ISEE高级阅读:科学文章的因果分析

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例子问题

例子问题1:科学文章的因果分析

改编自《物种起源》查尔斯·达尔文(1859年)

生存的斗争,在上一章中讨论得太过简略,在变异方面将如何发挥作用?我们所看到的在人类手中如此强大的选择原则,能适用于自然界吗?我认为我们将看到它能发挥最有效的作用。让我们记住,我们的家庭生产,以及在较小程度上的自然界生产,有无穷无尽的奇特特性;遗传倾向有多强。在归化过程中,可以说整个组织在某种程度上具有可塑性。请记住,所有有机生物彼此之间以及它们的物质生命条件之间的相互关系是多么无限复杂和密切。那么,既然对人类有益的变异无疑已经发生,而在生命这场伟大而复杂的战斗中,对每一种生物在某种程度上都有益的其他变异有时在几千代的过程中发生,难道还能被认为是不可能的吗?如果这种情况真的发生了,我们还能怀疑(记住,出生的个体比可能存活的个体要多得多),拥有任何优势的个体,无论多么微小,都有最大的机会生存下来并繁衍后代吗?另一方面,我们可以确信,任何最小程度的有害变化都会被严格地消灭。 This preservation of favorable variations and the rejection of injurious variations, I call Natural Selection. Variations neither useful nor injurious would not be affected by natural selection, and would be left a fluctuating element, as perhaps we see in the species called polymorphic.

我们要了解自然选择的可能过程,最好的办法是拿一个经历某种物理变化(例如气候变化)的国家为例。它的居民比例几乎会立即发生变化,一些物种可能会灭绝。从我们所看到的每个国家的居民紧密而复杂地联系在一起的方式来看,我们可以得出这样的结论:在不受气候本身变化影响的情况下,某些居民数量比例的任何变化都会最严重地影响其他许多国家的居民。如果这个国家的边境是开放的,新的形式肯定会移民,这也会严重扰乱一些以前的居民的关系。让我们记住,一棵被引进的树或哺乳动物的影响是多么强大。但是,在一个岛屿或一个部分被屏障包围的国家,新的和适应得更好的生物无法自由进入,那么,我们在自然经济中就会有一些地方,如果原始居民中的一些人以某种方式得到改变,这些地方肯定会得到更好的填补;因为,如果该地区向移民开放,这些地方就会被入侵者占领。在这种情况下,每一种在岁月中偶然发生的、以任何方式对任何物种的个体有利的、使它们更好地适应变化了的环境的微小变化,都倾向于被保留下来;因此,自然选择将有自由的空间进行改进工作。

这篇文章的预期效果是__________。

可能的答案:

意识到人类不喜欢其他动物

为动植物的进化辩护

总的来说,是对动物的兴奋

这些答案都没有

理解人类的渺小

正确答案:

为动植物的进化辩护

解释

作者显然是在试图为进化和随着时间的推移而变化的科学基础提出一个理由。他的目标似乎是让其他人相信这个想法。

例子问题51:科学文章中的语篇关系

《解读哥白尼革命》,作者:马修·米纳德(2014)

一门学科的表达常常可以改变其他学科理解自己的方式。尼古拉·哥白尼的研究就是其中之一。哥白尼最著名的是他关于日心说的观点,这个观点最终抹杀了古代/中世纪世界观的许多方面,至少从物理科学的角度来看是这样。人类的自然观点一直认为,地球是宇宙的中心,相对于其他可见天体而言,是一个固定的点。太阳、恒星和行星都绕着地球旋转。

随着时间的推移,这种观点成为现代生活的主要参考点之一。它提供了一个挑衅性的形象,被许多人出于各种目的而使用——而且经常被滥用。对于那些想要削弱宗教对人类控制的人来说,他们认为日心说证明了人类的渺小。与早期的地心说相比,日心说被认为表明人不是宇宙的中心。他不过是大宇宙中的一个小生命。然而,另一些人希望以一种完全不同的方式使用“哥白尼革命”。这些思想家想要表明,另一种“重返”必然会发生。从前,我们谈论这个世界。然而,现在有必要把人作为中心参照点来谈了。正如太阳系是以太阳为中心一样,科学也应该以人为中心。

然而,这两种方法都充满了问题。那些想要破坏宗教观念的人误解了前者对太阳系的看法。早期的地心说不相信地球是天空中最重要的天体。相反,许多古代和中世纪的思想家认为,地球上最高的“球体”是物理宇宙中最重要的存在。同样,物理学上所谓的“哥白尼革命”与应用于人类的革命是不同的。哥白尼的革命表明人的观点不是中心,而后来的“哥白尼革命”的形式则希望表明相反的观点。

当然,在科学观发生如此重大变化的历史中,也有许多复杂之处。然而,看到这些发现的广泛影响是令人着迷的,即使它们有众多的、模糊的影响。

对于哥白尼的发现对当时占统治地位的中世纪世界观的影响,我们能说些什么呢?

可能的答案:

它只影响与浩瀚宇宙相比较的人的思想。

它对每一个公认的权威都提出了详细的批评。

归根结底,这几乎没有什么作用。

它完全否定了中世纪的一切。

它要求自然科学和考虑人的方式发生重大变化。

正确答案:

它要求自然科学和考虑人的方式发生重大变化。

解释

显然,哥白尼的理论对中世纪的思维模式有重大影响。尽管这段话并没有表明它需要在每一点上都进行彻底的修改,但它确实暗示了它对中世纪的人的概念及其对世界的科学概念都产生了影响。

例子问题1:理解自然科学文章的因果关系

《达尔文主义对科学的影响》,作者:马修·米纳德(2014)

在人类思想史的大部分时间里,科学所研究的课题似乎是永恒不变的。甚至尼罗河洪水的基本规律也被调查过,希望能找到永不改变的规律。同样地,古代近东和希腊对恒星规律的科学研究最终寻找的是恒定的模式。这种科学推理的整体模式在几乎所有思想家的头脑中留下了深刻的印记,并在现代物理学中找到了它的典范。从文艺复兴早期到19世纪,物理学代表了几乎所有思想家对科学研究的最终表达。它的静态定律似乎是地球上一切运动和生命不变的原则。到了19世纪,人们似乎只需要“弄清”一些细节,就可以基本了解所有的科学。

在许多方面,这种情况随着达尔文主义的到来而发生了戏剧性的变化。它在二十世纪早期的物理学中也发生了更大的变化。达尔文的进化论在许多方面挑战了“静态”世界观。即使是那些不相信是神创造了一个不变的世界的人,也被他的研究为科学开辟的新前景所震撼。长久以来,西方文化一直认为生物的种类在自然界中是不变的。虽然可能有许多不同种类的生物,但人们认为这些生物本身不会改变。类型的普遍变形的论点打破了这种宇宙论,用一种全新的世界观取代了旧的世界观。根据达尔文的工作,必须改变的事情之一就是大多数人所持有的科学观。

考虑下面划线的句子。达尔文时代之后兴起的新“宇宙学”是什么?

可能的答案:

历史主义认为历史是科学研究中重要但次要的方面

其他答案都没有

完全宗教的人生观。

把世界视为一个不断变化的现实,有其自身的历史性质。

将世界视为一个不变的整体,以供科学研究。

正确答案:

把世界视为一个不断变化的现实,有其自身的历史性质。

解释

在整个第二段,文章再次讨论了前科学观的“静态”性质。新的世界观截然不同。你可以通过观察“宇宙学”和“类型的普遍变形”之间的对比来猜测“宇宙学”的含义。“宇宙论”是对世界或现实的一种特殊看法。这段话暗示,达尔文的工作使我们有必要把世界看作一个变化的整体,它有自己的历史。

例子问题1:理解自然科学文章的因果关系

改编自天文学概论弗里斯特·雷·莫尔顿(1916年版)

值得怀疑的是,任何重要的科学思想是否曾突然出现在一个人的脑海中。世界上伟大的知识运动都有很长一段时间的准备,往往许多人都在探索同样的真理,在它被完全理解之前,他们并没有确切地抓住它。

所有科学的基础都是宇宙是有序的,所有现象都按照不变的规律和谐地相互发展。因此,在认识到这一原则的真实性之前,科学是不可能的,至少在应用于自然界的有限部分时是这样。

一般观察到的现象,例如天气,取决于众多的因素,所以处于原始状态的人们不容易发现它们与固定的规律相协调。这是一个迷信的时代,人们认为大自然是由许多反复无常的神所控制的,通过幼稚的仪式就能赢得神的青睐。要消除这种错误并使人们相信宇宙是一个庞大的组织,它的变化是按照人们无法改变的规律进行的,这需要大量的经验。

科学真正的黎明是在史前时代,可能是在尼罗河和幼发拉底河流域繁荣的文明时期。在流传到现代的最早的关于这些人的记录中,我们发现他们熟悉许多天文现象,并且对太阳、月亮、行星和恒星的运动有一致的看法。从他们的著作中可以非常清楚地看出,正是从他们对天体的观察中,他们第一次获得了宇宙并非混沌的想法。人们发现日夜交替有规律,月亮有系统地经历它的盈亏,季节有顺序地跟随另一个季节,事实上,人们观察到更明显的天体现象是有顺序地发生的。正是由于天文学的光辉,它第一次使人们得出定律统治宇宙的结论。

这段话暗示了不理解事件起因的后果是什么?

可能的答案:

只有推翻所有的宗教信仰,采用科学推理才能克服它。

它导致了其他超自然原因的神话信仰。

它是社会发展中最大的祸害之一。

其他答案都没有

它是由神话引起的,它分散了人们对现实的注意力。

正确答案:

它导致了其他超自然原因的神话信仰。

解释

在这篇文章中,作者讨论了这样一个事实:有时因果关系是很难详细说明的,特别是当许多原因聚集在一起导致一个结果发生的时候。这常常使人们把这些复杂的事件归咎于神。虽然神话可能鼓励人们保持无知,但这篇文章并没有真正说明这一点。

例子问题1:自然科学文章的因果分析

改编自《海鸟和野禽寝具用羽毛》鸟类的效用爱德华·福布什(1922年版)

在世界上较冷的国家,几个世纪以来,作为床和枕头的填充物,水鸟的羽毛和羽绒需求量很大。这种羽毛是热的完美不导体,用它们填充的床、枕头或被单代表着极致的舒适和耐用。新英格兰的早期定居者将他们杀死的成千上万只野鸟的羽毛和羽绒保存下来,以供这种用途,但随着数量的增加,这样提供的数量就不够了,人们就在拉布拉多海岸的大量鸭和鹅群中寻找更多的供应。

获得羽毛和羽绒的方式与冰岛实行的方法不同,不倾向于保存和保护供应来源。在冰岛,人们多年来一直通过收集羽绒获得可观的收入,但他们不会“杀鸡取卵”。鸭子用从自己乳房上拔下来的羽绒来排列巢穴,而羽绒是特别有价值的被褥。在冰岛,这些鸟被小心翼翼地保护着,它们已经变得像北美的家禽一样温顺而不可疑。在经常被猎杀的地方,它们经常把巢穴藏在杂草或灌木丛中,但在冰岛,它们在草皮上为它们挖的洞里筑巢并产卵。鸭子的供应得以维持,因此人们每年都能从中获得收入。

在北美,奉行的是完全不同的政策。大约在18世纪中期,新英格兰殖民地对羽毛的需求变得如此巨大,以至于那里的拉布拉多海岸都配备了专门用于保护野禽羽毛和羽绒的船只。羽绒变得很有价值,这些鸭子习惯于成群结队地聚集在拉布拉多海岸的贫瘠岛屿上,这些鸟成了船员们的牺牲品。由于鸭在7月或8月一次性脱毛,完全不能飞行,幼鸟在长大之前也不能飞行,因此猎人们能够包围无助的鸟,把它们赶在一起,用棍棒杀死它们。奥蒂斯说,数以百万计的野鸟就这样被消灭了,在几年之内,它们的栖息地被大规模屠杀破坏了,它们的数量减少了,以至于羽毛航行变得无利可图,人们放弃了。

这种做法,再加上拉布拉多渔民几乎不断地用鸡蛋、棍棒和射击等手段,可能是拉布拉多鸭灭绝的主要因素,而这种品种被认为是受限制的繁殖范围。毫无疑问,如果绒鸭被限制在拉布拉多群岛的繁殖范围内,它也会在很久以前灭绝。

是什么导致了拉布拉多羽毛航行的停止?

可能的答案:

岛上的生态系统转向支持更多的熊,使得航行太危险而不值得。

大量的鸭子被杀死,使得航行变得无利可图。

鸭子迁移到一个人迹罕至的岛上。

鸭子开始长出质量明显较低的羽毛。

鸭子明显改变了它们的迁徙模式。

正确答案:

大量的鸭子被杀死,使得航行变得无利可图。

解释

这个问题在文章第三段末尾的一句话中得到了回答:“奥蒂斯说,数以百万计的野鸟就这样被消灭了,在几年之内,它们的栖息地被大规模屠杀破坏了,它们的数量减少了,羽毛航行变得无利可图,人们放弃了。”因此,正确的答案是“太多的鸭子被杀死了,以致于航行变得无利可图。”

例子问题1:科学文章的因果分析

改编自《海鸟和野禽寝具用羽毛》鸟类的效用爱德华·福布什(1922年版)

在世界上较冷的国家,几个世纪以来,作为床和枕头的填充物,水鸟的羽毛和羽绒需求量很大。这种羽毛是热的完美不导体,用它们填充的床、枕头或被单代表着极致的舒适和耐用。新英格兰的早期定居者将他们杀死的成千上万只野鸟的羽毛和羽绒保存下来,以供这种用途,但随着数量的增加,这样提供的数量就不够了,人们就在拉布拉多海岸的大量鸭和鹅群中寻找更多的供应。

获得羽毛和羽绒的方式与冰岛实行的方法不同,不倾向于保存和保护供应来源。在冰岛,人们多年来一直通过收集羽绒获得可观的收入,但他们不会“杀鸡取卵”。鸭子用从自己乳房上拔下来的羽绒来排列巢穴,而羽绒是特别有价值的被褥。在冰岛,这些鸟被小心翼翼地保护着,它们已经变得像北美的家禽一样温顺而不可疑。在经常被猎杀的地方,它们经常把巢穴藏在杂草或灌木丛中,但在冰岛,它们在草皮上为它们挖的洞里筑巢并产卵。鸭子的供应得以维持,因此人们每年都能从中获得收入。

在北美,奉行的是完全不同的政策。大约在18世纪中期,新英格兰殖民地对羽毛的需求变得如此巨大,以至于那里的拉布拉多海岸都配备了专门用于保护野禽羽毛和羽绒的船只。羽绒变得很有价值,这些鸭子习惯于成群结队地聚集在拉布拉多海岸的贫瘠岛屿上,这些鸟成了船员们的牺牲品。由于鸭在7月或8月一次性脱毛,完全不能飞行,幼鸟在长大之前也不能飞行,因此猎人们能够包围无助的鸟,把它们赶在一起,用棍棒杀死它们。奥蒂斯说,数以百万计的野鸟就这样被消灭了,在几年之内,它们的栖息地被大规模屠杀破坏了,它们的数量减少了,以至于羽毛航行变得无利可图,人们放弃了。

这种做法,再加上拉布拉多渔民几乎不断地用鸡蛋、棍棒和射击等手段,可能是拉布拉多鸭灭绝的主要因素,而这种品种被认为是受限制的繁殖范围。毫无疑问,如果绒鸭被限制在拉布拉多群岛的繁殖范围内,它也会在很久以前灭绝。

以下哪一项对拉布拉多羽毛航行的成功和盈利没有贡献?

可能的答案:

大批鸭子聚集在拉布拉多海岸的岛屿上

当被猎杀时,鸭子会试图将它们的巢穴隐藏在周围的植被中。

在夏天,被猎杀的鸭子一下子失去了所有的主要羽毛

初出茅庐的鸭子不会飞

被猎杀的鸭子失去羽毛后,就不能飞了

正确答案:

当被猎杀时,鸭子会试图将它们的巢穴隐藏在周围的植被中。

解释

在文章的第三段,作者写道,“鸭子在7月或8月一次蜕皮,然后完全不能飞行,年轻的鸟不能飞,直到长大,猎人能够包围无助的鸟驱赶他们,用棍棒杀死他们。”这句话告诉读者,拉布拉多的羽毛航行得益于“鸭子在夏天的某一时刻失去了所有的羽毛”、“被猎杀的鸭子失去了羽毛,它们不能飞”和“羽翼未丰的鸭子不能飞”,所以这些答案选项都不可能是正确的。这就给我们留下了两个答案:“在拉布拉多海岸的岛屿上聚集了大量的鸭子”和“当被猎杀时,鸭子会试图将它们的巢穴隐藏在周围的植被中。”后者才是正确答案;“大量的鸭子聚集在拉布拉多海岸的岛屿上”这一事实帮助了航海家获利,但“当被猎杀时,鸭子试图将它们的巢穴隐藏在周围的植被中”与拉布拉多羽毛航行没有任何关系。这个细节是在描述冰岛人收集羽绒的做法时提出的,无论如何,这对航行没有帮助,因为鸭子会隐藏它们的巢穴,很可能还会隐藏自己。

例子问题1:因果关系

《比较技术:一个艰难的努力》,作者:Matthew Minerd (2014)

往往很难对技术进行比较,这不仅是因为改进的速度很快,而且因为随着时间的推移出现了许多新的应用。如果我们考虑到当代图形计算器和计算机的计算能力从五十年前,这两个设备之间会有惊人的进步。然而,这些改进并不仅仅是速度上的改进。图形计算器的输出能力也远远超过了那些老式计算机,没有一台老式计算机能够以任何方式表示它们的输出,甚至与现代设备的输出非常相似。只需考虑这样一个设备的显示能力。这使得用户能够输入许多新类型的信息,使设计工程师能够设计新的硬件功能来匹配收集用户输入的新方法。

考虑到现代“智能手机”所具有的众多功能,这种情况就更加明显了。这些设备配备了一整套的功能。随着所有这些新功能的出现,许多新类型的计算能力也随之而来。为了快速处理图像,必须为其设计专门的硬件和编写专门的软件,以确保手机的操作很少出现问题。的确,电信的整个“实时”特性给计算设备的设计者施加了许多压力。为了确保手机能够以同步的方式运行,在生产和开发的各个层面都需要复杂的层次。异步处理的时代已经一去不复返了,那时计算机用户向主机输入数据,只需要等待一段时间才能提供处理结果。今天,即使是最小的数字设备也必须为用户提供无缝服务。这一要求的影响几乎是不计其数的。

现代“智能手机”上的功能有什么影响?

可能的答案:

其他答案都没有

他们需要更多的内存容量来适应他们的进步。

它们在一个屏幕上提供了大量的选项,让顾客不知所措。

它们需要许多新型的技术进步来适应它们。

它们耗损旧设备,需要更新、更快的处理器。

正确答案:

它们需要许多新型的技术进步来适应它们。

解释

尽管第二段的全部内容都在帮助回答这个问题,但关键的一句话是,“伴随着所有这些新功能,也带来了许多新类型的计算能力。”新功能的效果是要求手机的软件和硬件具有许多不同种类的新功能。也就是说,需要许多新的技术进步才能使它们成为可能和更有效。

例子问题1:科学文章的因果分析

改编自w·s·达拉斯的《蝙蝠》自然历史书(1902年,大卫·斯塔尔·乔丹主编)

就像猫头鹰一样,它们和猫头鹰一起统治着夜晚的空气,蝙蝠的飞行也是完全无声无息的;它们的活动主要是在黄昏时分,尽管有些种类活动较晚,实际上它们似乎整晚都在活动。它们在白天休息,通常躲在它们能找到的最难以接近的地方,人们只看到它们在飞翔,它们的飞行能力在大众心目中是最显著的特点,这也许并不奇怪,古今许多人都把它们看作是鸟。然而,它们毛茸茸的身体和皮革般的翅膀与我们通常所理解的任何与鸟类有关的东西都截然不同,因此,对于这些生物的真正性质,人们的意见显然总是存在分歧——根据詹姆斯·博斯韦尔的说法,戈德史密斯曾经称它为“长翅膀的老鼠”,这当然是一种奇怪的动物,只要想成为系统学家的人没有特别明确的思想指导,就很难对它进行分类。蝙蝠和有翅膀的老鼠很像,这在许多语言中都有体现,比如法语的“chauvesouris”和英格兰某些地区的“flitter-mouse”,后者在德语、荷兰语和瑞典语中几乎是按字面意思复制的,而丹麦人称蝙蝠为“flogenmues”,意思大致相同。

为什么作者认为许多人长期以来都把蝙蝠看作鸟类?

可能的答案:

因为蝙蝠住在巢里

因为蝙蝠产卵

因为蝙蝠会飞

因为蝙蝠有羽毛

因为蝙蝠生活在树上和洞穴顶上

正确答案:

因为蝙蝠会飞

解释

这是一个相对简单的细节问题。作者说:“在大众的心目中,它们的飞行能力是最显著的特点,因此,古今中外,许多人都把它们看作是鸟,这也许并不奇怪。”因此,很明显,作者认为许多人认为蝙蝠是一种鸟,因为蝙蝠也会飞。

例子问题1:科学叙事篇章中的细节定位

改编自t.h.赫胥黎于自然历史书(1902年,大卫·斯塔尔·乔丹主编)

这种猩猩只在苏门答腊岛和婆罗洲发现,在这两个岛屿上都很常见——在这两个岛屿上,它总是出现在低矮平坦的平原上,从不出现在山区。它喜欢从海岸向内陆延伸的最浓密和最阴暗的森林,因此只在苏门答腊岛的东半部发现,那里只有这样的森林,虽然,偶尔,它会走到西部。另一方面,它一般分布在婆罗洲,除了在山区或人口密集的地方。在有利的地方,如果运气好,猎人一天可以看到三四个。

除了交配时间,年长的雄性通常独自生活。另一方面,年老的雌性和未成熟的雄性经常三三两两地相遇,前者偶尔带着孩子,尽管怀孕的雌性通常分开,有时在生下后代后仍然分开。幼小的橙子似乎能在母亲的保护下存活很长时间,这可能是它们生长缓慢的结果。攀爬时,母熊总是把幼崽抱在胸前,幼崽抓着母熊的头发。猩猩在生命的什么时候具有繁殖能力,雌性和幼猩猩能活多久是未知的,但它们很可能要到10岁或15岁才算成年。在巴达维亚生活了5年的雌性还不到野生雌性身高的三分之一。很可能,到了成年以后,它们还会继续生长,虽然很慢,它们可以活到四、五十年。戴克人说,老橙子不仅掉光了所有的牙齿,而且爬起来很麻烦,所以它们靠风吹来的落叶和多汁的牧草维生。

为什么只在苏门答腊岛的东半部发现了猩猩?

可能的答案:

因为这里是山脉的主要分布地

因为这是离人类居住地最远的地方

因为这里是森林覆盖最茂密的地方

因为这是猩猩能找到最多食物的地方

这些答案没有一个是正确的

正确答案:

因为这里是森林覆盖最茂密的地方

解释

这个问题只需要详细阅读并理解“密度最大的”这个词的含义。当用来描述森林时,“稠密”一词的意思是弥漫着树木.关于在苏门答腊岛发现猩猩的地方,作者说:“它喜欢最密集和最阴暗的森林……因此,只有在苏门答腊岛的东半部才有这种森林。”虽然这些地方离人类居住地最远,是猩猩能找到最多食物的地方也可能是真的,但这些答案在文中没有明确说明,因此不太正确。

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