什么是熵? - 杰夫·菲利普斯:英语精读讲义
TED-Ed
视频简介:本片不把熵简单等同于“混乱”,而是将其解释为能量趋向分散的统计规律。通过微观状态和不同规模的系统,视频说明热量为何从高温物体流向低温物体,以及日常过程为何实际上不会逆转。 主要英语知识点: 1. is often described as / but it's unfortunately misleading. — 语篇、叙事与修辞:识别科普讲解中“先介绍常见说法,再指出其误导性”的论证路径。你可以借助这种转折明确表示:某个直观定义虽然便于理解,却不能准确支撑后续推理。 2. because there are more ways to / than concentrated energy, / tends to spread out. — 语法与句型:读懂包含因果和比较的长句骨架:because 引出原因,than 对比分散与集中的能量,tends to 则表示统计趋势,而不是毫无例外的绝对规律。 3. If energy has the opportunity to spread out, it will. — 语法与句型:理解这个简洁条件句如何在 it will 后省略已经出现的 spread out。你可以运用这种省略,在避免重复的同时有力重申结论。
本篇讲解
crucial to:对某个领域或目标至关重要
be crucial to + 名词表示某事物“对某个领域、目标、过程或结果至关重要”。这里的 chemistry and physics 是理解上依赖这一概念的领域;to 表示这种关联,不表示方向。 crucial 的语气通常比 important 更强,强调某事物是成功、理解或正常运作的关键部分。
练习
选择在句中表示“对……至关重要”的短语:Reliable evidence is ___ scientific research.
- crucial from
- crucial at
- crucial to
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crucial to
It helps explain why physical processes go one way and not the other. 講解
0:10它有助于解释为什么物理过程是单向的而不是反向的。
helps explain why:引出所解释的原因或规律
helps explain why + 从句表示某事让某个原因或规律更容易理解。这里的 It 指前面的 concept,why 从句点出它有助于说明的规律。 helps 后面的 explain 使用动词原形:要说 helps explain,不能说 helps explains 或 helps explaining。helps to explain 也符合语法,但省略 to 的说法更简洁,也很常见。
练习
选择正确使用 helps explain why 的句子。
- The data helps explains why the lake is shrinking.
- The data helps explaining why the lake is shrinking.
- The data helps explain why the lake is shrinking.
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The data helps explain why the lake is shrinking.
one way and not the other:对比实际方向与反向
在本句中,one way and not the other 表示一个过程自然朝一个方向进行,而不是朝相反方向进行。and not 构成的对照明确排除了反向,而不是把两个方向都当作可选项。 the other 是 the other way 的省略说法。它指相反方向,不是另一个物体或另一个独立过程。这个简洁结构可以用来组织关于方向性或不可逆性的抽象观点。
练习
下面句子中的突出短语是什么意思?The reaction goes one way and not the other.
- 它在两个方向上都同样顺畅地进行。
- 它朝一个方向进行,而不是朝相反方向进行。
- 无论使用两种方法中的哪一种,它都会以某种方式发生。
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它朝一个方向进行,而不是朝相反方向进行。
wrap our heads around:理解难懂的概念
wrap our heads around 是一个习语,意思是“理解某事,或在头脑中想明白某事”,尤其用于复杂、令人意外或难以接受的内容。它描述的是理解时的思考努力,不是真实的身体动作。 常见结构是 wrap + 所有格 + head(s) + around + 要理解的事物:I wrap my head around it; we wrap our heads around it。在例句中,难以理解的事物已经是 is difficult 的主语,所以 around 可以出现在句末。
练习
补全表示“理解这条复杂规则”的习语。使用与 I 搭配的形式:I still can't ____ this complicated rule.
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wrap my head around
is often described as ... but it's unfortunately misleading:先提出常见说法,再加以修正
“is often described as”先引出一种常见解释,但不表示说话人完全认同。这里用被动语态,不点明具体来源,表达的是“人们通常这样谈论熵”。 “but it's unfortunately misleading”让讲解转向相反方向。说话人的主要立场出现在 but 之后:这个形象说法虽然容易使用,却可能让人产生错误理解。在说明性话语中,这种结构通常预示接下来会出现修正或替代的解释框架。
练习
两处高亮表达共同完成了怎样的论证动作?
- 说话人离开第一个话题,开始谈论毫不相关的内容。
- 说话人确认这种常见描述就是精确的定义。
- 说话人先提出一种常见描述,再警告它可能造成错误印象。
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说话人先提出一种常见描述,再警告它可能造成错误印象。
here's another way of thinking about it:切换到新的理解框架
“here's another way of thinking about it”表示要换一个角度,但讨论的仍是同一个主题。这里的 thinking about 是“理解、看待或建立分析框架”,不是随意想一想。 这个表达把听者从前面的解释引向一个新框架。在本句中,through probability 点明了新的观察角度,意思是:现在要从概率的角度理解熵。
练习
在讲解中,“here's another way of thinking about it”通常表示什么?
- 表示接下来不会再提供任何解释
- 转向一个完全无关的话题
- 用新框架理解同一个主题
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用新框架理解同一个主题
take the time to internalize it:花时间深入内化
take the time to + 动词原形表示给一件事投入应有的时间和注意力,而不是匆忙完成。这里指有意识地花时间学习这个较难的概念。 internalize it 表示把这个概念深入吸收,使它成为自己能够运用的理解。这是一种心理上的“内化”,不是物理动作,也不只是短暂听懂或记住几个词。
练习
请用本课中表示“花足够时间深入吸收”的短语完成句子:Before using the method on your own, ____ the main principle.
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take the time to internalize
祈使句 + and you'll ...:引出积极结果
在这个结构中,祈使句先提出建议或指示,and 再引出照做后可能出现的积极结果。它的意思接近“如果这样做,那么就会……”。 这里,take the time to internalize it 是建议,and you'll have a much better understanding of entropy 是所承诺的结果。因此,and 组织的是条件与结果的关系,而不是简单增加另一个动作。
练习
选择使用“祈使句 + and”来表达建议及其积极结果的句子。
- If you check your work carefully, you'll catch most errors.
- Check your work carefully, or you'll miss some errors.
- Check your work carefully, and you'll catch most errors.
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Check your work carefully, and you'll catch most errors.
comprised of:说明整体由什么组成
be comprised of 表示“由……组成”。本句中,两个小型固体是整体,每个固体都被描述为由六个原子键组成。 结构是“整体 + be 的相应形式 + comprised of + 组成部分”。它先说整体,再列出构成整体的部分。
练习
哪句话正确使用 comprised of 来说明整体由哪些部分组成?
- Twelve members are comprised of the robotics club.
- The robotics club is comprised of twelve members.
- The robotics club comprises of twelve members.
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The robotics club is comprised of twelve members.
can be thought of as:用一种模型帮助理解
can be thought of as 表示“可以被理解为”或“可以被看作”。它引入一种模型、比较或分类,让某个事物更容易理解。这里,原子键被想象成能够容纳能量单位的简单容器。 can 使这种解释不那么绝对:这种比较是一种有用的理解方式,不一定是完整、字面的定义。结构是“主语 + can be thought of as + 名词或名词短语”。
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用本课目标表达完成句子:A computer's memory ____ a set of labeled boxes.
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can be thought of as
known as quanta:引入科学术语
这里的 known as quanta 为前面的名词短语 indivisible units of energy 提供名称。X, known as Y 表示“X,也就是被称为 Y 的事物”。在这种用法中,known as 不是“著名的”。 quanta 是 quantum 的复数形式。在本句中,它是一个科学术语,指不能再继续分割的一个个能量单位。
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请用本课中表示“被称为”的两个英语单词完成句子:A baby frog is ____ a tadpole.
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known as
It turns out that:标志新发现的事实
It turns out that + 从句用于引出经过核实、计算或进一步思考后才明确的事实。它通常暗示这个事实起初并不明显,或者有些出人意料。 这里,它标志着讲解中的一个关键推进:相同的总能量可以对应许多种不同的分布方式。Turn out 不是指物理上的转动;整个表达大致表示“结果是”或“我们发现”。
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请用本课中引出“后来发现的事实”的四词英语表达完成句子:____ the package was delivered to the wrong address.
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It turns out that
there are numerous ways that ... and still have ...:多种方式下保持同一条件
there are numerous ways that ... 表示存在许多不同的可能方式,其中 numerous 的意思是“很多”。that 后面的从句说明可以变化的内容:这里指能量在两个固体中的分布方式。 and still have ... 仍属于对同一组可能方式的描述,并不是另起一个无关动作。它补充了一个在各种变化中都保持不变的条件:尽管分布不同,分配给每个固体的总能量仍然固定。可迁移的逻辑是“有多种可能方式,同时一个条件保持不变”。
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请用本课中完全相同的两部分结构完成句子:There are ____ we can organize the schedule ____ time for breaks.
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numerous ways that · and still have
is called a microstate:用一个专业术语命名
is called a microstate 使用了被动命名结构 X is called Y。它把 microstate 这个名称赋予前面提到的每一种可能方式,因此这里的定义关系是:每一种可能的能量分布就是一个 microstate。 在统计物理中,microstate 指系统的一种具体微观排列或配置。在这里,microstate 是专业术语,并不是“小国家”的意思。
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请用 call 的被动形式完成定义句:Each tiny picture element ____ a pixel.
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is called
we can see that some of the energy configurations have a higher probability of occurring than others. 短語搭配
2:04我们就能看到,某些能量分布方式比其他方式发生的概率更高。
If we assume that ... we can see that:前提与结论
If we assume that X 把 X 设为推理条件。这里的 assume 是为了分析而暂时接受一个前提,不是“假装”某件事是真的。 We can see that Y 引出由该前提支持的结论。see 不一定指用眼睛看,而是指通过推理或证据认识到某件事。合起来,这个框架会清楚地区分起始条件和结果。
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请用本课强调的两个短语补全推理框架:____ every card in the deck is equally likely to be drawn, ____ each suit has the same overall chance.
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If we assume that · we can see that
have a higher probability of occurring:正式比较发生概率
have a higher probability of occurring 意为“发生或出现的可能性更高”。这是一种正式表达,用来比较某个事件、结果或状态与另一个相比的可能性。 结构是 have + a higher probability + of + -ing。原句中,occurring 位于介词 of 之后,than others 给出比较对象。主语是单数时,have 要变成 has。
练习
请用本课的正式概率表达补全句子:This outcome ____ than the alternatives.
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has a higher probability of occurring
due to + 名词短语:说明原因
due to 表示“由于、因为”。本句用它回指刚才所说结果的原因:their greater number of microstates,也就是它们的微观状态数量更多。 due to 后接名词、代词或 -ing 短语,而不直接接包含主语和谓语的完整从句。它常见于中性和正式的说明。
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选择能正确补全句子的选项:The road was closed _____ flooding.
- due to
- due to the river was
- because
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due to
What we see is that:引出由证据得出的结论
What we see is that 把观察框架放在主要结论前。What we see 是作主语的名词性从句,is 后面的 that 从句说明具体发现。 这里的 see 表示根据模型、数据或其他证据“看出、得出结论”,不一定指用眼睛看到。这个框架提示听者:重要发现接下来出现。
练习
使用本课的五词框架引出结论:____ the shaded plants grew more slowly.
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What we see is that
in which:用于抽象构型的正式关系结构
这里,in which 引导关系从句,修饰 energy configuration。Which 回指 configuration,in 表示“在该构型中”这一关系;后面的从句说明能量在该构型中如何分布。 分析主干时,可以暂时略去这个关系从句:the energy configuration ... has the highest entropy。in which 把能量分布的细节放进名词短语中,而不是把它作为句子的主要陈述。
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请用表示“在该系统中”的正式“介词 + 关系代词”补全句子:We need a system ____ every user has a clear role.
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in which
in a general sense:引出概括而非精确的总结
In a general sense 告诉听众应该如何理解后面的说法:它提供的是对熵的概括性理解,而不是完整、严密的技术定义。在本句中,它把 entropy can be thought of as a measurement of this energy spread 标记为对前面解释的直观总结。 作为话语标记,它会在陈述出现之前限定其精确程度。说话人可以借此从详细推理转向总体结论,同时提示听众其中可能仍有未说明的细节和例外。
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本句中的 in a general sense 表示什么?
- 这一描述作为总体理解很有用,但可能省略技术细节。
- 这一描述在所有可能的情况下都完全精确。
- 这一描述只以日常常识为依据。
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这一描述作为总体理解很有用,但可能省略技术细节。
To see why ..., we need to look at ...:把问题连接到分析
“To see why X, we need to look at Y”表示“为了理解为什么 X 成立,我们必须考察 Y”。本句中的 X 是熵为什么有助于解释自发变化,Y 是一个能量会移动的系统。 这个框架分两步组织讲解:先提出要理解的问题或目标,再指出接下来要分析的证据、例子或系统。这里的 see 是“理解”,look at 是“考察”,不只是用眼睛看。
练习
请补全目标讲解框架:____ the bridge failed, ____ the damaged support beams.
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To see why · we need to look at
spontaneous processes:科学语境中的含义
在科学语境中,spontaneous processes 指在给定条件下具有自然发展方向的变化。这里的例子是热物体在更冷的环境中逐渐冷却:能量会自然地从较热的物体转移到较冷的环境。 这是 spontaneous 的科学用法。它描述过程倾向于朝哪个方向进行,而不是指某个人突然或未经计划作出的选择。
练习
请填入本课中的两个词科学术语:A change that can proceed in its natural direction under the given conditions is a ____.
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spontaneous process
stay put:留在原处
stay put 是固定表达,意思是“留在原处,不要移动”。本句把它用于能量,形象地说明能量不会被限制在同一个位置。 这里的 put 不是单独的“放置”动作。要把 stay put 当成一个整体;时态变化放在 stay 上,如 stayed put,而 put 的形式不变。
练习
请用表示“留在原处”的两个词固定表达完成句子:The alarm is still active, so please ____ until the guard returns.
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stay put
there's a 21% chance that ...:用百分比说明概率
there's a 21% chance that + 从句这一结构表示 that 从句中的事件发生的概率。本句中的 21% 表示系统之后达到所述构型的可能性有多大。 在这个结构中,chance 表示“概率”,不是“机会”或“好运”。21% 可以换成其他百分比,但 that 后必须接一个有自己主语和动词的完整从句。
练习
哪句话能自然表达“火车有30%的概率晚点”?
- There's a 30% opportunity that the train will be delayed.
- There's a 30% chance that the train will be delayed.
- The train has 30% luck to be delayed.
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There's a 30% chance that the train will be delayed.
maximally spread out:达到最大可能程度
这里,maximally spread out 表示能量按照该系统所允许的最广范围分散。maximally 是修饰 spread out 的程度副词,表示达到可能的最高程度,而不只是程度很高。 在科学说明中,这种组合用来描述某个特定系统内的极限状态。所谓“最大”,取决于所讨论系统的限制。
练习
用高亮短语完成句子,该短语表示“分散到尽可能大的程度”:In this model's highest-entropy state, the energy is ____.
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maximally spread out
return to its starting point:回到初始状态
Return to its starting point 表示回到开始时的位置或状态。结构是 return to + 地点或状态;its 表示这个起点属于正在讨论的系统。 Starting point 不一定是实际地点。这里指系统最初的能量构型,因此 return 描述的是变回较早的状态。
练习
用高亮表达完成句子:After checking the whole room, the robot will ____.
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return to its starting point
because there are more ways to ... than ... tends to spread out:因果、比较与趋势
这个句子建立了一条因果链。because 从句说明原因,more ... than 比较可能排列的数量:能量分散、熵较高的可能排列比能量集中的排列更多。主句给出结果:the energy tends to spread out。 tends to 表示统计趋势,而不是保证。因为某个结果有更多种实现方式,所以它更常发生,但个别情况仍可能出现相反结果。
练习
哪个解释最准确地保留了句中的原因、比较关系和确定程度?
- 由于分散能量的可能排列比集中能量更多,所以能量通常会扩散,但也可能有例外。
- 由于集中能量的可能排列更多,所以能量必定始终保持集中。
- 虽然两种状态的排列数量相同,但能量一定会扩散。
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由于分散能量的可能排列比集中能量更多,所以能量通常会扩散,但也可能有例外。
even in that example ... would get hotter:意外的小概率假设结果
even in that example 提示接下来的细节与前面讨论的预期不同,令人意外。它承认这个例子仍然允许出现概率很低的相反结果。 在 there is an 8% chance that ... 这个结构中,would get hotter 说出该概率所对应的假设结果。这里的 would 不是描述过去的习惯。get hotter 表示温度进一步升高。
练习
这里的 even in that example ... would get hotter 表达了什么?
- 它突出这个例子仍然允许出现的一个意外小概率结果。
- 它表示热物体过去经常变得更热。
- 它表示热物体一定会变得更热。
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它突出这个例子仍然允许出现的一个意外小概率结果。
It's all about ...:指出关键因素
在 It's all about X 中,X 被说成解释某个结果或问题的主要因素。本句用这个表达指出,系统的大小是最重要的变量。 all 加强了聚焦效果。这个表达通常不是说某个主题的每一部分都与 X 有关,而是把解释归结为一个核心要点。
练习
请用本课学到、表示“关键在于”的口语框架补全句子:____ choosing the right moment.
查看答案
It's all about
scale ... up to ...:扩大到目标规模
scale something up 表示把模型、系统、运作规模或数量变大。scale up 是可分短语动词,因此名词宾语可以放在 scale 和 up 之间:scale the solids up。 在 scale something up to + 数字 中,to 引出扩大后达到的规模。本句中的 6,000 个键和 8,000 个能量单位是目标值,不是上限。
练习
哪句话表示公司有意扩大生产规模,直到达到每周 5,000 件?
- The company can produce up to 5,000 units a week.
- The company scaled production up to 5,000 units a week.
- The company scaled production down to 5,000 units a week.
查看答案
The company scaled production up to 5,000 units a week.
物理语境中的 spontaneously acquiring more energy
在名词短语 the chance of A spontaneously acquiring more energy 中,acquiring 指出可能发生的事件,spontaneously 则说明这个事件会以什么方式发生。 这里是说,A 会在没有外界持续驱动的情况下获得能量。Acquire 描述的是状态变化,不表示有意购买或学习。
练习
在这句物理表述中,spontaneously acquiring more energy 是什么意思?
- 冲动地选择购买更多能量
- 通过练习学会如何产生能量
- 在没有外界持续驱动的情况下获得更多能量
查看答案
在没有外界持续驱动的情况下获得更多能量
many, many times more particles than:强调巨大倍数差的比较
在 many, many times more particles than this 中,more ... than 构成比较,times 则把差距表示为倍数。这句话是说,常见物体所含的粒子远远多于作为参照的数量。 重复 many 是口语中的强调方式:倍数非常大,但没有说明具体是多少。这里的 times 表示倍数,不表示事情发生了多少次。
练习
哪个句子强调倍数差距巨大,但没有说明具体倍数?
- The new detector captures exactly twice as much data as the old one.
- The new detector captures many, many times more data than the old one.
- The new detector captures slightly more data than the old one.
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The new detector captures many, many times more data than the old one.
so absurdly small, it just never happens:程度与结果
so + 形容词,后接结果分句,表示某种程度极端到足以带来所说的结果。这里,概率小得离谱,所以在现实条件下,这件事被视为不会发生。 absurdly 加强 small,表示“小到几乎难以置信”。在 it just never happens 中,just 表示“就是、根本”,用于加强语气;不是“刚刚”。
练习
哪句话用 so 表示某种程度极端到带来一个结果?
- Maya put down the backpack, so it was heavy.
- The backpack was so heavy that Maya had to put it down.
- The backpack had just become heavy a moment ago.
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The backpack was so heavy that Maya had to put it down.
Ice melts, cream mixes in, and tires deflate because:多个结果,一个原因
这句话先并列三个“主语—动词”例子:Ice melts、cream mixes in 和 tires deflate。接着,because 引出一个同时适用于这三者的原因。这样,听者就能把不同现象归到同一个解释下面。 在整段讲解中,这个列表重新提起前面出现过的例子,再用共同原因收束论证。阅读类似的科普句时,先把并列例子看成一组,再把 because 分句连接到整个列表,而不是只连接最后一个例子。
练习
高亮部分是怎样组织这句话的信息的?
- 先给出三个定义,然后纠正最后一个。
- 把这些事件说成一个时间顺序,其中每个事件都会引起下一个事件。
- 先列出多个结果,再用 because 引出它们共同的一个原因。
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先列出多个结果,再用 because 引出它们共同的一个原因。
nudging the system towards higher entropy:用比喻表示变化趋势
在 nudging the system towards higher entropy 中,nudge 是一个比喻,把系统说得像是受到了轻轻推动。nudge + 宾语 + towards + 结果 表示以轻微、间接的方式影响某人或某事,使其朝某个结果发展。这里的 towards 表示变化方向,而不是空间中的移动。 这句话明确说明并没有神秘力量真的在推动系统。系统趋向更高熵是统计概率造成的,不是熵像行动者或物理力量一样在施力。
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哪句话用 nudge ... towards ... 表示温和、间接的影响,而不是实际的物理移动?
- The reminder nudged Maya towards starting her project early.
- The bus drove towards the station before sunrise.
- The crane shoved the heavy beam into place with enormous force.
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The reminder nudged Maya towards starting her project early.
It's just that:引出真正的解释
It's just that + 从句 用来在前面的陈述之后引出真正的原因、一个限制条件或更简单的解释。这里先否定“神秘力量”,再用这个结构转向统计概率这一解释。 在这个结构中,just 用来收窄并重新聚焦解释。它不是“刚刚”的意思,也不表示后面的原因不重要。这样的开头还能让纠正听起来不那么生硬。
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请用目标表达完成这个温和的澄清:I'm not upset. ____ I need a few minutes alone.
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It's just that
time's arrow:时间的单向性
time's arrow 是一个比喻,表示时间看起来只朝一个方向前进。箭头指向一个方向,因此这个表达帮助我们理解为什么事件似乎从过去走向未来,而不会自然倒转。 在本句中,熵增加被用来解释这种方向性。这里并不存在真正的箭。
练习
time's arrow 在本句中是什么意思?
- 绕着钟面移动的指针。
- 时间看起来只朝一个方向前进。
- 用来测量时间的真实箭头。
查看答案
时间看起来只朝一个方向前进。
If ..., it will:省略重复的动词短语
这是一个条件句:if 从句给出条件,it will 给出预期结果。这里的 will 表示一般趋势,并不是把人的意愿赋予能量。 will 后面省略了已经清楚出现过的动词短语 spread out。it will 的完整意思是 energy will spread out。这种省略可以避免重复,同时保留完整含义。
练习
用表示预期结果并代替 'rise' 的助动词完成句子:If the dough has enough time to rise, it ____.
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will