什么是海森堡不确定性原理? - Chad Orzel:英语精读讲义

TED-Ed

学习难度
703 词 174 词/分

视频简介:本视频解释海森堡不确定性为何源于量子物体同时具有波动性和粒子性,而非测量不够精确。通过波包的形成过程,说明位置越精确,动量就必然越不精确,反之亦然。 主要英语知识点: 1. The uncertainty principle exists because — 语篇、叙事与修辞:识别一种先给出结论、再立即引入现象根本原因的科普组织方式。你可以复用这个框架,有条理地解释科学结果、社会趋势或反复出现的问题,让听者迅速把握因果主线。 2. waves cancel out — 短语动词:理解 cancel out 在这里表示波峰与波谷叠加时,两列波的作用相互抵消。它也可以描述方向相反的力量、数值效应、声音、优点或缺点彼此抵消,最终几乎不产生净结果的情况。 3. isn't a matter of measuring well or badly, but an inevitable result of combining particle and wave nature. — 语法与句型:掌握 isn't a matter of ..., but ... 如何先否定一个看似合理的误解,再用正确解释重新界定问题。这个对比句型能帮助你在正式论证中,清楚区分偶然的实际操作问题与事物本身不可避免的结果。

本篇讲解

The Heisenberg uncertainty principle is one of a handful of ideas from quantum physics to expand into general pop culture. 講解

0:06

海森堡不确定性原理是少数几个从量子物理学扩展到大众流行文化的理念之一。

短語搭配

one of a handful of ideas:极少数想法中的一个

在 one of a handful of ideas 中,a handful of 表示“数量很少的”。这里是比喻用法,并不是说有人真的用手抓着这些想法。 one of + a handful of + 复数名词表示某个事物属于一个很小的群体。本句用它强调,只有极少数量子物理概念进入了广泛的大众文化。

练习

哪一句表示只有很少的学校开设这门课程?

  1. It is the only school offering the course.
  2. It is one of many schools offering the course.
  3. It is one of a handful of schools offering the course.
查看答案

It is one of a handful of schools offering the course.

語法

to expand into general pop culture:名词后描述实际发展的不定式

不定式短语 to expand into general pop culture 放在 ideas 后面,用来指出说的是哪些概念:也就是那些后来超出量子物理领域、传播到广泛大众文化中的概念。 在这个语境中,to expand 描述这些概念后来发生了什么,而不是它们的目的。可以展开理解为 ideas that expanded into general pop culture。

练习

句中的 to expand into general pop culture 起什么作用?

  1. 它说明物理学家创造这些概念的目的。
  2. 它指出的是后来传播到广泛大众文化中的那些概念。
  3. 它表示大众文化打算研究量子物理。
查看答案

它指出的是后来传播到广泛大众文化中的那些概念。

It says that you can never simultaneously know the exact position and the exact speed of an object 用詞

0:14

它指出你永远无法同时知道一个物体的准确位置和准确速度,

用詞

never simultaneously know:限制的是“两者同时知道”

在 never simultaneously know 中,simultaneously 表示“在同一时间”。它把限制放在“同时知道精确位置和精确速度”这件事上。 这句话不是说任何一项数值单独都永远无法知道。更一般地说,当 never 限定由 simultaneously 连接的两个动作或状态时,不可能的是二者的组合;每一项本身未必不可能。

练习

在这句话中,哪一项是对 never simultaneously know 的正确理解?

  1. 任何一个精确值单独都永远无法知道。
  2. 两个精确值可以同时知道,只是时间很短。
  3. 你可以知道其中一个精确值,但不能在同一时间知道两个精确值。
查看答案

你可以知道其中一个精确值,但不能在同一时间知道两个精确值。

and shows up as a metaphor in everything from literary criticism to sports commentary. 講解

0:20

并作为一种比喻出现在从文学批评到体育解说的各个领域。

短語動詞

shows up as a metaphor:以隐喻这种形式出现

这里的 shows up 表示“出现”或“可以被发现”,不是“到场”。as a metaphor 说明这个想法出现时的形式或作用:人们在文学批评、体育评论等领域把它用作隐喻。 可迁移的结构 X shows up as Y 表示 X 以 Y 这种形式或作用显现出来。

练习

请选择 shows up as 用来说明问题呈现形式的句子。

  1. The software bug shows up as a blank screen on some phones.
  2. The software bug shows up in the latest test report.
  3. The developer shows up at the office before nine.
查看答案

The software bug shows up as a blank screen on some phones.

語法

everything from A to B:用两个端点表示广泛范围

everything from literary criticism to sports commentary 用两个差别很大的端点说明这种隐喻出现在广泛的领域中。everything 强调其中包括许多领域,而不只是明确提到的两个例子。 这里的 from A to B 用来组织一系列例子,并不表示从一个地点移动到另一个地点。当两个端点能迅速让人想到广泛的范围时,可以使用 everything from A to B。

练习

补全表示范围的结构 everything from A to B:The library has books on everything ____ space travel ____ ancient history.

查看答案

from · to

Uncertainty is often explained as a result of measurement, 語法

0:26

不确定性通常被解释为测量的结果,

語法

is often explained as a result of:转述一种常见解释

is often explained 构成被动结构:Uncertainty 是被解释的对象,而作出解释的人没有被说出来。as a result of measurement 给出解释的具体内容,即认为测量造成或产生了不确定性。 often 表示这种解释很常见。转述一种常见解释,并不自动表示说话人把它当作事实接受。这一结构适合先介绍一种熟悉的解释,再对它进行讨论或质疑。

练习

哪个句子正确使用了这一被动结构来转述一种常见解释?

  1. Rising costs are often explained the decline as a result.
  2. The decline often explains as a result of rising costs.
  3. The decline is often explained as a result of rising costs.
查看答案

The decline is often explained as a result of rising costs.

that the act of measuring an object's position changes its speed or vice versa. 講解

0:29

即测量物体位置的行为会改变其速度,反之亦然。

語法

the act of measuring:给动作命名

the act of + -ing 这个结构给一个动作命名,让人可以讨论或分析这个动作本身。这里,the act of measuring 表示“测量这一行为”;act 指行为或动作,不是表演。 完整的名词短语 the act of measuring an object's position 是 changes 的主语。这个结构让句子聚焦于测量行为所造成的影响。

练习

请用 press 的 the act of + -ing 形式完成句子:____ the emergency switch stopped the machine.

查看答案

The act of pressing

短語搭配

or vice versa:反转前面的关系

Or vice versa 表示“或者把双方对调后,同样的关系也成立”。当听者能够推断出反向关系时,它可以避免重复说第二个完整句子。 这里第一个方向是:测量物体的位置会改变它的速度。反向关系是:测量它的速度会改变它的位置。Vice versa 指的就是这种反转,并不是引入另一个无关动作。

练习

请用表示“或者双方角色对调”的短语完成句子:One teammate can navigate while the other drives, ____.

查看答案

or vice versa

The real origin is much deeper and more amazing.

0:34

但它真正的起源要深刻得多,也更令人惊叹。

The uncertainty principle exists 表達脈絡

0:38

不确定性原理的存在,

because everything in the universe behaves like both a particle and a wave at the same time. 語法

0:40

是因为宇宙中的一切都同时表现出粒子和波的特性。

表達脈絡

The uncertainty principle exists because:先说现象,再说原因

这个分句先点出要解释的现象:The uncertainty principle exists。接着,because 引出说话人给出的主要原因。 可迁移的信息结构是 X exists because Y:先说明什么现象存在,再把原因放在 because 后面。在本句中,because 后的内容是核心解释,不是额外背景。

练习

哪一句先指出一个现象,再说明它存在的原因?

  1. The pattern exists, but the system repeats the same process every hour.
  2. The pattern exists because the system repeats the same process every hour.
  3. Because the system repeats every hour, the pattern might exist.
查看答案

The pattern exists because the system repeats the same process every hour.

語法

both a particle and a wave:两种属性同时成立

在 both a particle and a wave 中,both A and B 把两个形式平行的名词短语连接起来,表示两种描述同时适用。它们位于 behaves like 之后,说明一切事物表现出的两种方式,并不是二选一。 A 和 B 要保持相同的语法形式。这里两边都是带各自冠词的单数可数名词短语:a particle 和 a wave。

练习

用 both ... and 完成句子,表示两种特点都成立:The material is ____ light ____ strong.

查看答案

both · and

In quantum mechanics,

0:46

在量子力学中,

the exact position and exact speed of an object have no meaning. 用詞

0:47

一个物体的准确位置和准确速度是没有意义的。

用詞

have no meaning:在某个框架内不可定义

这里的 have no meaning 不是说人们没能理解这些词。它是说,在所讨论的理论框架中,物体的精确位置和精确速度不能同时成为定义明确的量。 这比 we do not know 更强。知识不足仍然意味着答案可能存在;have no meaning 则表示,在这些条件下,所设想的精确组合不是一种有效的描述。

练习

在科学讨论中,"The quantity has no meaning in this model" 是什么意思?

  1. 这个量在该模型中没有定义。
  2. 研究人员目前还不知道这个量的数值。
  3. 这个量有一个尚未被发现的隐藏定义。
查看答案

这个量在该模型中没有定义。

To understand this,

0:52

为了理解这一点,

we need to think about what it means to behave like a particle or a wave. 語法

0:53

我们需要思考像粒子或波一样表现到底意味着什么。

語法

what it means to behave like:嵌入式从句的语序

what it means to behave like ... 是放在 think about 后面的嵌入式 wh-从句。整个从句作介词 about 的宾语,用来询问“以粒子或波的方式表现”该如何定义。 在这个大句子里,从句使用陈述语序 what it means,也就是 it 放在 means 前面。这个结构可用于引出定义或澄清概念。

练习

用 "What does it mean to behave like ...?" 的嵌入式形式完成句子:The class discusses ____ a responsible digital citizen.

查看答案

what it means to behave like

Particles by definition 短語搭配

0:57

根据定义,粒子

短語搭配

by definition:由定义直接得出的判断

by definition 表示“根据这个术语的含义或定义规则”。它表明接下来的判断对该类别中的任何事物都必然成立,并不是说某人在进行“下定义”这个动作。 在这个片段中,by definition 放在 Particles 后面,用来引出粒子定义中包含的特征。解释术语、规则和类别时,也可以用这个短语标明结论的依据。

练习

用表示“这个事实直接来自术语定义”的短语完成句子:____, a triangle has three sides.

查看答案

By definition

exist in a single place at any instant in time. 短語搭配

0:58

在任何瞬间都存在于单一的位置。

短語搭配

at any instant in time:在每一个精确瞬间

at any instant in time 表示“在任意一个选定的精确时刻”。这里 instant 是名词,表示一个精确的时间点;any 表示无论选哪个瞬间,陈述都成立。它不是“很快”的意思。 这个短语把时间按一个个瞬间来看。本句表示物体在每个瞬间都有一个位置,但另一个瞬间的位置可以不同;它并不表示物体一直停在同一个地方。

练习

哪个句子表示可以给出物体在所考虑的每一个精确瞬间的位置?

  1. The system reports the object's position at any instant in time.
  2. The system reports the object's position instantly.
  3. The system reports the object's position at some instant in time.
查看答案

The system reports the object's position at any instant in time.

We can represent this by a graph showing the probability of finding the object at a particular place, 短語搭配

1:01

我们可以用一个图表来表示,显示在特定位置找到该物体的概率,

短語搭配

can represent this by a graph showing ...:用显示……的图来表示

Represent A by B 表示“用 B 来表达或展示 A”。在本句中,this 是 A,a graph 是 B,因此 can represent this by a graph 表示可以用视觉方式呈现这个概念。 Showing the probability ... 是修饰 a graph 的分词短语,用来说明这张图显示什么。它不是另一个主要动作。可以迁移使用的结构是 represent A by a graph or chart showing + 信息。

练习

哪一句正确使用了 represent A by a chart showing ...?

  1. We can represent by the results a chart showing monthly changes.
  2. We can represent the results by a chart shows monthly changes.
  3. We can represent the results by a chart showing monthly changes.
查看答案

We can represent the results by a chart showing monthly changes.

短語搭配

the probability of finding ...:找到……的概率

The probability of finding ... 表示“找到……的概率”。probability 是中心名词,of finding ... 指明正在衡量哪件事发生的可能性。 这里 of 是介词,所以后面的动词要用 -ing 形式:probability of finding,而不是 probability of find。在这个语境中,finding the object 指通过观察或测量定位、测得该物体,不一定是发现此前未知的事物。

练习

用高亮结构补全句子:Researchers estimated ____ finding clean water in the area.

查看答案

the probability of

which looks like a spike, 用詞

1:07

这看起来像一个尖峰,

100% at one specific position and zero everywhere else.

1:09

在一个特定位置是100%,而在其他地方都是零。

用詞

looks like a spike:描述图表中的尖峰

looks like a spike 用熟悉的形状来描述图表。本句中,数值只在一个确切位置达到 100%,其他位置都是零,因此图上出现一个狭窄而高的峰。 在图表描述中,spike 指突然出现的尖锐高峰,不一定是现实中的尖状物。look like + 名词这一结构可以把抽象图形与熟悉的形状作比较,帮助听者想象图形。

练习

以下哪项最准确地解释了句中 spike 的含义?

  1. 固定在图表上的一枚金属钉子
  2. 图表上一个狭窄、突然出现的尖峰
  3. 贯穿图表的一条水平线
查看答案

图表上一个狭窄、突然出现的尖峰

Waves,

1:13

波,

on the other hand, 表達脈絡

1:13

另一方面,

are disturbances spread out in space, 短語動詞

1:14

是在空间中展开的扰动,

表達脈絡

on the other hand:标示对比的另一面

on the other hand 是一个话语标记,用来切换到比较中形成对照的另一面。前面的信息描述粒子;这句话转向波,提示听者比较两者不同的空间特征。 它放在 Waves 后面并用逗号隔开,把 Waves 标记为新的对比话题。它不是指现实中的“另一只手”,而且前一面不一定要明确使用 on the one hand。

练习

哪句话使用了正确的标记来对比两个事实,同时没有否定第一个事实?

  1. The neighborhood is noisy. For example, the rent is affordable.
  2. The neighborhood is noisy. On the other hand, the rent is affordable.
  3. The neighborhood is noisy. On the contrary, the rent is affordable.
查看答案

The neighborhood is noisy. On the other hand, the rent is affordable.

短語動詞

spread out in space:描述广泛分布

在本句中,spread out in space 描写的是分布在一片范围内不同位置、而不是集中于一点的扰动。out 增加了“范围展开、分布变广”的意思,in space 则说明这种分布存在于空间中。 从语法上看,spread out in space 是放在 disturbances 后面的过去分词短语,用来描述它们。这里表示一种分散分布的状态,并不只是说某物向前传播。

练习

用 spread out 完成句子,表示事物分布在较大范围内:The weather stations are ____ across the island.

查看答案

spread out

like ripples covering the surface of a pond. 表達脈絡

1:17

就像覆盖在池塘表面的涟漪。

表達脈絡

like ripples covering the surface of a pond:使用具体类比

在这段解释中,like ripples covering the surface of a pond 用熟悉的画面来说明抽象概念。它让读者想象波在一片范围内展开,就像看得见的涟漪在水面上铺开一样。 covering the surface of a pond 描写 ripples,并突出两者共有的特征。池塘并不是实际情境的一部分。在解释中,like 可以引出类比:两个事物只是在所讲的特征上相似,并不是完全相同的事物。

练习

在句子 "A rumor moved through the crowd like ripples spreading across water," 中,以 like 开头的短语起什么作用?

  1. 它提供一个熟悉的画面,说明谣言是怎样传播的。
  2. 它把水说成谣言的来源。
  3. 它表示人群正站在一个真实的池塘里。
查看答案

它提供一个熟悉的画面,说明谣言是怎样传播的。

We can clearly identify features of the wave pattern as a whole, 短語搭配

1:20

我们可以清楚地识别整个波浪模式的特征,

短語搭配

as a whole:把事物作为一个完整整体来看

这里的 as a whole 表示“把整个波形当作一个完整单位来考虑”。它限定了识别特征时的观察角度:这些特征属于整体模式,而不是波上的某一个精确位置。 这个短语可以放在名词短语之后,也可以出现在分句末尾。它强调完整的对象或群体,并不表示“完全地”。

练习

as a whole 在“We need to examine the system as a whole”中是什么意思?

  1. 我们需要彻底检查系统,不能留下任何未完成的部分。
  2. 我们需要把完整的系统作为一个整体来考察。
  3. 我们只需要考察系统的一个部分。
查看答案

我们需要把完整的系统作为一个整体来考察。

most importantly, 表達脈絡

1:23

最重要的是,

its wavelength,

1:24

它的波长,

which is the distance between two neighboring peaks or two neighboring valleys. 語法

1:25

也就是两个相邻波峰或两个相邻波谷之间的距离。

表達脈絡

most importantly:提示最高优先级的信息

most importantly 是一个给信息排序的话语标记。它告诉听者,接下来的要点比正在讨论的其他信息更重要;这里的要点就是波长。 它评价的是后面整个观点的重要性,而不是描述某个动作是怎样完成的。

练习

选择能把安全标为最高优先事项的表达:“We should stay on schedule, but _____, we must keep everyone safe.”

  1. for example
  2. at the same time
  3. most importantly
查看答案

most importantly

語法

术语, which is + 定义

Which 回指 wavelength。后面的从句把它定义为两个相邻波峰或两个相邻波谷之间的距离。这不是一个问题;which 在这里引出解释性的关系从句。 使用“术语, which is + 定义”这一结构,说话人可以先说出术语,再立刻解释它。逗号表示从句是补充性的非限制信息,而不是用来从多个对象中选定一个。

练习

使用“术语, which is + 定义”结构补全句子:Density, ____ mass per unit volume, is an important property of matter.

查看答案

which is

But we can't assign it a single position. 短語搭配

1:30

但我们不能给它指定一个单一的位置。

短語搭配

assign it a single position:为对象指定位置

短语 can't assign it a single position 表示无法为它指定一个确切位置。在 assign + 对象 + 值、角色或位置 这一结构中,it 是接受指定的对象,a single position 是要指定给它的内容。 这里 assign 表示“指定”或“作为正式值赋予”,不只是“给某人布置工作”。给人或事物指定数字、标签、角色或位置时,也会使用这个结构。

练习

哪个句子自然地使用 assign + 对象 + 值 来表示“给出一个识别值”?

  1. The system assigns a unique number each sample.
  2. The system assigns each sample a unique number.
  3. The system assigns each sample with a unique number.
查看答案

The system assigns each sample a unique number.

It has a good probability of being in lots of different places. 短語搭配

1:32

它有很大的概率出现在许多不同的地方。

短語搭配

a good probability of being in:good 表示程度

在 a good probability 中,good 表示程度,意思是“相当高”或“可观”,不是道德意义上的“好”。因此,a good probability of being in ... 表示处于后面所说位置或状态的可能性相当大。 结构是 a probability of + -ing 形式。这里,being in 引出可能处于的位置,lots of different places 补充说明这些位置。这个说法没有给出精确的数字概率。

练习

在这个句子中,a good probability 表示什么?

  1. 一个精确的数字概率
  2. 道德上好的结果
  3. 相当高或可观的概率
查看答案

相当高或可观的概率

Wavelength is essential for quantum physics

1:36

波长对量子物理学至关重要,

because an object's wavelength is related to its momentum, 短語搭配

1:39

因为一个物体的波长与其动量有关,

短語搭配

is related to its ...:连接两个概念

Be related to 表示“与某事物有联系”。在这个句子中,is related to 把波长和动量联系起来。Its 是指向该物体的所有格限定词,因此 its momentum 表示“该物体的动量”。 这个短语说明两者存在关系,但它本身并不表示其中一个导致另一个。当证据只支持有关联、没有确定因果关系时,可以使用这个表达。

练习

请用 be related to 的正确形式完成句子:Sleep quality ____ stress levels.

查看答案

is related to

mass times velocity. 用詞

1:42

即质量乘以速度。

用詞

mass times velocity:公式中的乘法读法

在口头读出的公式 mass times velocity 中,times 表示“乘以”,也就是 mass × velocity。英语常把简单的乘法公式读成 A times B。 这里的 times 指乘法运算,不表示“次数”或“时代”。

练习

用一个表示乘法的英文单词完成公式:Force equals mass ____ acceleration.

查看答案

times

A fast-moving object has lots of momentum,

1:44

一个快速移动的物体有很大的动量,

which corresponds to a very short wavelength. 短語搭配

1:46

这对应于非常短的波长。

短語搭配

which corresponds to:把一种描述与对应项连接起来

在这句话中,which 回指物体具有很大动量这一情况。接着,corresponds to 把这种情况与很短的波长联系起来。 Correspond to 用来把一种描述、数值或标记与它所对应的事物连接起来。它适合在同一系统的两种描述方式之间转换,例如把测量值与它所代表的状态对应起来。

练习

哪个句子自然地把传感器读数与一个类别对应起来?

  1. The sensor shows a reading of 100, which corresponds to the highest level on this scale.
  2. The sensor shows a reading of 100, which causes the highest level on this scale.
  3. The sensor shows a reading of 100, which replies to the highest level on this scale.
查看答案

The sensor shows a reading of 100, which corresponds to the highest level on this scale.

A heavy object has lots of momentum

1:49

一个沉重的物体有很大的动量,

even if it's not moving very fast, 語法

1:52

即使它移动得不是很快,

which again means a very short wavelength.

1:54

这同样意味着非常短的波长。

語法

even if ...:条件不改变结果

在 even if it's not moving very fast 中,even if 引出一个看起来可能会改变主要结果的条件。句子的意思是,结果仍然成立:重物即使移动较慢,也可能有很大的动量。 使用 even if + 从句,表示主句在该条件下依然成立。它带有“即便如此,结果也不变”的让步含义,而普通的 if 不包含这层强调。

练习

用一个由两个单词组成的短语完成句子,表示这个条件不会改变决定:We will play outside ____ it rains.

查看答案

even if

This is why we don't notice the wave nature of everyday objects. 表達脈絡

1:56

这就是为什么我们没有注意到日常物体的波的性质。

表達脈絡

This is why:回指原因并引出结果

This is why 回指前面已经给出的解释或原因,并引出接下来的结果。这里的 This 指前文关于日常物体波长极短的整段推理,而不是附近的某一个名词。 结构是 This is why + 结果从句。它按照“先原因、后结果”的顺序组织信息,也可以用来简洁地收束一段解释。

练习

哪个选项正确地把道路结冰作为原因,把学校晚开门作为结果?

  1. The roads were icy. This is why the school opened late.
  2. The roads were icy. This is because the school opened late.
  3. The school opened late. This is why the roads were icy.
查看答案

The roads were icy. This is why the school opened late.

If you toss a baseball up in the air,

2:00

如果你把一个棒球抛向空中,

its wavelength is a billionth of a trillionth of a trillionth of a meter,

2:02

它的波长是一米的亿万分之一的万亿分之一的万亿分之一,

far too tiny to ever detect. 語法

2:06

实在太小了,根本无法探测到。

語法

far too ... to ever detect:远远超过可行界限

在 far too tiny to ever detect 中,too tiny to detect 表示波长小到无法探测。far 加强 too:程度不只是超过可行界限,而是远远超过。 ever 进一步强调无论何时、进行何种尝试都不可能探测到。detect 的宾语可从上下文理解为 wavelength。

练习

哪句话表示绳子比所需长度短得多,因此无法够到阳台?

  1. The rope is far from the balcony, but it is long enough to reach it.
  2. The rope is short, but it still reaches the balcony.
  3. The rope is far too short to reach the balcony.
查看答案

The rope is far too short to reach the balcony.

Small things like atoms or electrons,

2:09

然而,像原子或电子这样微小的东西,

though, 表達脈絡

2:11

虽然很小,

can have wavelengths big enough to measure in physics experiments. 語法

2:12

却能有足够大的波长,可以在物理实验中测量。

表達脈絡

插入式 though,:转折标记

这里的 though 是插入式转折标记,意思接近 however 或 even so。它提示听者:原子和电子与刚才谈到的日常尺度物体不同,它们的波长可以被测量。 这里的 though 不引导 though 从句。去掉它后,句子在语法上仍然完整;两边的逗号把它隔开,因为它用来说明当前信息与前一个观点之间的对比关系。

练习

哪个选项把 though 用作插入式转折标记,而不是引导 though 从句的连词?

  1. The first path is short. The second path, though, is safer.
  2. The first path is short because the second path is safer.
  3. Though the first path is short, the second path is safer.
查看答案

The first path is short. The second path, though, is safer.

語法

big enough to measure:adjective + enough + to-infinitive 结构

在 big enough to measure 中,big 表示程度,enough 表示这个程度已经达到所需的门槛。结构是 adjective + enough + to-infinitive:big enough to measure 表示某物大到了可以测量的程度。 在这个句子中,enough 放在 big 后面。measure 省略的宾语关系指向 wavelengths,也就是有人可以在物理实验中测量这些波长。

练习

哪一个句子正确使用了 adjective + enough + to-infinitive?

  1. This password is easy enough to remember.
  2. This password is enough easy to remember.
  3. This password is easy to enough remember.
查看答案

This password is easy enough to remember.

So if we have a pure wave,

2:16

所以如果我们有一个纯粹的波,

we can measure its wavelength and thus its momentum, 表達脈絡

2:17

我们可以测量它的波长并因此算出它的动量,

but it has no position.

2:20

但它没有固定的位置。

表達脈絡

and thus its momentum:用省略的 measure 标明结果

在 and thus its momentum 中,thus 表明第二个名词词组是第一次测量带来的结果:知道波长后,就能得到动量。这里的信息按“步骤到结果”的顺序推进,而不是并列两个无关项目。 and thus 后面省略了 measure,因为前面的 we can measure 已经让这个动词很清楚。完整形式是 we can measure its wavelength and thus measure its momentum。英语在并列结构中常省略重复动词,前提是意思仍然清楚。

练习

哪一个句子自然地使用 and thus,表示第一个结果进一步带来第二个结果?

  1. The calculation gave us the radius and thus the diameter.
  2. The calculation gave us the radius and thus the weather forecast.
  3. The calculation gave us the radius and thus a blue notebook.
查看答案

The calculation gave us the radius and thus the diameter.

We can know a particle's position very well,

2:22

我们可能非常清楚一个粒子的位置,

but it doesn't have a wavelength,

2:25

但它没有波长,

so we don't know its momentum.

2:26

所以我们不知道它的动量。

To get a particle with both position and momentum, 語法

2:28

为了得到一个既有位置又有动量的粒子,

語法

with both position and momentum:补充两项必备特征

with both position and momentum 这个 with 短语放在 particle 后面,用来说明所需要的是哪种粒子。这里的 with 表示“具有”,不是“使用”。 with both A and B 表示这个名词同时具有 A 和 B。both 对两项必备特征给予同等强调。

练习

用 with both A and B 结构补全句子:The rescue team needs a vehicle with ____ speed ____ stability.

查看答案

both · and

we need to mix the two pictures 習語

2:31

我们需要将这两幅图像混合起来,

to make a graph that has waves,

2:33

制作一个有波的图表,

but only in a small area.

2:35

但它只存在于一个小区域内。

習語

mix the two pictures:结合两种概念模型

mix the two pictures 在这里是比喻说法,表示把粒子图景和波动图景结合起来,让一张图同时呈现两者的特点;它不是指编辑或实际混合两张图片。 在抽象讲解中,picture 可以表示理解某件事的整体方式,也就是概念图景或模型。此时 mix 表示把这些思考方式中的部分内容结合起来。

练习

这句话中的 mix the two pictures 是什么意思?

  1. 选择一种模型并否定另一种。
  2. 把理解该对象的两种方式结合起来。
  3. 把两张真实图片编辑成一张。
查看答案

把理解该对象的两种方式结合起来。

How can we do this? 表達脈絡

2:37

我们怎么做到这一点呢?

By combining waves with different wavelengths,

2:38

通过组合具有不同波长的波,

表達脈絡

How can we do this? By combining...:引出方法

How can we do this? 用来询问方法。这里的 this 回指在一个小区域内构造所需的波形。By combining waves with different wavelengths 用 By + 动词 -ing 形式回答这个问题,说明怎样实现目标。 这个 By 短语是有意使用的简短回答,不是残缺的句子。这种先提问再回答的结构,能让讲解从问题清楚地推进到方法。

练习

请用 By + reuse 的 -ing 形式完成简短回答:How can we reduce waste? ____ these containers.

查看答案

By reusing

which means giving our quantum object some possibility of having different momenta. 表達脈絡

2:41

这意味着赋予我们的量子物体拥有不同动量的可能性。

表達脈絡

which means giving...:把动作与其含义连接起来

在 which means... 中,which 回指前面的整个动作——把不同波长的波组合起来——而不只是离它最近的名词 wavelengths。这个从句接着说明该动作在理论上的含义。 means 后面的 giving... 给出具体解释:量子对象可能具有不同的动量。更一般地,陈述 + which means + 解释,可以把一个事实或动作与它的含义或后果连接起来。

练习

请用 which means + get 的 -ing 形式完成句子:The bus leaves at six, ____ up before dawn.

查看答案

which means getting

When we add two waves, 語法

2:46

当我们将两个波叠加时,

語法

When we add two waves:用 when 引出一般条件

这里,When we add two waves 为后面的结果设定条件。when 表示“每当”或“在……情况下”,不是在询问时间。在波动科学中,add 是把两个波组合或叠加起来,不是做普通的算术加法。 科普讲解常用 when + 一般现在时描述一般过程:每当条件出现,就会产生同一类结果。

练习

哪句话正确使用 when + 一般现在时来说明普遍的科学过程?

  1. When metal will get hot, it expands.
  2. When did metal gets hot, it expands.
  3. When metal gets hot, it expands.
查看答案

When metal gets hot, it expands.

we find that there are places where the peaks line up, 短語動詞

2:47

我们发现有些地方波峰对齐,

making a bigger wave,

2:50

形成更大的波,

短語動詞

the peaks line up:line up 表示空间位置对齐

在 the peaks line up 这个分句中,line up 表示不同波的波峰出现在同一位置。这种对齐使它们能够叠加,形成更大的波。 line up 的核心概念是对齐:位置、边缘、点或日程都可以 line up。它也可以表示人们排成一队,但本句不是这个意思。

练习

在句子 “The two holes line up,” 中,line up 是什么意思?

  1. 这些孔正在排队等候。
  2. 这些孔颜色相同。
  3. 这些孔处在相互对齐的位置。
查看答案

这些孔处在相互对齐的位置。

and other places where the peaks of one fill in the valleys of the other. 短語搭配

2:51

而在其他地方,一个波的波峰填补了另一个波的波谷。

短語搭配

fill in the valleys:填补低处

在这句话中,fill in 表示“占据并填平低处或空处”。这里把一个波的波峰落在另一个波的波谷中想象成填平低处,从而缩小高点和低点之间的差异。 宾语决定具体含义:fill in a gap, hole, or valley 表示补上缺失部分或占据空处。这里不是“填写表格”。

练习

哪句话中的 fill in 与 fill in the valleys 具有相同的空间含义?

  1. The sealant fills in the cracks around the window.
  2. The clerk fills out the form at the desk.
  3. The coach cancels the practice.
查看答案

The sealant fills in the cracks around the window.

The result has regions where we see waves separated by regions of nothing at all.

2:55

结果产生了一些区域,其中我们可以看到波,而它们被完全什么都没有的区域隔开。

If we add a third wave,

3:00

如果我们加上第三个波,

the regions where the waves cancel out get bigger. 短語動詞

3:02

波相互抵消的区域会变得更大。

短語動詞

waves cancel out:作用相互抵消为零

cancel out 表示两个或多个相反的作用结合后,使总效果减弱或消失。这里,波在某些区域产生相反的作用,因此那里的合成波会变小或变为零。 out 强调抵消后的结果:这些作用彼此消除。这个短语常用于波、声音、力、数值以及利弊;它不是说某人取消了预定活动。

练习

请用 cancel out 的正确形式完成句子:These two equal and opposite forces ____.

查看答案

cancel out

A fourth and they get bigger still, 語法

3:05

加上第四个,它们变得更大,

語法

A fourth and they get bigger still:序列步骤中的省略

A fourth 是序列步骤中的省略表达。前文已经交代的动作和名词可以不再重复,所以这里相当于 Add a fourth wave。省去重复内容,会让口头解说更紧凑流畅。 句尾的 bigger still 表示 even bigger,也就是“还要更大”。这里的 still 加强比较,并说明趋势还在继续,不是“静止不动”。

练习

哪个完整句最准确地补出了省略的信息,并表达了句尾 still 的含义?

  1. Remove the fourth wave, and they stay the same size.
  2. Add a fourth wave, and they get even bigger.
  3. Watch the fourth wave, and they stop changing.
查看答案

Add a fourth wave, and they get even bigger.

with the wavier regions becoming narrower. 語法

3:07

而波动较剧烈的区域变得更窄。

語法

with the wavier regions becoming narrower:伴随发生的变化

这里的结构是 with + 名词短语 + -ing:with the wavier regions becoming narrower。它补充说明伴随主要过程发生的情况,或由主要过程带来的结果。这里,名词短语 the wavier regions 是 becoming 的逻辑主语,narrower 是变化后的新状态。 这个 with 从句提供补充信息,所以通常依附于前面的主句。这里的 with 不是“使用某种工具”,而是引出伴随变化;becoming 表示正在朝“更窄”的状态变化。

练习

请使用括号中的所有词,并按 with + 名词 + -ing 结构补全句子:The day grew warmer, ____. (with / the snow / become / softer)

查看答案

with the snow becoming softer

If we keep adding waves, 短語搭配

3:09

如果我们继续添加波,

we can make a wave packet with a clear wavelength in one small region. 用詞

3:11

我们可以在一个小区域内制造出一个具有清晰波长的波包。

短語搭配

keep adding waves:用 keep + -ing 表示动作持续

在 keep adding waves 中,keep + 动词 -ing 表示继续做或反复做某个动作。adding 是 keep 后面的 -ing 形式,因此这里说的是在一段时间内不断加入波,而不是只加入一次。 这里的 keep 不是“保留”的意思。keep 后接 -ing 形式时,是在告诉听者某个活动会继续进行。同一结构也可以描述习惯、实验中重复的步骤和渐进过程。

练习

请使用 keep 和 add 的 -ing 形式完成这条指令:The chart is still unclear, so ____ data until the pattern is easy to see.

查看答案

keep adding

That's a quantum object with both wave and particle nature.

3:16

那就是一个既有波又有粒子性质的量子物体。

用詞

wave packet:局限在一个区域内的波形

wave packet 是物理学术语,指把多个波叠加在一起,使合成后的波形主要集中在有限空间区域内。在本句中,wave packet 指这些波形成的局域化量子对象。 这里的 packet 并不是真正的袋子或包裹。这个名称把两方面联系起来:波包仍有波的特征,例如波长;但它集中在一个区域内,因此也表现得像粒子。它的位置分布在一个区域中,而不是固定在一个精确的点上。

练习

在这个物理语境中,wave packet 是什么意思?

  1. 由多个波组合而成并集中在有限区域内的波形
  2. 用来装波的实体容器
  3. 一个完全没有波动性质的单一点状粒子
查看答案

由多个波组合而成并集中在有限区域内的波形

But to accomplish this, 表達脈絡

3:20

但是为了实现这一点,

we had to lose certainty about both position and momentum. 短語搭配

3:21

我们必须失去对位置和动量的确定性。

表達脈絡

But to accomplish this:引出实现目标的代价

But 表示论述从前面的结果或目标转向限制或代价,并不否定前面的内容。 to accomplish this 是表示目的的不定式短语,this 回指前面提到的目标,主句再说明实现它所必需的条件。这个结构把论证组织成“先说目标,再说必须承受的取舍”。

练习

哪个句子最恰当地使用 But to accomplish this,从目标转向说明实现目标的代价?

  1. To accomplish this, but we must accept a higher cost.
  2. But to accomplish this, we must accept a higher cost.
  3. But this goal is impossible, so no cost is involved.
查看答案

But to accomplish this, we must accept a higher cost.

短語搭配

had to lose certainty about:不得不降低对……的确定性

had to 表示过去情境中的必要性。这里,降低确定性是实现目标时不可避免的条件。 lose certainty about 表示“对……变得没那么确定”。lose 描写的是抽象状态的减弱,并不是把实体物品弄丢。about 后接无法再精确确定的对象;这里同时包括 position 和 momentum。

练习

哪个句子自然地表达了“为了保护隐私,必须接受确定性降低这一代价”?

  1. To protect privacy, we had to lose each person's exact location about certainty.
  2. To protect privacy, we had to lose certainty each person's exact location.
  3. To protect privacy, we had to lose certainty about each person's exact location.
查看答案

To protect privacy, we had to lose certainty about each person's exact location.

The position isn't restricted to a single point. 短語搭配

3:25

位置不再局限于一个单一点。

短語搭配

isn't restricted to a single point:不局限于单独一点

be restricted to + 名词短语表示“被限制在这个范围、群体、地点或条件内”。本句中,a single point 指的是被否定为唯一限制的可能位置。 否定形式 isn't restricted to 表示位置并不局限于一个精确点。它本身不表示位置可以毫无限制地出现在任何地方。这里的 to 是引出限制范围的介词,不是不定式标记。

练习

请用 restrict 的正确形式及其介词完成句子:Entry is ____ ticket holders.

查看答案

restricted to

There's a good probability of finding it within some range of the center of the wave packet. 短語搭配

3:28

在波包中心一定范围内找到它的概率很大。

短語搭配

within some range of the center:在中心附近的某个范围内

within some range of the center 表示处于围绕中心计算的某个区域内。within 标出一个外部边界,并不表示物体正好位于中心点。 some range 没有说明这个区域的具体大小。这个短语适合描述可能或大致的位置,而不是精确位置;如果要给出测量范围,可以说 within five meters of the center。

练习

哪句话表示无人机可以位于距离标记点不超过十米的区域内?

  1. The drone must stay more than ten meters from the marker.
  2. The drone may be within ten meters of the marker.
  3. The drone must be exactly at the marker.
查看答案

The drone may be within ten meters of the marker.

And we made the wave packet by adding lots of waves,

3:32

我们通过添加许多波来制作这个波包,

which means there's some probability of finding it with a momentum corresponding to any one of those. 短語搭配

3:35

这意味着有一定概率找到对应于其中任何一个波的动量。

短語搭配

corresponding to any one of those:与前述任意一项相对应

Corresponding to 把一个名词与和它相匹配或相关联的事物连接起来。这里它修饰 momentum:这个动量对应前面提到的波所代表的其中一种可能性。 Any one of those 表示前述集合中的任意一个成员。those 回指前面的波及其可能的动量,而不是无关的事物。

练习

哪句话正确表达“系统可能会显示一个与前述那组警告中任意一个相对应的符号”?

  1. The system may show a symbol corresponding to any one of those warnings.
  2. The system may show any symbol unrelated to those warnings.
  3. The system may show a symbol corresponding to all of those warnings.
查看答案

The system may show a symbol corresponding to any one of those warnings.

Both position and momentum are now uncertain, 語法

3:41

如今位置和动量都变得不确定,

語法

Both A and B are now uncertain:A 和 B 现在都不确定

Both A and B 将正好两个并列项连接起来,表示后面的同一说法对两者都成立。本句中,position 和 momentum 构成复合主语,因此复数动词 are 与它们保持一致。 Now 标记的是讲解推进到这一步后得到的结果:经过前面的推理,这两个量都处于不确定状态。它不只是表示钟表时间上的“现在”。

练习

补全这个成对结构,表示这句话同时适用于两项特征:____ accuracy ____ speed are important.

查看答案

Both · and

and the uncertainties are connected. 短語搭配

3:44

并且这些不确定性是相互关联的。

短語搭配

uncertainties are connected:抽象关系

本句中的复数名词 uncertainties 指位置不确定性和动量不确定性。Are connected 表示二者存在关联;在此语境中,减小位置不确定性会使动量不确定性增大。 Connected 不仅可以表示物理连接,也可以描述抽象关系。这里不是说两个物体被接在一起。

练习

选择 connected 表示抽象关系的句子。

  1. The two risks disappeared at the same time.
  2. The two devices are connected by a cable.
  3. The two risks are connected, so changing one may affect the other.
查看答案

The two risks are connected, so changing one may affect the other.

If you want to reduce the position uncertainty 語法

3:46

如果你想减少位置的不确定性,

by making a smaller wave packet,

3:49

通过制造一个更小的波包,

you need to add more waves,

3:50

你需要添加更多的波,

which means a bigger momentum uncertainty. 表達脈絡

3:52

这意味着更大的动量不确定性。

語法

If you want to reduce ..., you need to add more ...:目标与必要行动

If you want to ..., you need to ... 这个框架把目标和实现目标所必需的行动连接起来。if 部分说明目标,包含 need to 的主句部分说明必须采取的步骤。 本句中的 by making a smaller wave packet 说明降低位置不确定性所采用的方法。代词 you 是泛指,表示任何尝试这样做的人,而不是某个特定的人。

练习

完成本课的完整“目标加必要行动”框架:____ you want to save time, you ____ plan ahead.

查看答案

If · need to

表達脈絡

which means a bigger momentum uncertainty:表示后果

在这句话中,which 回指前面的整个情况:为了让波包更小,需要加入更多波。它不只是指 waves 这个名词。 逗号后的 which means ... 把说明从一个做法或条件推进到它的后果。这里它标出了一个权衡:位置不确定性降低,会导致动量不确定性增大。

练习

在原句中,which means 里的 which 回指什么?

  1. 只指 wave packet 这个名词
  2. 需要加入更多波这一整个情况
  3. 只指 waves 这个名词
查看答案

需要加入更多波这一整个情况

If you want to know the momentum better, 語法

3:54

如果你想更清楚地知道动量,

you need a bigger wave packet,

3:56

你需要一个更大的波包,

which means a bigger position uncertainty. 表達脈絡

3:58

这意味着更大的位置不确定性。

語法

If you want to know the momentum better, you need ...:说明目标所需的条件

if 从句说明目标:更准确地了解动量。主句接着说明实现这个目标所需的条件:一个更大的波包。If you want to ..., you need ... 这个框架按照“目标—必要条件”的顺序组织信息。 这里 better 修饰 know,意思是更准确地了解,或者了解时不确定性更小。它不是在评价动量本身是好是坏。在这段说明中,这个框架呈现了权衡的另一面。

练习

完成 If you want to ..., you need ... 结构:If you ____ to hear the speaker clearly, you ____ a seat near the front.

查看答案

want · need

表達脈絡

which means a bigger position uncertainty:引出结果

这里的 which means 引出需要更大波包所带来的结果:位置的不确定性会增大。means 在这里表示“会造成这种结果”,不是“给出定义”。 which 从句承接逗号前的整个意思,并把说明推进到它的后果。这个句型按照“陈述内容,which means 结果”的方式组织信息。

练习

用本课中由两个英文单词组成、用于引出结果的连接短语补全新句子:The road is closed, ____ we need another route.

查看答案

which means

That's the Heisenberg uncertainty principle,

4:01

这就是海森堡不确定性原理,

first stated by German physicist Werner Heisenberg 語法

4:03

最初由德国物理学家维尔纳·海森堡

back in 1927.

4:06

在1927年提出。

語法

first stated by German physicist Werner Heisenberg:被动关系从句的简化形式

first stated by German physicist Werner Heisenberg 是过去分词短语,补充说明最早是谁正式提出了海森堡不确定性原理。它表示被动关系,可以展开为 which was first stated by German physicist Werner Heisenberg。 这里的 stated 是动词 state 的过去分词,意思是“正式表述或提出”。这个短语修饰的是该原理;它不会让 Werner Heisenberg 成为主句的主语。

练习

用本课中表示“最早由……正式表述”的三个英文单词补全新句子:The guideline, ____ Dr. Lee in 2015, is still cited today.

查看答案

first stated by

This uncertainty isn't a matter of measuring well or badly, 語法

4:08

这种不确定性并不是测量好坏的问题,

but an inevitable result

4:12

而是不可避免的结果,

of combining particle and wave nature.

4:14

源于粒子和波的特性的结合。

語法

isn't a matter of ..., but an inevitable result of ...:否定并替换一种解释

isn't A, but B 有两个相连的作用:先否定 A 是正确解释,再用 B 取代它。本句否定“不确定性取决于测量得好不好”,转而把它解释为粒子性与波动性相结合的必然结果。 a matter of 表示“由……决定或与……有关的问题”。在这个结构中,but 表示纠正,而不只是补充;B 才是说话者希望听者接受的解释。

练习

下面哪句话用 isn't A, but B 否定一种解释,并用另一种解释取代它?

  1. The error is a matter of carelessness, but the data made it worse.
  2. The error isn't just a matter of carelessness; it's also a result of faulty data.
  3. The error isn't a matter of carelessness, but a result of faulty data.
查看答案

The error isn't a matter of carelessness, but a result of faulty data.

The uncertainty principle isn't just a practical limit on measurement, 語法

4:16

不确定性原理不仅是测量的实际限制,

it's a limit on what properties an object can have,

4:20

它还是对物体所能拥有的属性的限制,

語法

isn't just a practical limit ..., it's a limit ...:从较窄理解推进到更深层主张

isn't just A; it's B 表示 A 的理解过于狭窄,但不一定错误。本句中,“实际测量上的限制”是较窄的理解;“对物体能够具有哪些属性的限制”才是更深层的主张。 just 表示“仅仅”。否定 just 会扩展听者的理解。第二个分句并不是简单添加一个同等重要的事实,而是在给出说话者真正要强调的重点。

练习

使用 isn't just about A; it's about B 完成句子:The checklist ____ saving time; ____ preventing serious errors.

查看答案

isn't just about · it's about

built into the fundamental structure of the universe itself. 習語

4:24

深植于宇宙本身的基础结构之中。

習語

built into the fundamental structure:内在固有的特征

这里的 built into 不是在描述实际的建造。它表示某种性质是某事物固有或不可分割的一部分。原句的意思是,所讨论的限制属于宇宙最基本的结构,而不是可以移除的附加物。 结构 be built into + 名词可用于描述与系统、设计、规则或过程融为一体的特征或限制。fundamental structure 和 universe itself 加强了这一判断:这种性质是内在固有的,并不是后来出现的技术缺陷。

练习

请用表示“成为流程中固有的一部分”的表达完成句子:Safety checks should be ____ the process from day one.

查看答案

built into