但一个论证必须至少包含一个主张。最常用的组合有两种，一是“根据&主张&保证”，这个组合类似演绎法推理，即从大前提和小前提，推出结论。二是“主张&辩驳&限定”，即已知一个观察到的反例不满足主张，因此需要对主张做一些说明，比如限定一下主张的适用范围。

       一篇科学论文中嵌套了大大小小的许多论证。从整体上看，一篇论文是一个大论证。论文摘要是这个大论证的精要。Results是图尔敏模型里的“根据”。在Discussion中，陈述别人的发现和你的发现一致时，别人的发现成了你的“主张”（即结论）的“保证”。公认的科学理论是“支撑”。在论文局部，有很多小论证，用于论证某个“主张”（论文的结论或一般的断言）。比如作者在Introduction里主张研究某个科学问题很有意义，为了说服读者相信这一点，组织了一次局部论证。

 对于科学论文，整体上的大论证仅有以上六个组成部分不够，还需要两个要素。一是在开始告诉读者论证某个主张的意义何在。二是提供必要的背景知识，包括给出重要概念的定义和研究方法等。

   论证结构分析作业

1. 选择一篇论文，分析该论文摘要的论证结构，找出图尔敏模型的各组成部分。假如摘要中缺乏某个组成部分，到正文中找一下，尽量找到所有组成部分。

2. 选择两篇论文，找到至少6个局部小论证案例。由于论证是围绕作者的个人主张展开的，因此寻找论证案例的第一步是找出作者个人的“主张”（不是他人的“主张”，他人的主张充当“保证”），然后围绕该“主张”寻找其他组成部分。注意：有时候局部小论证的必要组成部分出现在论文的其他部位，请找出来。有时候局部小论证的必要组成部分（经常是“支撑”）是隐含的公认的科学理论，将其补写出来。

3.以下是两个“主张”：“本科生要努力提高考试成绩”和“金钱是幸福人生的保障”。请选择一个主张，按照图尔敏模型组织一个论证，必须包含所有6个组成部分。论证之前先给出论证这个主张的意义何在，必要时对重要概念下一个定义。写成一篇小文章，字数>500。

论证结构分析作业解答示范

Deegan, L.A., Johnson, D.S., Warren, R.S., Peterson, B.J., Fleeger, J.W., Fagherazzi, S., Wollheim, W.M., 2012. Coastal eutrophication as a driver of salt marsh loss. Nature 490, 388-392.

摘要如下：

1. 第1-2句：研究意义。

2. 第3句：研究方法，属于背景知识。

3. 第4句：主张1，亦即文中第一个结论。该主张加了一个限定词can，对主张强度进行弱化。

4. 第5-6句：支持主张1的根据，来自本文的Results。

5. 第7句：来自前人研究的“保证”。

6. 第8句：主张2，即从结论1推导出来的结论2。此时主张1成了主张2的“保证”，而第7句话成了这个推导的“根据”。

7. 第9句：主张3，即从结论2推导出来的结论3。此时主张2成了主张3的“保证”，而第9句的前半句成了这个推导的“根据”。主张3带了两个限定词may 和would ，对主张强度进行弱化。

8. 补充摘要的缺失要素：

（1）“支撑”：植物生态学、土壤生态学和土力学的基本理论。详见正文各处。

（2）“辩驳”：“未来需要在更长时间尺度，考虑更多影响因素，进行基于生态系统的实验研究。”这句话给出未来研究方向，潜台词是研究的不足之处，属于自我辩驳。详见正文的Discussion。

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