我所在研究领域科技论文论证模式

——谈论文的逻辑结构

李晓姣，2019年11月4日

各位师弟、师妹好。上次组会我与大家分享了我对于“为什么要写论文”这一问题的看法[1]。明确了动机，这次该谈怎么写了。

生物学家施一公[2]曾说过“学术期刊一般不会因为具体的语法错误拒绝一篇文章，但一定会因为逻辑混乱而拒绝一篇文章”。对此我深有体会。我写第一篇论文时，最初投稿被拒，审稿意见是“逻辑不清”。经过X老师指导和个人学习，论文被接收时的审稿意见是“well-organized”。这篇论文并不完美，但它是我逻辑入门的小小里程碑。

我所在研究领域的科技论文通常基于“试图回答特定研究问题”或者“试图检验某个假设”。论文写作是书面形式的思考，必然要遵循逻辑，有一定的论证模式。因此，我常常在思考，我所在研究领域科技论文的通用论证模式究竟是什么样的？

我认为，科技论文蕴含一套完整、严密的论证过程：“从提出问题到观点→通过理由和证据论证观点→从观点到解决问题”。由此对应着科技论文遵循的固有格式：“引言→正文（方法、结果、讨论）→结论”。整个论证过程要满足读者的预期，这是文章逻辑结构安排的出发点。

从提出问题到观点——读者预期的引言

首先要从宽泛的主题中定位一个研究问题，然后针对研究问题提出自己的观点。这里的“观点”可以是一个假说，可以是一个目标，这里统一称为观点。从论文实际结构来说，这就是读者预期的引言。这里是与读者对话的开始，应主动去适应读者。分为介绍背景、定位研究问题和提出观点三个步骤分别讲述。

   （一）背景：提供语境，吸引目标读者（同行）。

把研究定位于一个现有的科学研究领域。从宽泛的研究领域，到研究领域分支，再到本文特定的研究主题，是“General”到“Specific”的过程。这个过程好比从选择一个“国家”，到一个“省”，然后迅速聚焦到一个特定的“城市”[3]。这个部分可以没有参考文献。

举例，“某某领域，X问题很重要”。

   （二）研究问题：通过“共识→然而→否则”策略，建立读者阅读期望。

• 共识

针对本文特定的研究主题，前人及现有同行已有过相关研究。有的是该领域的经典文献，有的是跟自己研究非常相近的新文献。这些研究构成该领域的范式，通常是一种稳定的共识——起码是暂时稳定的。因为稳定是要被打破的。

举例，“X问题已有多种研究方法。”

• 然而

“However”是一个标志。此时，读者以为自己知道些什么，但其实读者的知识是有瑕疵或者不完整的。这时候，共识被打破了，稳定被中断了。

举例，“However，对于X问题的原有研究方法不好（不系统，不精确，不方便等等）”。此时也许已经建立起读者的阅读期望了。不过，如果读者并不感兴趣，并且问“那又怎样”呢？需要进一步吸引读者。

• 否则

“否则”有三种表达方式。

第一种是收益，“了解原有方法的不足，就更深入了解X问题。”

第二种是后果，“不知道原有方法的缺点，对X问题的知识就不完整、有瑕疵、有误解。”

第三种是损失，“如果不解决原有方法存在的问题，X问题的求解误差将会很大，甚至造成错误。”

在陈述后果（如知识空白、理解瑕疵、误解）、损失（问题没有解决的话蒙受损失）、或收益（问题得到解决得到收益）这三种表达中，由于人们的“损失厌恶”，比之告诉读者解决了这个问题会有什么收益，可能告诉读者不解决这个问题会有什么损失更能吸引读者。

通过“然而”和“否则”，研究问题的表述更为完整。该部分需要引用参考文献，通过文献综述表明你研究的合理性。研究问题的合理性表明这已经是一个科学问题了。

   （三）观点：回应读者预期，指引读者阅读正文。

以上确立了研究问题，也已表明研究是合理的，是时候回应读者本研究想要做什么和怎么做了。从逻辑上说，这部分紧跟在对什么是已知或确定（“稳定”），什么问题仍是未知和仍不明确（“然而”和“否则”）的叙述后面。

此时我的研究目标是“针对X问题，我要建立一种更好的新方法——S方法”。但是，我们总可以把一个目标（或假说）改成一个观点：“针对X问题，我提出的S方法更好”。

提出观点之后，还可以指出拟采用的方法和具体的研究内容。如果期刊允许，还可以写简单的结果和结论。这些都是为了吸引读者阅读全文。因为“一个欧亨利式、令人吃惊的结局很适合小说，但并不适合科技写作”，“读者要一开始就知道真相”[4]。

从研究问题到观点——科技论文引言部分解决了以下问题：通过介绍背景定义研究问题，通过文献综述论证问题所在和本研究的合理性，通过介绍本研究目标引出正文内容。

论证观点——读者预期的方法、结果和讨论

为了论证观点，需要为观点找到理由，为理由找到有效的证据。论证过程就是采用特定方法得到结果并进行讨论的过程，是读者预期的正文部分（除去引言和结论）。

结果就是证据，是科技论文的核心。方法是得到结果的手段，讨论是验证结果有效性的保证。

对方法来说，最重要的要求是可重复性，或者说结果的可再现性。“你能，别人也能”是科技论文的精髓。我的研究领域主要研究方法包括理论分析、实验和数值模拟。不同方法导致不同类型的结果。比如，理论研究方法得到解析解，实验研究方法得到测量的实验数据，数值模拟方法得到数值解，等等。研究结果常以图、表等视觉手段呈现，并配有简单的文字评价。

对讨论来说，要围绕结果进行。以“结果”为中心的“讨论”，要完成两个维度的任务。

横向。首先表明结果的局限性，是“在一定限定条件下”得到的结果。然后，通过与已有文献的对比（一致或者不同），验证证据的可靠性和其优势。由此，得到了有限定条件但是可靠的“证据”，从而可以支撑理由，进而回答研究问题。

纵向。向前，解释研究结果出现的原因；向后，探讨结果蕴含的涵义、原理。由此，可以揭示事物之间的联系，指出研究的普适意义。

仍举旧例。我的观点是“针对A问题，我新提出来的S方法更好！”理由及论证过程简单列举如下（仅示意过程，论证不求充分）。

理由1，S方法更系统，证据如下：

方法：理论分析方法。针对力学模型，建立微分方程形式的数学模型，采用分析方法求解微分方程。推导过程中采用公式、定理和数学方法，比如“分离变量法”、“分部积分法”、“变分驻值原理”、“傅里叶级数和展开”等。这些数学演绎和推理，构成严密的论证链条，只是在科技论文中不是那么明显提及罢了。

结果：统一形式的封闭解析解。

讨论：传统方法得不到封闭解，而S方法可以得到统一形式的封闭解析解，因此S方法确实更系统。

理由2，S方法提供精确解，证据如下：

方法：数值计算。

结果：数值解和视觉方式呈现的图形和表格。

讨论：与已有文献采用其他解析方法给出的精确解吻合，而且计算更简便。因此S方法确实提供精确解，而且有优势。

因为有了有效的证据，理由1和理由2验证了“S方法好”的观点。

科技论文的正文（导言与结论之间部分）是严密的论证过程。提出一个观点，并通过有效的证据捍卫它，这是专属于科研人员的浪漫。

从观点到解决问题——读者预期的结论

结论是经过验证后的观点。我们需要换一种方式，以更肯定的方式重述观点。接着，回答引言中的“后果”、“损失”和“收益”。此外，在研究过程中，肯定会有新的发现，因此要在结论中增加引言中尚未言明的“新的意义”。不要害羞，要敢于揭示结果部分说明的原理、关系，要勇于指出研究的理论意义和可能的实际应用价值。

结论与引言对应，引言指出待解决的问题，结论给出合理答案。每一篇发表了的论文都可以看作一个回答了的科学问题，一个验证了的学术观点。

穿针引线成“八股”

从研究领域到研究问题，从研究问题到观点，为观点找理由，为理由找证据，证据证明理由，理由支撑观点，观点解决问题，问题的解决贡献领域——一篇科技论文就是由逻辑连接起来的链条。在实际操作过程中，论证模式是隐性存在，而论文结构则需要清晰显现出来，二者共同构成科技论文的脉络。

综上，这就是我所在研究领域科技论文的论证模式。你也可以对照自己的研究领域，整理适用的论证模式。

想讲没讲的话：老师让我在组会给硕士研究生师弟、师妹讲科技论文写作，原因是现在硕士生的奖学金评比太激烈了，必须多发论文，多发好期刊才行。论文数量评比这件事早早从青椒、博士后下移到了硕士研究生。掌握搜集资料能力、撰写逻辑清晰的报告、培养理性思维，固然是很好的可迁移本领。但是，硕士研究生真的需要发表（那么多）科技论文吗？毕竟多数人毕业后并不从事学术事业。硕士研究生还有很多可能性，为什么要陷在科技论文的细枝末节中，早秃少年头？

[1] 李晓姣，写论文，才是科研正经事？科学网博客，2019-10-23。

[2] 施一公，如何提高英文的科研写作能力，科学时报，2010-8-12。

[3] 玛格丽特·卡吉尔，帕特里克·奥康纳，如何写出高水平英文科技论文——策略与步骤，2014，化学工业出版社。

[4] 罗伯特·A·戴，芭芭拉·盖斯特尔，科技论文写作与发表教程，2012，中国协和医科大学出版社。