シュレーディンガーの猫:量子力学の思考実験 - チャド・オーゼル:英語学習ノート
TED-Ed
動画概要:シュレーディンガーの想像上の猫を出発点に量子の重ね合わせを説明し、二重スリット実験から電子が粒子と波の両方の性質を示すことを解説します。さらに、複数の原子に共有される電子が半導体やコンピューターチップを成り立たせ、最終的にインターネットへつながる流れを示します。 主な英語学習ポイント: 1. It's only when the box is opened that — 文法・文型:確定した結果が観測できる条件や瞬間を強調する構文として理解し、使えるようになります。出来事を順に並べるだけでなく、実験、発見、因果関係の説明で「その時になって初めて起こる」という焦点を明確にできます。 2. keeping track of all the individual detections, — 定型表現・コロケーション:keep track of が、ここでは検出された各電子の位置を継続的に記録し把握する意味だと理解できます。実験データ、計画の進捗、支出、症状など、時間とともに変わる情報を追う場面にも自然に応用できます。 3. the internet owes its existence to — 定型表現・コロケーション:owe its existence to を、あるものの存在を可能にした人物、発見、条件へ正式に原因を帰する表現として使えます。動画の結びでは、インターネットとコンピューター技術を量子論およびシュレーディンガーの想像上の猫へ結び付けています。
解説一覧
Austrian physicist Erwin Schrödinger is one of the founders of quantum mechanics, フレーズ
0:06オーストリアの物理学者エルヴィン・シュレーディンガーは量子力学の創始者の一人ですが、
one of the founders of + 分野や組織
one of the founders of quantum mechanics は、エルヴィン・シュレーディンガーが、その分野の確立に貢献した人々の一人だという意味です。唯一の創始者だという意味ではありません。 応用できる型は one of the + 複数名詞 + of + 分野や組織です。one of the の後では founder ではなく founders を使います。2つ目の of は、創始者と、その人たちが設立したものを結び付けます。
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状況:Mina started the community garden with three other neighbors. 学んだ表現を使って文を完成させてください:Mina is ____ the community garden.
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one of the founders of
a thought experiment:推論で検討する想像上の実験
thought experiment は、ある考えを推論によって試したり掘り下げたりするための、想像上の状況です。現実世界では一度も実行されないこともあります。 ここでは、この表現によって、有名な猫の状況が彼の実際に行ったことではないと分かります。目的は猫を使った本物の実験を報告することではなく、問題を論理的に考えることです。
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推論によって検討する想像上の試験を表す、2語の英語表現で文を完成させてください:The class discussed a ____ about living on Mars.
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thought experiment
taking ... and placing ...:imagine の後で並列する -ing 形の動作
imagined の後の taking a cat と placing it in a sealed box は、-ing 形を使った並列の2つの動作句です。どちらも「彼が何を想像したか」を補い、and が同じ文法上のレベルで結んでいます。 2つ目の動作は placing it in a sealed box で、it は前の a cat を指します。-ing 形をそろえると、関連する動作や順に行う動作を、imagined を繰り返さず簡潔に示せます。
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pack と place を -ing 形にして、並列する2つの動作を完成させてください:She imagined ____ the books and ____ them on the shelf.
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packing · placing
with a device that had a 50% chance of killing the cat in the next hour. フレーズ
0:21その後1時間の間に50%の確率で猫を殺す装置を一緒に置くことを想像しました。
had a 50% chance of killing:chance of + -ing で確率を表す
have a percentage chance of doing という形は、ある出来事や結果がどのくらいの確率で起こるかを表します。ここでは had が確率を過去の状況に置き、of killing the cat が起こり得る結果を示しています。 of の後には -ing 形を使い、chance of killing となります。この形は確率、危険性、予測を述べるときによく使われます。主語がその結果を選んだり意図したりしている必要はありません。
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arrive を使って chance of + -ing の確率表現を完成させてください:The package has a 70% chance ____ before noon.
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of arriving
either alive or dead:2つの選択肢を結ぶ表現
either A or B は、2つの選択肢を結びます。この文では、alive と dead は is の後ろにある形容詞の補語なので、猫がその2つの状態のどちらかにあることを表します。 ここでは、2つの状態は同時に成り立たないものとして扱われています。つまり、どちらか一方であり、両方ではありません。一般に、either ... or ... は名詞、形容詞、句、節を結ぶことができ、結ばれる部分は通常、文法的に同じ形にそろえます。
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either ... or ... を使って文を完成させてください:The answer is ____ true ____ false.
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either · or
but Schrödinger pointed out that according to quantum physics, フレーズ
0:33シュレーディンガーが指摘したのは、量子物理学によれば、
according to quantum physics:発言の根拠となる情報源を示す
according to は、ある発言の根拠となる情報源や考え方の枠組みを示します。according to quantum physics は、この後の内容が量子物理学の理論に基づく説明であることを表します。 これは agree with という意味ではなく、「同意する」ことも表しません。ここでは、説明が常識的な考えから量子物理学の見方へ移ることを示しています。
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情報源を示す決まった表現を完成させてください:According ____ the weather report, the storm will arrive tonight.
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to
the cat is equal parts alive and dead at the same time. フレーズ
0:39猫は生きている状態と死んでいる状態が同時に等しい割合で存在しているということです。
at the instant before:出来事の直前にある正確な瞬間
at the instant before は、「後に続く出来事が起こる直前の、ごく短く正確な瞬間に」という意味です。ここでは箱が開けられることが基準で、まだ閉じている最後の瞬間に焦点を当てています。 at は時点を一つに定め、instant はその時点がごく短いことを強調し、before は後に起こる出来事を導きます。before だけなら、それより前のどの時点も表せるため、この表現のほうが正確です。
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ある出来事を、別の出来事の直前にある正確でごく短い瞬間に位置づけている文はどれですか?
- After the doors opened, the crowd fell silent.
- Before the doors opened, the crew checked the room several times.
- At the instant before the doors opened, the crowd fell silent.
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At the instant before the doors opened, the crowd fell silent.
equal parts A and B:二つの性質が同じ程度で存在する表現
Equal parts A and B は、A と B が同じ程度で存在する、または同じくらい目立つという意味です。この文では alive と dead が同程度に存在する二つの状態として示されており、parts は実際に測れる二つの部分を求めているわけではありません。 この型は、equal parts comedy and mystery のように名詞をつなぐことも、equal parts funny and frightening のように形容詞をつなぐこともできます。二つの性質、気分、作風、反応などが釣り合って混ざっていることを簡潔に表せます。
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二つの性質が同じくらい強いことを表す2語の表現で文を完成させてください:The story is ____ funny and frightening.
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equal parts
It's only when the box is opened that we see a single definite state. 文法
0:43箱が開けられたときに初めて、一つの明確な状態が見えるのです。
It's only when ... that ...:必要な時間条件に焦点を当てる構文
It is only when X that Y は、X に特別な焦点を当てる it-cleft の強調構文です。X が起きて初めて Y が成立する、見える、または分かることを表します。普通の when 節だけでは、このような限定の意味は加わりません。 この文の X は箱が開けられること、Y は一つの確定した状態が見えることです。この構文は、必要な時間条件を先に示し、その後に結果を示します。
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コードをテストした時に初めて隠れたエラーが見つかる、という必要な時間条件を正しく強調している文はどれですか。
- When you test the code, you find the hidden error.
- It's only when you test the code that you find the hidden error.
- Only when you test the code, you find the hidden error.
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It's only when you test the code that you find the hidden error.
a blur of probability:不確実性を表す視覚的な比喩
a blur of probability は視覚的な比喩です。blur は普通、輪郭や個々の細部がはっきりしないものを指します。そのため、この表現は抽象的な複数の可能な結果を、目に浮かぶものとして描いています。 猫が実際にぼやけて見えるという意味ではありません。この文では、まだ一つの確定した状態が現れていないことを表します。
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この文の a blur of probability はどのような意味ですか。
- 猫の状態は、まだ一つの確定した結果に定まっていません。
- 猫そのものに物理的なピントが合っていません。
- 誰かが猫について正確な確率を計算しました。
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猫の状態は、まだ一つの確定した結果に定まっていません。
half one thing and half the other:2つの性質が半分ずつ
half one thing and half the other は、あるものに異なる2つの部分・性質・状態が、ほぼ同じ割合で含まれているという意味です。one thing は1つ目の可能性を示し、the other は2つのうちのもう一方を指します。別の具体的な物を指すわけではありません。 この「半分」は、必ずしも正確に測った50パーセントである必要はありません。人、感情、スタイル、状況などに2つの性質がほぼ同じくらい混ざっていることも表せます。
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映画にコメディーとドラマの要素がほぼ半分ずつあることを自然に表す文はどれですか。
- The movie is half comedy or half drama.
- The movie is half comedy and half drama.
- The movie is one comedy and the other drama.
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The movie is half comedy and half drama.
This seems absurd, which was Schrödinger's point. 話の流れ
0:53これは馬鹿げているように聞こえますが、それこそがシュレーディンガーの言いたかったことでした。
which was Schrödinger's point:議論の目的を説明する
which was Schrödinger's point の which は、「その状況がばかげているように見える」という前の内容全体を指します。この節は、その効果が意図的だったこと、つまり、そのばかばかしさこそシュレーディンガーが人々に気づいてほしかった点だと伝えています。 ここでの point は、点数や物理的な点ではなく、議論の中心となる考えや目的です。この形は、前の発言がなぜ重要なのかを説明するコメントを付け加えます。
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英文 "The result looked impossible, which was her point," の which was her point はどのような意味ですか。
- 結果が不可能に見えるという事実こそ、彼女が強調しようとしたことだった。
- 彼女はその結果を指で指した。
- 結果が不可能に見えたので、彼女は1点もらった。
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結果が不可能に見えるという事実こそ、彼女が強調しようとしたことだった。
so ... that:高い程度から結果へつなげる形
so + 形容詞/副詞 + that + 節は、何かの程度が非常に高く、その結果として that 節の内容が起きることを表します。ここでは so が philosophically disturbing の程度を強め、その結果、彼はその理論を放棄しました。 ここでの that は結果を表す節を導き、関係代名詞ではありません。philosophically は、不安の原因がその理論の哲学的な意味にあることを示します。
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程度と結果を表す so ... that の形を完成させてください:The box was ____ heavy ____ two people had to carry it.
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so · that
turned to writing:新しい活動へ移る表現
turn to + 名詞または動詞の -ing 形は、注意や活動を新しい分野へ移すことを表します。ここで turned to writing about biology は、彼の仕事が量子理論から生物学についての執筆へ移ったという意味で、体の向きを変えたという意味ではありません。 この表現の to は前置詞なので、後ろに動詞を置く場合は -ing 形にします:turn to writing、turn to teaching。
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turn to の後に write の正しい形を入れてください:After retiring from professional sports, he turned to ____ children's books.
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writing
As absurd as it may seem, though:見た目の印象を認めてから対比する
As absurd as it may seem は譲歩を表す出だしで、その考えがばかげて見えるかもしれないことをまず認めています。As + 形容詞 + as + 主語 + may seem は「……に見えるかもしれないが」という意味で、ここでは「……と同じくらい」という同等比較ではありません。 though は主要な主張への転換をさらに示します。予想される反応を先に認め、その後で表面的な印象とは対照的な重要情報をコンマの後に置いています。
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As + 形容詞 + as の譲歩表現を完成させてください:Everyone had given up hope. ____ unlikely ____ it may seem, though, the lost dog found its way home.
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As · as
If it weren't possible ..., ... couldn't exist:現在の事実に反する条件文
これは現在の事実に反する仮定を表す条件文です。if 節では過去形の weren't を使い、結果を表す節では could not + 動詞の原形を使います。形は If + 過去形, ... would/could/might + 動詞の原形です。 過去形でも、過去の出来事を表しているわけではありません。現実から距離を置き、その条件は事実ではないものとして扱います。そして想像上の結果を示すことで、その条件が現実の結果に必要だと強調しています。
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were not と could not の短縮形を使って、現在の事実に反する条件文を完成させてください:If sunlight ____ available, most plants ____ survive.
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weren't · couldn't
phenomenon of superposition:科学現象に名前を付ける表現
名詞句 phenomenon of superposition では、phenomenon が中心となる名詞で、of superposition がその現象の名前を示します。quantum は科学上の分野や種類を加えています。phenomenon of + 名詞は、科学や社会研究で現象に名前を付けるときによく使われる形です。 ここで superposition は、量子系を複数の可能な状態の組み合わせとして表すことの正式名称です。phenomenon は観察や研究ができる「現象」を表し、必ずしも「奇妙な出来事」という意味ではありません。
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「移住という現象」を正しく表す句はどれですか。
- the phenomenon of migration
- the phenomenon to migrate
- the phenomenal of migration
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the phenomenon of migration
is a consequence of the dual particle and wave nature of everything. 語彙
1:20すべてのものが粒子と波の二重性を持っている結果です。
dual particle and wave nature:一つのものが持つ二つの性質
dual particle and wave nature は、一つのものに粒子的な振る舞いと波のような振る舞いという、二種類の物理的性質があることを表します。dual は nature を修飾し、particle と wave がその二つの側面を示します。 この量子の文脈では、同じ対象が両方の振る舞いを示し得るという意味です。粒子の物体と波の物体が別々にあるという意味ではありません。of everything はこの説明をあらゆるものに広げています。ここで nature は「基本的な性質」であり、「自然界」ではありません。
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dual particle and wave nature を最もよく説明している文はどれですか。
- 一つの粒子と一つの波は、常に別々の物体である。
- 同じものが、粒子的な振る舞いと波のような振る舞いの両方を示すことがある。
- あらゆるものは、粒子か波のどちらか一方に永久に決めなければならない。
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同じものが、粒子的な振る舞いと波のような振る舞いの両方を示すことがある。
In order for an object to have ...:不定詞の意味上の主語を示す形
In order for X to do Y は「X が Y できるように」または「X が Y するための条件として」という意味です。for の後ろの名詞句が to 不定詞の意味上の主語になります。この文では、波長を持つのは an object です。 ここでは、文頭の節が、後続の節で述べる必要条件を導入しています。to 不定詞の動作や状態の主体を明示したいときに便利な形です。
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In order for X to do Y の形を完成させてください:In order ____ the ice ____ melt, the temperature must rise above freezing.
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for · to
must extend over some region of space:空間的な広がりを表す
Extend over an area は「ある領域全体に広がる、またはその領域を占める」という意味です。some region of space の region は、政治的・行政的な地域ではなく、三次元空間の一部分を指します。 must は、この空間的な広がりが説明上の必要条件であることを示します。この語句は物体が一点だけに限られていてはならないという意味で、何かを延期するという意味ではありません。
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あるものが領域全体に広がっていることを表す文はどれですか。
- The trail extends beyond the bridge.
- The road extends to the next village.
- The fog extends over the whole valley.
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The fog extends over the whole valley.
which means:前の内容全体を説明する表現
ここで which means の which は、space のような直前の1語ではなく、前に述べられた内容全体を受けています。そして、その内容が直接何を意味するのか、またはどのような結果になるのかを示します。 この形は、まず事実や抽象的な考えを述べ、その後に which means + 節を続けて、より分かりやすく説明するという2段階で情報を整理します。
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文中の which means はどのような働きをしていますか?
- space という1語だけを定義します。
- 前の内容全体の意味や結果を、より分かりやすく示します。
- 無関係な例を始めます。
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前の内容全体の意味や結果を、より分かりやすく示します。
limited to a small region of space:短縮された関係節
limited to a small region of space は、object の後ろに置かれた過去分詞句です。その物体がその領域内に制限されていることを表し、an object which is limited to a small region of space と展開できます。 この句は object を修飾しているため、limited は主節の動詞ではありません。主な動詞句は can't be perfectly defined です。この関係節を短くした形により、科学的な説明を簡潔にできます。
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object の後ろにある limited to a small region of space を正しく展開しているのはどれですか?
- an object which limits a small region of space
- an object which is limited to a small region of space
- an object which a small region of space limits
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an object which is limited to a small region of space
can't be perfectly defined:正確な値を決められない
can't be perfectly defined は can't + be + 過去分詞という形です。主語の the wavelength は動作を受ける側で、「完全な精度では決定・特定できない」という意味です。 この科学的な文脈で defined は、辞書のように言葉を「定義する」のではなく、「明確で正確な値や境界を定める」という意味です。perfectly は精度の程度を限定しており、波長について何も分からないという意味ではありません。
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define の受け身の形を使って文を完成させてください:From this blurry image, the boundary can't be clearly ____.
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defined
exists in ... at the same time:複数の形や状態が同時に存在する
ここで it exists in many different wavelengths は、その物体が完全に固定された1つの波長ではなく、多数の波長成分や可能な波長の値によって表されるという意味です。in は物事が存在する形や状態を示しており、容器の中へ移動することを表してはいません。 at the same time は、それらの波長の可能性が同時に成り立つことを示します。物体が1つの波長から別の波長へ順番に変化するという意味ではありません。exists in + forms/states/versions は、物事がどのような形で存在するかを表す応用可能な形です。
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1つのデザインの複数のバージョンが、順番に現れるのではなく同時に存在すると表す文はどれですか。
- The design exists in several versions at the same time.
- The design enters several versions one after another.
- The design exists several versions at the same time.
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The design exists in several versions at the same time.
because ... as ... increases:原因を示し、変化を関連づける
because は、日常の物体でこうした波の性質が見えない理由を導きます。その理由の中で、as the momentum increases は「運動量が増えるにつれて」という意味で、一方の変数がもう一方とともに変化することを表します。ここでは、運動量が増える一方で、波長は短くなります。 応用できる形は A increases/decreases as B increases/decreases です。この用法の as は関連する変化を表し、「~として」という意味ではありません。
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変化している二つの事柄を as で結んでいる文はどれですか。
- The room gets brighter as the sun rises.
- The room gets brighter because the lamp is on.
- She works as a lighting designer.
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The room gets brighter as the sun rises.
If we took a single atom and blew it up to the size of the solar system, 解説
1:52もし単一の原子を太陽系のサイズまで膨らませたとしても、
blew it up to the size of ...:目標サイズまで拡大する
blew it up to the size of ... の blow up は、何かを爆発で破壊するという意味ではなく、実物や表現上の大きさを大幅に拡大するという意味です。blew は blow の過去形で、it は前に出た a single atom を指します。to the size of ... は拡大後の目標サイズを示します。 再利用できる形は blow + 目的語 + up to the size of + 名詞です。目的語が代名詞なら、blow と up の間に置きます。blow it up と言い、blow up it とは言いません。
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blow が「拡大する」という意味になるように文を完成させてください:The editor blew the image ____ to the size of a poster.
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up
If we took ... would be as small as ...:想像上の尺度を比べる
if節では過去形の took と blew が使われ、主節では would be が使われています。ここでの If + 過去形, would + 動詞の原形は、想像上の尺度を作る形であり、実際に行われた実験を報告しているのではありません。 この文はまず原子を太陽系の大きさまで拡大し、次に as small as を使って猫の波長をその新しい尺度での原子と比べています。応用できる形は If we made X ..., Y would be as ... as Z です。
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同じ構造を使って、想像上の尺度を比較している文はどれですか。
- If we enlarged the model, the scratch would look as wide as a highway.
- If we enlarge the model, the scratch will look as wide as a highway.
- We enlarged the model, so the scratch looked as wide as a highway.
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If we enlarged the model, the scratch would look as wide as a highway.
as small as ...:同じ程度の小ささを比べる
as + 形容詞 + as + 比較対象 は、二つのものが、その形容詞で表される程度において同じくらいだと示す形です。ここでは as small as によって、猫の波長を、想像上の太陽系スケールにある原子と大きさの面で比べています。両者が同じ物体だという意味ではありません。 この形は、as fast as、as heavy as、as bright as のように、ほかの形容詞でも使えます。
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同等比較を完成させてください:The camera is ____ small ____ a coin.
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as · as
far too small to detect:検出できる限界を大きく超えて小さい
too + 形容詞 + to + 動詞は、形容詞が表す程度が、後ろの動作をできなくするほどであることを示します。ここで too small to detect は「小さすぎて検出できない」という意味で、that が指すものが検出できない対象です。 far は too を強めます。far too small は、検出できる限界を少しではなく大きく超えて小さいことを表します。
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far too ... to の形を完成させてください:This backpack is ____ heavy ____ carry by myself.
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far too · to
one at a time:別々に、1つずつ
one at a time は、人や物を1回につき1つだけ扱ったり、動かしたり、放出したりすることを表します。この実験では、電子をまとめてではなく、1個ずつ発射しています。 順番を管理するときに使える表現で、人に1人ずつ入るよう伝えたり、質問を1つずつしてもらったり、物を個別に扱ったりするときに使えます。
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「別々に、1つずつ」を意味する決まった表現を完成させてください:Please bring the chairs in one ____ a time.
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at
a set of two narrow slits cut in a barrier:障壁に開けられた2本の細いスリット
この句の slits は、細長くてとても狭い開口部を指します。a set of two narrow slits は、そのような開口部が2つあり、実験装置の一つのまとまりとして扱われているという意味です。 cut in a barrier は slits を説明し、その開口部が障壁に作られていることを示します。ここでの cut は受け身の意味を持つ過去分詞で、電子が行う動作ではありません。
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a set of two narrow slits cut in a barrier は何を表していますか。
- 障壁の周りを動く2つの丸い物体
- 障壁に作られた細長い2つの開口部
- 一つの狭い開口部の中に置かれた2つの障壁
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障壁に作られた細長い2つの開口部
on the far side:反対側に
on the far side は、話し手や観察者がいる側とは反対の側を表します。通常は、物や境界を越えた向こう側という意味です。 この文では、電子が障壁を通過した後に着く側を指します。far は相対的な側を示す語で、その場所が非常に遠いという意味ではありません。
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on the far side と必要な前置詞を使って文を完成させてください:The detector is ____ the barrier, opposite the source.
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on the far side of
keeping track of all the individual detections:個々の検出を漏れなく記録する
keep track of は、ある情報を継続的に記録したり、確認したり、把握したりするという意味です。ここでは、結果を一つも見落とさないよう、個々の検出をすべて記録することを表します。 -ing 句の keeping track of... は、実験を繰り返している間に同時に行う動作を加えています。この表現の track は継続的な記録や把握を指し、「走路」という意味ではありません。
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keep track of を正しい形にして文を完成させてください:I use a calendar to ____ every deadline.
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keep track of
you'll see them trace out a pattern that's characteristic of wave behavior, 解説
2:30波の振る舞いに特徴的なパターンを描き出すのが見えるでしょう。
trace out a pattern:見える形を徐々に作り出す
trace out a pattern は、一連の位置、痕跡、動きによって、認識できる形を徐々に作り出したり、見えるようにしたりすることを表します。ここでは、記録された多数の検出点が積み重なり、波のようなパターンが見えるようになります。 out には、経路や形がより完全な形で示されるという意味が加わります。「何かを外側へ追いかける」という意味ではありません。
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trace out を正しい過去形にして文を完成させてください:As the sparkler moved, it ____ a bright circle in the air.
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traced out
characteristic of wave behavior:波の振る舞いに典型的な特徴を示す
ここで characteristic は形容詞で、be characteristic of + 名詞 という形で使われています。あるパターンが characteristic of wave behavior だというのは、波に典型的な特徴をもつという意味です。そのパターンは、観察した現象を波の振る舞いと結びつける証拠になります。 この表現が示すのは典型的な特徴であり、人の性格ではありません。観察した特徴を、それがよく見られる集団・様式・過程と結びつけるときにも同じ形を使えます。
練習
「~に典型的な」という意味の決まった形を完成させてください:This color pattern is characteristic ____ the species.
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of
regions with many electrons separated by regions where there are none at all. 文法
2:35電子が集中している領域と全くない領域が分かれているのです。
separated by regions where there are none at all:領域が交互に並ぶ分布を表す
Separated by regions ... は、前にある regions with many electrons を説明する過去分詞句です。電子が多い領域の間に別の領域があることを示し、2種類の領域が空間的に交互に並ぶパターンを作っています。 Where there are none at all は、2つ目の regions を修飾する関係節です。ここで where は「その領域内で」、none は electrons を指し、at all は否定を強めています。つまり、その領域に電子はまったくありません。
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光のない暗い領域が明るい領域の間にあることを表す文はどれですか。
- Bright areas are separated by dark areas where there is no light at all.
- Bright areas are separated from all light, so they appear dark.
- Bright areas separate the dark areas because light is everywhere.
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Bright areas are separated by dark areas where there is no light at all.
go away:何かが消える場合
ここで go away は「消える」「見えなくなる」という意味です。主語が縞模様なので、縞模様がもう生じないことを表しており、縞模様が別の場所へ移動するという意味ではありません。 go away は、跡、痛み、におい、音、問題、視覚効果などにもこの意味で使えます。主語と文脈を見て、「消える」なのか、より文字どおりの「立ち去る」なのかを判断します。
練習
ここで学んだ「消える」という意味の句動詞で文を完成させてください:The headache should ____ after some rest.
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go away
a result of ... going ...:原因を示す形
a result of は、あることを生じさせる原因や過程を導きます。ここでは the pattern が結果で、each electron going through both slits が原因として示されています。 of の後ろには、-ing 形を中心にした名詞句を置けます。each electron going through both slits では、each electron が going の動作をするものを示しています。この構造により、一つの出来事全体を原因として表せます。
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lose を正しい形にして文を完成させてください:The error was a result of the sensor ____ power.
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losing
isn't ... or ..., but ... and ... simultaneously:二者択一を否定して両方同時に訂正する形
isn't A or B, but A and B simultaneously という型は、まず「AかBのどちらか」という解釈を否定し、それを「AとBが同時に成り立つ」という解釈に置き換えます。ここでは、電子が左か右を選ぶという考えが否定され、left and right simultaneously が強調された修正内容です。 より一般的に、not A but B は2つ目の内容で1つ目の内容を訂正します。この文では or が選択肢を示し、and と simultaneously の組み合わせが、2つの状態が同時に成り立つことを示します。
練習
二者択一の考えを否定し、両方が同時に成り立つ内容へ置き換えている文はどれですか。
- The light isn't flashing red and blue, but red or blue.
- The light flashes red because blue is off.
- The light isn't flashing red or blue, but red and blue simultaneously.
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The light isn't flashing red or blue, but red and blue simultaneously.
This superposition of states also leads to modern technology. フレーズ
2:55この状態の重ね合わせは、現代のテクノロジーにもつながっています。
also leads to modern technology:lead to + 結果
lead to + 結果という形は、「その結果を引き起こす、もたらす、または可能にする」という意味です。この文では、leads は単数主語 superposition に一致した形で、modern technology が結果です。also は、それまでの内容にこの結果も付け加えています。 ここでの to は前置詞なので、lead to better results のような名詞句や、lead to finding a solution のような -ing 形が後に続きます。この用法は、人をある場所まで実際に案内するという意味ではありません。
練習
「この結果を引き起こす」という意味の表現になるように lead を使って文を完成させてください:A lack of sleep can ____ poor concentration.
答えを見る
lead to
spread-out wave-like orbit:二つの複合修飾語
spread-out wave-like orbit では、spread-out と wave-like はどちらも名詞 orbit の前に置かれ、orbit を修飾しています。spread-out は軌道がある範囲に広がっていることを表し、wave-like は波の特徴を持つことを表します。 ハイフンは、複数の語からなるそれぞれの説明を一つの簡潔な修飾語にまとめます。ここでは、どちらの表現も動作を表していません。二つの性質を一つの科学的な名詞句にまとめています。
練習
spread-out wave-like orbit の構造を正しく説明しているのはどれですか。
- spread-out と wave-like はどちらも orbit を修飾している。
- Spread-out は文の主動詞である。
- Wave-like は orbit ではなく nucleus を修飾している。
答えを見る
spread-out と wave-like はどちらも orbit を修飾している。
Bring ..., and ...:動作に続いて結果を示す形
この文は、命令文の節 Bring two atoms close together で始まります。その後、接続詞 and が結果を表す節を導きます。この型では、最初の節が条件または手順を示し、二つ目の節がその後に起こることを示します。つまり「Do X, and Y happens.」という形です。 ここで Bring は、結果を説明しやすくするために状況の変化を想像させています。視聴者に実際の原子を扱うよう命令しているとは限りません。
練習
「命令文 + and + 結果」の形を、当てはまる一語で完成させてください:Press the green button, ____ the machine will start.
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and
are shared between them:二つの原子の間で共有される受動表現
この文の are shared は受動態です。電子は一つの原子だけに属するのではなく、二つの原子がその電子を共有しています。between them の them は、その二つの原子を指します。 応用できる be shared between A and B という型は、同じものを A と B が一緒に使ったり、持ったり、分けたりすることを表します。
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二人が責任を分担する文を、正しい前置詞で完成させてください:The responsibility is shared ____ Ava and Noah.
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between
This is how some chemical bonds form:仕組みと結果を結び付ける表現
ここでの This は、直前に説明された電子を共有する過程を指します。how some chemical bonds form は、その過程が何を説明しているのか、つまり化学結合が生まれる仕組みを示します。 This is how + 主語 + 動詞という型は、情報を整理する働きをします。最初に過程を説明し、その後でこの型を使って過程と結果を結び付けます。ここでの how は方法や仕組みについての説明を導く語であり、質問を作っているわけではありません。
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This で始まる目標のまとめ表現を使って、二つ目の文を完成させてください:The fan pushes hot air outside. ____ the room stays cool.
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This is how
isn't ... atom A or atom B, but A + B:二者択一ではなく両方の組み合わせ
isn't ... A or B, but ... という形は、まず「AかBのどちらか一方」という読み方を否定します。ここでは、電子が原子Aだけ、または原子Bだけに限られるのではなく、but の後で両方の原子が関わる状態へと言い換えています。 A + B は、A と B がともに関わることを示す簡潔な記号です。この文のプラス記号は組み合わせを示し、計算を指示するものではありません。
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二者択一の解釈を否定し、二つの性質がどちらも関わると述べている文はどれですか。
- The material is based on either strength or flexibility, but never both.
- The material isn't based on just strength or flexibility, but on a combination of both.
- The material has strength, while flexibility is a separate topic.
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The material isn't based on just strength or flexibility, but on a combination of both.
As you add more atoms:同時に進む二つの変化
As you add more atoms の as は、「その過程が進むにつれて」または「それと歩調を合わせて」という意味で、「~として」ではありません。この節は、加える原子が増えていくという一つの変化を示します。 主節は、それに連動する変化、つまり電子がより広く分布することを示します。As + 変化, ... + 変化 という形は、並行して進む二つの傾向を整理して示します。関係性を示唆することはありますが、一つの原因だけに焦点を当てる形ではありません。
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二つの変化が同時に進むことを as で表している文はどれですか。
- Lena used the empty box as a table.
- As a musician, Lena practices every day.
- As the crowd grew, the room became noisier.
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As the crowd grew, the room became noisier.
spread out:より広い範囲に分散する
ここで spread out は「より広い領域や範囲に分散する」という意味です。原子が増えると、電子は個々の原子の周りに集中しにくくなり、固体のより広い部分に広がります。 spread out は目的語なしで使うと、集団が以前ほど密集しなくなることをよく表します。また、分布が多くの可能な結果に広がることも表せます。焦点は分布範囲が広がることであり、物質を表面に塗ることではありません。
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spread out が、集団がより広い範囲に分散するという意味で使われている文はどれですか。
- The volunteers spread jam on the bread.
- The volunteers spread out across the park to search for the missing dog.
- The volunteers spread the map out on the table.
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The volunteers spread out across the park to search for the missing dog.
aren't bound to ... but shared among ...:1つの制限を否定して実際の状態を示す
not ... but ... の形は、まず1つの説明を否定し、その後で正しい説明に置き換えます。ここで aren't bound to a particular atom は各電子が1つの原子だけに閉じ込められてはいないことを示し、but shared among all of them は電子が原子の集団全体に分布していることを示します。 Bound と shared は受け身の形で、電子が行う動作ではなく、電子がどのような状態にあるかを表します。対比全体は are not bound ... but are shared ... と読め、2つ目の are は意味が明らかなため省略されています。
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データが1台のサーバーだけに制限されず、複数のサーバーに分散していることを自然に表す文はどれですか。
- The data is bound to reach one server before it is shared.
- The data isn't bound to one server but shared among several servers.
- The data is stored on one server and not shared with any others.
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The data isn't bound to one server but shared among several servers.
extending over a large range of space:-ing の分詞句で空間的な広がりを補う
Extending over a large range of space は「広い範囲にわたって広がる」という意味です。extend over + 範囲 という形では、over が何かの占める空間の広さを示します。 ここで extending は現在分詞で、直前の説明を受け、その状態が空間的にどこまで広がるかを補足します。独立した主語や時制を示す動詞がないため、この字幕断片だけで新しい完全な主節にはなりません。
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extending over を使って空間的な広がりを補ってください:The storm formed a wide cloud band, ____ hundreds of miles.
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extending over
determines the ways electrons move through the material:電子が材料中を動く仕方を決める
determines the ways electrons move through the material という部分は、状態の重ね合わせが、電子が材料の内部をどのように移動するかを左右するという意味です。ways は物理的な「道」ではなく、動き方やパターンを指します。 応用できる形は determine the way(s) + 主語 + 動詞 です。electrons move through the material は ways を説明する節で、the ways in which electrons move through the material と展開できます。この形は、ある要因が仕組みの動きを引き起こしたり決めたりする関係を説明するときによく使われます。
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determine the way を正しい形にして文を完成させてください:The shape of the nozzle ____ water flows through it.
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determines the way
whether it's A or B or C:考えられる分類を並べる
whether は、考えられる分類を並べる節を始めます。ここでは、物質が導体、絶縁体、半導体のどれなのかを示しています。これは直接の質問ではなく、より大きな文の一部として内容を補う節です。このような節では whether + 主語 + 動詞という通常の語順を使い、疑問文の語順にはしません。 選択肢は or で区切ります。可能性が三つ以上ある場合も、or を使って追加できます。
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埋め込まれた節の中で whether を使い、三つの分類の可能性を正しく示している文はどれですか。
- The test shows whether is the sample a conductor, an insulator, or a semiconductor.
- The test shows whether the sample is a conductor, an insulator, or a semiconductor.
- The test shows whether the sample a conductor, an insulator, or a semiconductor.
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The test shows whether the sample is a conductor, an insulator, or a semiconductor.
allows us to precisely control the properties of semiconductor materials like silicon. 解説
3:48シリコンのような半導体材料の特性を正確に制御できるようになります。
allows us to precisely control:動作を可能にする
allow + 目的語 + to不定詞は、条件、道具、知識などによって、ある動作が可能になることを表します。この文では、Understanding how electrons are shared among atoms が原因、us がその能力を得る人、to precisely control が可能になる動作です。誰かが許可を与えるという意味ではなく、動作を可能にするという意味です。 precisely は control を修飾し、とても正確に制御できることを表します。再利用できる形は X allows someone to do Y です。
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allow + us + to の形を使って文を完成させてください:The new software ____ compare the two maps quickly.
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allows us to
semiconductor materials like silicon:silicon と silicone の違い
名詞句 semiconductor materials は、電子分野で使うために電気的性質を制御できる材料を指します。like silicon の like は「〜のような例」という意味で、silicon をこのグループの一例として挙げています。 ここでの silicon は元素の「ケイ素」で、多くの電子機器やコンピューターチップの基礎材料として使われます。
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英語の文を聞いて、聞こえた文を選んでください。silicon の語尾に注目しましょう。
- Silicone is widely used in computer chips.
- Silicon is widely used in computer chips.
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Silicon is widely used in computer chips.
Combining ... allows us to ...:方法と結果を結び付ける形
Combining different semiconductors in the right way は動名詞句です。句全体が主語になり、前の文に付け足された動作ではなく、ここで説明する方法を表しています。 単数形の動詞 allows は、その方法と可能になる結果を結び付けます。形は Doing X allows us to do Y です。ここでの結果は、非常に小さなスケールでトランジスタを作ることです。
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combine の -ing 形と allows us to を使って、方法と結果を結ぶ形を完成させてください:____ the two data sets ____ find missing records.
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Combining · allows us to
on a tiny scale:非常に小さな寸法を表す
on a tiny scale は「物理的な大きさやレベルが非常に小さい状態で」という意味です。ここでは、トランジスタを極めて小さく作れるため、1つのチップに数百万個を収められることを示しています。 on a ... scale という型は、活動や物の大きさ・範囲を表します。on a large scale は「大規模に」、on a global scale は「世界規模で」という意味です。この用法の scale は大きさや範囲の段階を指し、重さを量る「はかり」ではありません。
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on a ... scale を使って非常に小さな物理的寸法を表している文はどれですか。
- The components are weighed on a laboratory scale.
- The components are manufactured on a massive scale.
- The components are manufactured on a microscopic scale.
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The components are manufactured on a microscopic scale.
power the computer:動詞としての power
ここで power は「力」や「電力」という名詞ではなく、目的語を取る動詞です。「機器やシステムが動くためのエネルギーや重要な仕組みを与える」という意味です。この文では、チップと電子がコンピューターを動かすものとして示されています。 再利用できる型は X powers Y です。X は Y を動かすエネルギー源や仕組みで、Y は動作する機器やシステムです。you're using to watch this video は、どのコンピューターかを示しているだけです。
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power を「機器を動かすエネルギーを供給する」という意味の動詞として使っている文はどれですか。
- A timer turns on the lights at sunset.
- A charger charges the backup battery.
- Solar panels power the lights in the building.
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Solar panels power the lights in the building.
An old joke says:よく知られたユーモラスな言い回しの導入
An old joke says は、話し手がよく知られたユーモラスな言い回しとして扱う内容を導入します。ここで says はジョークの内容を伝える働きで、ジョークが実際に話すという意味ではありません。old は以前から広まっていることを示しますが、正確な文面・作者・出典が特定できるとは限りません。 談話を組み立てる表現として、この導入は一時的に雰囲気を軽くし、その後で話し手を本題へ戻します。
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この文で An old joke says はどのような働きをしていますか。
- 確認済みの出典があるとは主張せず、よく知られたユーモラスな言い回しを導入する。
- 引用の正確な作者名と題名を示す。
- その内容が科学的事実だと証明する。
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確認済みの出典があるとは主張せず、よく知られたユーモラスな言い回しを導入する。
At a very deep level, though:根本的な説明への転換
At a very deep level は説明の階層を変えます。ここでの deep は抽象的な意味です。話し手は表面的なジョークの先にある科学的な基礎へ目を向けており、物理的な場所を説明しているのではありません。 Though は直前のジョークとの対比を示します。冒頭の枠組みの中に置くことで、真面目な主張へ滑らかに戻しています。
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ここで At a very deep level, though はどのような転換をしていますか。
- 同じ説明の階層でジョークを続ける。
- 表面的なジョークから、その背後にある科学的説明へ移る。
- インターネットが物理的に地中深くにあると述べる。
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表面的なジョークから、その背後にある科学的説明へ移る。
A owes its existence to B:Aの存在をBに帰する表現
構文 A owes its existence to B は、「Aが存在する重要な理由はBである」という意味です。ここでの owe は金銭的な借りがあるという意味ではなく、強い因果関係を示します。 この文では、the internet がA、the Austrian physicist and his imaginary cat がBとして示されています。所有格の its はAを指し、to の後には、Aを可能にしたとされる人物・発見・条件・出来事が続きます。
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owe its existence to を正しい形にして文を完成させてください:The coastal town ____ the natural harbor that protected early ships.
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owes its existence to