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在人間按：這篇文章所說的一切問題將被“延遲實(shí)驗(yàn)”解決并證明。確實(shí)是主觀的介入，改變了客觀的世界。 在人間：高月明先生在核心秘密：波粒二相性一 文中，關(guān)于"量子退相干"這個(gè)實(shí)驗(yàn)，得出的結(jié)論過于草率。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是在那個(gè)光源，而不是主觀的介入。量子的不確定性和不可測(cè)量性，是因?yàn)楝F(xiàn)在科學(xué)的 測(cè)量手段都會(huì)對(duì)被測(cè)量物產(chǎn)生干擾啊~~其實(shí)問題的關(guān)鍵是光子的自干涉現(xiàn)象，我覺得因?yàn)榱Ｗ右苿?dòng)自身產(chǎn)生的電磁場(chǎng)反過來又影響了它自身的運(yùn)動(dòng)，感興趣的話可 以看看下面的文章。 核心秘密：波粒二相性原文如下： 實(shí)驗(yàn)7. 當(dāng) 科學(xué)家在縫隙處放上監(jiān)視器，再用電子槍向帶有兩個(gè)縫隙的擋板發(fā)射許多電子的時(shí)候,竟然驚訝地看到，電子們（或者說一道光波）在監(jiān)視器處突然變成了如臺(tái)球 （即顆粒狀）一樣的粒子嗖嗖地飛過，而且在后面的屏上不再形成干涉條紋，而是如同在實(shí)驗(yàn)2中用臺(tái)球槍向帶有兩個(gè)縫隙的擋板發(fā)射臺(tái)球時(shí)的情況一樣，在屏上會(huì) 形成兩道電子條紋。就是說，在縫隙處放上監(jiān)視器的實(shí)驗(yàn)完全證明了電子是個(gè)粒子，而且其波的屬性立刻消失了。 也即如同在實(shí)驗(yàn)2中發(fā)射臺(tái)球的情況一模一樣，一個(gè)電子粒子一次也只能穿過一個(gè)縫隙。即一個(gè)電子絕不會(huì)像波一樣同時(shí)穿過兩個(gè)縫隙。比如說，假如你只發(fā)射一個(gè) 電子，那么如果在縫隙1處看到一個(gè)電子通過了，那么在縫隙2就絕不會(huì)有電子通過。如果在縫隙2處看到有電子通過了，那么縫隙1處就絕不會(huì)有電子通過。 非常清楚地說，如果裝上了監(jiān)視器，電子就變成了一個(gè)我們非常熟悉的常識(shí)性的狀態(tài)——它是一個(gè)實(shí)在的粒子。而且如同實(shí)驗(yàn)2中的臺(tái)球一樣，一個(gè)電子粒子一次也 只能穿過一個(gè)縫隙。這個(gè)實(shí)驗(yàn)非常清楚地證明了，電子是一個(gè)點(diǎn)狀的粒子。（簡(jiǎn)短延伸一個(gè)問題：即是當(dāng)你發(fā)射1個(gè)電子時(shí)，你無法通過什么樣的規(guī)律去預(yù)測(cè)和確定 這個(gè)電子是會(huì)穿過縫隙1，還是會(huì)穿過縫隙2。無法確定即是不能確定，也就是具有不確定性。這就是非常著名的“不確定性定理”。這個(gè)定理好像很平凡，實(shí)際它 所帶來的意義極為深?yuàn)W。愛因斯坦在反對(duì)這一定理時(shí)曾說過著名的一句話：“上帝不擲股子”（今天早已證明愛因斯坦在這一問題上犯了個(gè)錯(cuò)誤）。因?yàn)檫@一問題太 深?yuàn)W，尤其與因緣果報(bào)的聯(lián)系，所以先留下這一問題，以后篇章會(huì)逐步解析。） 實(shí)驗(yàn)8. 關(guān)鍵的地方出現(xiàn)了：當(dāng)科學(xué)家一但在縫隙處撤出任何監(jiān)視器，再發(fā)射許多電子的時(shí)候，那么在后面的屏上“干涉條紋”突然又出現(xiàn)了。 因?yàn)槭强吹健案缮鏃l紋”的出現(xiàn)，所以人們又必須認(rèn)為“電子”是個(gè)波。雖然人們撤出了監(jiān)視器而無法看到兩處縫隙處的情況，但通過“干涉條紋”的出現(xiàn)，完全100%地確定，當(dāng)許多電子在穿過兩處縫隙的時(shí)候是以波的形式運(yùn)動(dòng)的。 也就說，情況發(fā)生了改變，當(dāng)你沒有去“看”的時(shí)候，就算是一個(gè)電子也是以波的形式在空間中穿行，而且在穿過帶有兩個(gè)縫隙的擋板的時(shí)候，也是以波的形式——好像使用了分身術(shù)一樣，穿過兩個(gè)縫隙，在后面的屏上顯示出干涉效應(yīng)（這一干涉效應(yīng)很復(fù)雜，以后篇章會(huì)進(jìn)一步論述）。 以上的實(shí)驗(yàn)有什么神奇的地方嗎？ 以以上實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，一個(gè)讓包括科學(xué)家在內(nèi)的所有人都感到不可思議的現(xiàn)象出現(xiàn)了： 如果在縫隙處放上監(jiān)視器，每一道電子波都會(huì)被逼著顯身為一個(gè)粒子，在穿過兩處縫隙中的一處后打在后面的屏上形成一個(gè)亮點(diǎn)。你絕不會(huì)看到這個(gè)電子會(huì)同時(shí)穿過 兩處縫隙：即如果你在縫隙1看到電子，縫隙2就絕不會(huì)在有電子通過。如果你在縫隙2看到電子，縫隙1就絕不會(huì)有電子通過。這是非常淺顯的道理，即是一個(gè)顯 身為粒子的電子絕不會(huì)同時(shí)穿過兩個(gè)縫隙。 但是，一但撤除監(jiān)視器，那么瞬間“粒子”消失了。打在屏幕上的不再是一個(gè)粒子，而是干涉條紋。也就是由這個(gè)干涉條紋的出現(xiàn)，我們必須承認(rèn)當(dāng)電子穿過兩處縫隙的時(shí)候不再是一個(gè)粒子，而是一道波。 也就是說，現(xiàn)在的情況發(fā)生了根本的改變，如果你不去看它的時(shí)候，這個(gè)電子就以波的形式同時(shí)穿過來兩個(gè)孔。更形象地說，即如同一個(gè)臺(tái)球同時(shí)穿過了兩處縫隙。 核心秘密出現(xiàn)了：更加清楚地說，一個(gè)電子在你沒有去看它的時(shí)候，它是一個(gè)球狀波。或者再更加清楚地說，一個(gè)電子以球狀波的虛無的形式存在于宇宙中的任何地 方（注意：你、我、石頭、玫瑰花瓣、清風(fēng)，都是由電子組成的）。一旦你去看它了，它就瞬間成為了一個(gè)實(shí)在的東西——確定為一個(gè)實(shí)在的點(diǎn)粒子，即由虛無成為 物質(zhì)。 為什么會(huì)成為一個(gè)實(shí)在？ 答案是，是你“逼著”它成為實(shí)在東西的。沒有你的存在，宇宙中任何一個(gè)物質(zhì)都是沒有介質(zhì)的虛無的波。而且，因?yàn)橛辛四愕拇嬖冢魏蔚奶摕o都必須成為實(shí)在。 最終，是什么決定一個(gè)電子是粒子還是波的？答：是你！是觀察！是一個(gè)有意識(shí)的人！而這就是實(shí)相！這就是心物一體！覺者佛也，心即是佛，如此，既是生命存在的意義！ http://blog.sina.com.cn/s/blog_4c9c7ee10100dp9o.html 單電子通過雙縫干涉圖樣形成過程的直接觀察
量子力學(xué)哲學(xué)詮釋概述 由上述材料整理一下思路 http://tieba.baidu.com/f?kz=470414740 附： 量子退相干實(shí)驗(yàn)
費(fèi)曼說的雙縫衍射現(xiàn)象所包括的“量子力學(xué)唯一的奧秘”，不僅因?yàn)樗坪躏@示了“經(jīng)典概率論”不適用于微觀過程，還因?yàn)樗坪躏@示了更令人絞盡腦汁的“量子退相干”現(xiàn)象。
在《費(fèi)曼物理學(xué)講義III》一書中，作者構(gòu)思了一系列理想實(shí)驗(yàn)，其中之一是：如果在電子的雙縫衍射實(shí)驗(yàn)中加上一個(gè)光源，放置在第一塊隔板的后面的兩條
窄縫之間，使我們“看得見”每一個(gè)通過電子到底通過的是第一條縫還是第二條縫，則屏上的衍射圖形就失去干涉條紋。如果移去光源，則又會(huì)重新出現(xiàn)干涉條紋。
“量子退相干”就是指這種由于“觀測(cè)”而導(dǎo)致的相干性消失的現(xiàn)象。
波爾的“互補(bǔ)原理”對(duì)“量子退相干”作了如下解釋：微觀物體的運(yùn)動(dòng)具有粒子與波的雙重屬性，但在同一實(shí)驗(yàn)中二者是相互排斥的。在電子的雙縫衍射實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量粒子通過哪一條縫強(qiáng)調(diào)了電子的粒子屬性，與粒子性互補(bǔ)的波動(dòng)性便被排除了，從而導(dǎo)致干涉條紋的消失。 海森堡則用他的“測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系”對(duì)“量子退相干”作了如下解釋：根據(jù)測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系，準(zhǔn)確知道某一電子垂直于路徑方向的位置，意味著不能準(zhǔn)確知道該電子垂直 于路徑方向的動(dòng)量，從而造成屏上干涉條紋的消失。費(fèi)曼因此而把測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系表成：“不可能設(shè)計(jì)出這樣的儀器，它能確定電子通過雙縫中的哪一條縫，同時(shí)又不擾 動(dòng)干涉條紋?！?br>
如果說量子力學(xué)是物理學(xué)的難點(diǎn)，那幺“測(cè)量理論”就是量子力學(xué)的難點(diǎn)。而量子退相干現(xiàn)象就是量子力學(xué)的測(cè)量理論的中心問題。量子物理學(xué)家們關(guān)于“量子退相干現(xiàn)象”的意見可大致分成兩種類型。 一種以馮?諾伊曼為代表，他在《量子力學(xué)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)》一書中提出了或許是最早的測(cè)量理論，其中有如下命題：
“觀察者在測(cè)量終結(jié)時(shí)看到儀器指針的讀數(shù)，是導(dǎo)致被測(cè)量的對(duì)象從不確定狀態(tài)過渡到確定狀態(tài)的決定性因素。因此，如果不提到人類意識(shí)，就不可能表述一個(gè)完備的、前后一貫的量子力學(xué)的‘測(cè)量理論’”。
按照馮?諾伊曼的這種意見，“主觀的介入”乃是量子退相干的根本原因，換句話說，量子相干性消失，歸根結(jié)底是由于“人眼的一瞥”。
德國(guó)物理學(xué)家吉?路德維希則持的相反的觀點(diǎn)，他拒絕“感覺”、“知識(shí)”和“意識(shí)”等用語出現(xiàn)在物理學(xué)中，并且把宏觀儀器看成一個(gè)處于熱力學(xué)亞穩(wěn)態(tài)的宏
觀系統(tǒng)，把測(cè)量理解為宏觀儀器受到微觀系統(tǒng)的擾動(dòng)向熱力學(xué)穩(wěn)態(tài)演化。因此，測(cè)量不再是“客體與主體之間的一個(gè)不可分的鏈環(huán)”，而是一個(gè)“微觀系統(tǒng)與一個(gè)宏
觀系統(tǒng)之間的一個(gè)不可分的鏈環(huán)”。
意大利物理學(xué)家丹內(nèi)里、朗格和普洛斯佩里在路德維希的工作的基礎(chǔ)上建立了一種精致的測(cè)量理論，簡(jiǎn)稱為D-L-P理論。按照這種理論，測(cè)量之所以導(dǎo)致量子態(tài)相干性的消失，是被觀測(cè)的微觀系統(tǒng)自身經(jīng)歷的一個(gè)具有“各態(tài)歷經(jīng)”特征的過程，并不需要“人眼的一瞥”。
在路德維希的工作的基礎(chǔ)上建立另一種的測(cè)量理論是“退相干理論”，它把測(cè)量過程中量子態(tài)相干性的消失理解為由于“量子糾纏”而導(dǎo)致的一個(gè)動(dòng)力學(xué)過程，即使觀察者不在場(chǎng)也照樣發(fā)生，其中儀器只不過起著“記錄”的作用。
在這里，我們不去考察D-L-P理論與“退相干理論”之間的異同，僅提出如下問題：能不能用實(shí)驗(yàn)來判定路德維希的觀點(diǎn)與馮?諾伊曼的觀點(diǎn)孰是孰非？
讓我們回到費(fèi)曼的關(guān)于“觀察電子”導(dǎo)致干涉條紋消失的理想實(shí)驗(yàn)。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，我們滿可以放置上光源而不觀察電子，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否出現(xiàn)干涉條紋就能判定測(cè)量過程是否要求“主觀的介入”了。
費(fèi)曼本人沒有對(duì)這一問題給出確切的回答。他一方面說：“也許這是由于點(diǎn)上光源而把事情搞亂了？……我們知道，光的電場(chǎng)作用在電荷上時(shí)會(huì)對(duì)電荷施加一個(gè)
作用力。所以也許我們應(yīng)當(dāng)預(yù)期運(yùn)動(dòng)要發(fā)生改變。不管怎樣，光對(duì)電子有很大的影響。在試圖跟蹤電子時(shí)，我們改變了它的運(yùn)動(dòng)。也就是說，光對(duì)電子的反沖足以改
變其運(yùn)動(dòng)，……這就是為什幺我們不再看到波狀干涉效應(yīng)的原因?！卑凑者@種作用機(jī)制，只要點(diǎn)上光源，不論我們觀察不觀察電子，干涉條紋都會(huì)消失?？闪硪环?
面，費(fèi)曼又說：“假如電子沒有被看到，我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)干涉現(xiàn)象?！边€說：“當(dāng)我們觀察電子時(shí)，它們?cè)谄辽系姆植紱]有干涉條紋；當(dāng)我們不觀察電子時(shí)，它們?cè)谄?
上的分布有干涉條紋?！闭者@幺說，即使點(diǎn)上光源，只要我們不觀察電子，干涉條紋就不會(huì)消失。 我們看到，費(fèi)曼的上述回答是自相矛盾的。然而，如果想借助于費(fèi)曼的理想實(shí)驗(yàn)來判斷上面兩個(gè)結(jié)論孰是孰非，困難并不在于費(fèi)曼的上述回答，而在于如下事實(shí)：電子太小，我們不能光的照耀下跟蹤它。因此，還須作一些技術(shù)上的改進(jìn)我們才能實(shí)現(xiàn)費(fèi)曼的這個(gè)理想實(shí)驗(yàn)。
光子自己和自己干涉？——《原子論的歷史與現(xiàn)狀》讀書筆記 船山頂上草/文 Each photon then interferes only with itself. Interference between two different photons never occurs.——P. A. M. Dirac
自打我學(xué)量子力學(xué)以來，有件事就一直沒弄明白：所謂“光子自己和自己干涉”究竟是怎么一回事？ 我們應(yīng)該怎樣解釋這種現(xiàn)象呢？一種解釋是：每個(gè)即將發(fā)射的光子都能夠與已經(jīng)打在屏上的光子發(fā)生干涉。但是這意味著一個(gè)尚未發(fā)生的事件能夠與已經(jīng)結(jié)束的事件 發(fā)生相互作用，違反時(shí)間因果律，所以這種解釋顯然是錯(cuò)的。于是我們又有了第二種解釋：每個(gè)光子都自己和自己干涉。這就意味著每個(gè)光子自身都同時(shí)經(jīng)過兩個(gè)狹 縫，所以才能自己與自己干涉。但在打到屏上之前，又變成了一個(gè)粒子，隨機(jī)落到屏上某點(diǎn)。而這個(gè)隨機(jī)點(diǎn)又遵從某種概率分布，使得大量光子呈現(xiàn)出干涉條紋。這 第二種解釋就是狄拉克在他的名著《量子力學(xué)原理》中說的那句神奇的話：“光子只和它自身干涉。干涉不會(huì)發(fā)生在兩個(gè)不同的光子間?！?/p> 真是匪夷所思！試問，光子是怎樣同時(shí)經(jīng)過兩條狹縫的？難道它真有分身術(shù)不成？惠勒就曾用一幅漫畫表示過光子的這種怪異的行為——某滑雪者經(jīng)過一棵樹，他滑過的軌跡在經(jīng)過樹時(shí)一分為二，左腳從樹的左邊經(jīng)過，右腳從樹的右邊經(jīng)過。 中科院某研究所還曾在博士生入學(xué)考試中出過這個(gè)問題，問干涉是光子之間的干涉還是光子自身的干涉？顯然，出題人期待的是后一個(gè)答案。然而，這個(gè)答案本身卻是錯(cuò)的！ 曾謹(jǐn)言在他的《量子力學(xué)·卷I》中以腳注的形式給過一個(gè)解釋。他認(rèn)為，量子力學(xué)中干涉的并非粒子，而只是概率幅，對(duì)于只涉及單光子的事件，人們可以簡(jiǎn)單說 一個(gè)光子自己與自己干涉，而在涉及雙光子態(tài)的干涉時(shí)，人們就難以簡(jiǎn)單說這個(gè)光子與那個(gè)光子干涉。這個(gè)解釋依然很晦澀。固然，量子力學(xué)處理的基本對(duì)象是概率 幅，無論是“波”還是“粒子”，都只是人們對(duì)微觀世界的一種比喻，并非微觀世界的客觀實(shí)在本身。但是概率幅也很難讓人認(rèn)同為微觀世界的那個(gè)客觀實(shí)在，它也 只是那個(gè)客觀實(shí)在的表象。那么，那個(gè)客觀實(shí)在究竟是什么？沒有人知道，就像康德的“物自體”一樣，隱藏在現(xiàn)象的下面令人難以琢磨。而且這種說法還是解決不 了我上面的疑惑——光子是怎樣自己和自己干涉的？ 今天讀了關(guān)洪的《原子論的歷史與現(xiàn)狀》，書中“電磁場(chǎng)的各種量子狀態(tài)”一節(jié)的敘述，讓我徹底明白了其中的奧秘…… 既然說光子，它的粒子性就起主導(dǎo)作用，也就是說光子是“局限在空間各點(diǎn)的”（愛因斯坦）。那么這種在空間中定域的微粒怎么樣能夠既在一支分光束里面，又同 時(shí)在相隔一段宏觀距離之外的另一支分光束里面的問題，以及一顆光子微粒怎么樣可以在雙縫衍射裝置里同時(shí)穿越兩條相隔一段宏觀距離的狹縫的類似問題，將永遠(yuǎn) 說不清楚。 這是因?yàn)?，在空間傳播過程中，光子概念是不適用的！ 巴侖泰指出：“嚴(yán)格說來，不是光子在干涉，既不是它們自己在干涉也不是它們之間發(fā)生干涉，而是在電磁場(chǎng)中出現(xiàn)干涉圖樣。”“要記得電場(chǎng)和磁場(chǎng)以及相應(yīng)的量 子力學(xué)算符（而不是光子的位置和動(dòng)量）才是理論的基本變量。光子僅僅作為派生的量，即場(chǎng)的一種元激發(fā)進(jìn)入理論?！辈粦?yīng)當(dāng)“僅僅把場(chǎng)看作是粒子流”，“不可 能用一種光子氣體去代替電磁場(chǎng)”。 在傳統(tǒng)的量子力學(xué)里，電磁場(chǎng)是描寫電磁相互作用的算符，沒有對(duì)電磁場(chǎng)狀態(tài)的描述，沒有像寫出電子的波函數(shù)那樣寫出光子的波函數(shù)。這是因?yàn)?，原則上不能在坐 標(biāo)空間里描寫光子的運(yùn)動(dòng)。要描寫光子的產(chǎn)生和湮滅，需要運(yùn)用場(chǎng)的量子化方法，即運(yùn)用光子的產(chǎn)生算符和湮滅算符的方法。所謂電磁場(chǎng)的量子力學(xué)描寫或者電磁場(chǎng) 的量子狀態(tài)問題，不是光與微觀粒子散射之類的量子電動(dòng)力學(xué)問題，而是如光學(xué)器件中的量子光學(xué)問題。 我們知道，量子力學(xué)里諧振子系統(tǒng)的哈密頓算符是兩項(xiàng)的和，一項(xiàng)含有坐標(biāo)的平方，另一項(xiàng)含有動(dòng)量的平方。相似地，電磁場(chǎng)的總能量也是兩項(xiàng)的和，一項(xiàng)含有電場(chǎng) 的平方，另一項(xiàng)含有磁場(chǎng)的平方。于是，把電磁場(chǎng)按簡(jiǎn)正模展開的分量與諧振子里的坐標(biāo)或者動(dòng)量作適當(dāng)?shù)膶?duì)應(yīng)，就可以得到用諧振子問題的升降算符表示的場(chǎng)量， 我們把它們解釋為光子的產(chǎn)生和湮滅算符。這樣我們就得到了光子數(shù)本征態(tài)。 處在諧振子的定態(tài)中的粒子，其坐標(biāo)的平均值和動(dòng)量的平均值都等于零。相應(yīng)地，光子數(shù)本征態(tài)的電場(chǎng)平均值和磁場(chǎng)平均值也都等于零。由此可見，光子數(shù)本征態(tài)是 與經(jīng)典電磁場(chǎng)相距甚遠(yuǎn)的一種狀態(tài)。不僅如此，一般說來，根據(jù)測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系，任意狀態(tài)中粒子的坐標(biāo)和動(dòng)量是不可能都取漲落為零的確定值的。與此相對(duì)應(yīng)，處在任 意狀態(tài)中的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，亦不可能都取漲落為零的確定值。此外，量子力學(xué)里還有關(guān)于相位和粒子數(shù)的一個(gè)類似測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系的關(guān)系式。根據(jù)這一關(guān)系式，在光子數(shù)本 征態(tài)即光子數(shù)完全確定的狀態(tài)上，場(chǎng)的相位是完全不確定的。從這個(gè)角度也可以看出，光子數(shù)本征態(tài)的確是一種非經(jīng)典特性十分突出的狀態(tài)。想當(dāng)然地用具有確定光 子數(shù)的狀態(tài)的概念即光子的概念去描述光的傳播、干涉和衍射等問題，注定要遇到不可克服的困難。 正是為了能夠適當(dāng)?shù)孛鑼懝獾膫鞑?、干涉和衍射等問題，格勞伯于1963年提出了相干態(tài)的概念。簡(jiǎn)單說來，相干態(tài)就是湮滅算符的本征態(tài)。相干態(tài)由無限多個(gè)光 子數(shù)本征態(tài)疊加而成，它是一種光子數(shù)很不確定的狀態(tài)。并且計(jì)算指出，相干態(tài)是電場(chǎng)和磁場(chǎng)的漲落都相當(dāng)小的狀態(tài)，而且也是場(chǎng)的相位高度確定的狀態(tài)。 電磁場(chǎng)具有不同的量子狀態(tài)，其中一些適宜于用光子語言描述，另一些則不適宜于用光子語言描述。即使是光子數(shù)本征態(tài)里的光子，一般也不可以在坐標(biāo)表象里描述它們的運(yùn)動(dòng)。但是，電磁場(chǎng)與物質(zhì)相互作用時(shí)必定以光子的形式出現(xiàn)。 借用格勞伯的話給狄拉克這句困擾了物理學(xué)家和物理系學(xué)生很多年的名言作個(gè)總結(jié)吧：“總而言之，那幾篇討論文章以及狄拉克的名言本身，從根本上說都是錯(cuò)誤 的。為了紀(jì)念狄拉克，并且表示對(duì)他在物理學(xué)上的驚人貢獻(xiàn)的尊敬，現(xiàn)在是把那句名言束之高閣，并且原諒他在量子力學(xué)的早年歲月里寫下的那些從那時(shí)起就在物理 學(xué)家中引起混亂的過分簡(jiǎn)單的議論的時(shí)候了?！?/p> 這個(gè)討論也很有意義： |
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