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理论物理:从公众视野到社交媒体,机遇与挑战并存

更新时间:2024-10-04 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

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理论物理学是一门经常出现在公众视野中的深奥学科。公共文化中不乏著名的理论物理学家。去年电影《奥本海默》在全球的成功就是一个重要的例子。今年,随着中国著名物理学家李政道的去世,有关李政道二战后理论物理进展的讨论不时出现在媒体报道中。与此同时,随着社交媒体的发展,包括理论物理在内的基础学科获得了前所未有的传播机遇,但也面临着新的挑战。今年7月,在北京举行的世界基础科学大会上,世界著名理论物理学家、哈佛大学(美国最古老的科研机构)数学与自然哲学霍利斯讲席教授作为与会者之一,美国)(讲座位置,该词保留原拼写) Vafa与著名科普博主、博士生进行了直播。麻省理工学院张朝阳物理学博士,受到广泛关注。此前,Wafa 于 2020 年出版了《解锁宇宙之谜》一书,该书基于哈佛大学向新生教授理论物理基础知识的课程。该书于2022年翻译成中文,由高等教育出版社出版。以这本书为起点,澎湃思想市场栏目对瓦法进行了专访,请他谈谈科学、文化与社会的关系。pYv物理好资源网(原物理ok网)

澎湃新闻:非常感谢您接受我们的采访。作为世界著名的弦理论专家,您能先通俗地介绍一下什么是弦理论以及您对弦理论(例如沼泽理论)的贡献吗?pYv物理好资源网(原物理ok网)

Wafa:弦理论是一种试图统一量子力学和相对论的理论。它认为最基本的元素是高维物质而不仅仅是点粒子。根据这个理论,扩展弦——一维、二维或更高维的物质——是重要的成分。弦理论恰好是我们对量子引力唯一一致的理论()。我从20世纪80年代中期开始从事这一领域的研究,20年来我的研究涉及弦理论的主要方面。你提到的沼泽理论是我这几年一直在研究的一个方面。我试图确定物质大统一理论如何作为弦理论的可能解决方案出现。pYv物理好资源网(原物理ok网)

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沼泽地理论的视觉插图,图片来源,哈佛大学网站pYv物理好资源网(原物理ok网)

澎湃新闻:2020年,您根据哈佛大学新生的讲义和笔记,出版了《揭开宇宙之谜》一书。您能告诉我们您最初开始这门课程的原因吗?是什么促使您发布这门课程的笔记?pYv物理好资源网(原物理ok网)

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《揭开宇宙之谜》,高等教育出版社pYv物理好资源网(原物理ok网)

Wafa:在哈佛,我们为新生举办研讨会。这是一个小班。选班人数在12-15人之间。它让每个人都有机会与教授互动。基于小班个性化教学方式,每个人都会教到他们想学的东西,但他们不一定是选择班级的学生。这是一门专业课程,但只是入门课程。这样的课程对于新生融入大学学习非常有帮助。作为本次研讨会的一部分,我提供了尝试使用数学问题解决来介绍物理学哲学原理的课程。许多人喜欢解决数学问题,无论相关内容是什么。我的课让大家在享受解题乐趣的同时,也理解了解题所涉及的相关内容的意义,这会给他们带来更大的成就感。因此,本课程以解决问题的乐趣作为学习物理的平台,进而建立数学与物理的联系。pYv物理好资源网(原物理ok网)

澎湃新闻:理论物理学家为公众撰写科普书籍的情况并不少见。有很多非常成功的科普书籍。在众多的科普书籍中,我不知道为什么理论物理这个科学最深奥的领域之一最受欢迎。为什么?除了化学或生物之外,公众还会有相关的阅读需求吗?pYv物理好资源网(原物理ok网)

Wafa:首先,我不认为每个人对生物和化学不感兴趣。我还想了解化学和生物学。我不认为这本书应该取代任何其他领域;这只是向公众介绍科学的众多书籍之一。这本书绝对不是为了让你放弃对其他领域的兴趣。其次,物理学是科学的基础部分,是生物学和化学等学科的基础。如果你想了解科学的基础知识,你需要回到物理学。物理学本身有很多分支,了解最基本的原理才是最有趣的部分。尝试了解物质如何运作是很有趣的,我认为我的书在这方面会有所帮助。当然,这本书与典型的物理科普书籍的不同之处还在于,它并不回避引入一些数学知识。一般来说,科普书更适合床上阅读,但这本书却不是这样。在阅读这本书的时候,对于里面的数学题,你需要坐下来,在旁边准备好纸和笔,与书中的内容进行互动。我试图让这本书与读者互动。我认为人们的能力和参与科学的愿望之间存在差距,一般的科学书籍没有考虑到这一点,只是把它当作每个人的消遣,但我希望每个人都成为更积极的学习者。pYv物理好资源网(原物理ok网)

论文:一个相关的问题是理论物理与流行文化之间的关系。从最著名的美剧《生活大爆炸》到最近的《奥本海默》和之前的《万物理论》,都是以理论物理学家为背景的。我一直在思考的是,为什么这些影视作品不是以理论物理学家为基础的。生物学家还是历史学家作为主角?如果这些戏剧没有理论物理学家的身影,会不会不太成功?我认为这是思考科学与社会文化关系的一个很好的视角。在我看来,理论物理学家在公众中发挥着与古代和中世纪基督教神学家相同的作用。稍后我们还将进一步讨论您书中提出的宗教问题。不知道你怎么想?pYv物理好资源网(原物理ok网)

Wafa:理论物理学是关于从底层理解一切如何运作的,公众对一切如何运作感兴趣,所以每个人都对物理学感兴趣。我觉得很简单,没什么好奇怪的。当然,这并不意味着人们对身体如何运作以及化学如何运作不感兴趣。但这些都是自然法则的下一个层次。了解自然运行的规律和规律,才能到达物质的最低层次。数千年来,人类一直在讨论这些问题。这并不是什么新鲜事,尽管每个人都有不同的态度和不同的思维方式。理论物理发展到现阶段,理论物理还在发展。至于你的问题,为什么理论物理能够流行起来?这不是什么新鲜事。探索事物如何运作是好奇心,是人类与生俱来的品质。pYv物理好资源网(原物理ok网)

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日本动漫《》女主角之一琴美的父亲是弦理论专家。在一集中,琴美的父亲向琴美解释了弦理论和宇宙运行的基本定律。pYv物理好资源网(原物理ok网)

澎湃新闻:当然,对比市面上一些非常成功的理论物理科普书籍,尤其是为你推荐的布莱恩·格林(哥伦比亚大学物理学教授)的《宇宙之弦》。 ),你的书没有完全连贯的叙述,这当然和你的教学有关,更重要的是你的书里有大量的数学,这和科普书尽量避免复杂的数学不同。我想,虽然这看起来是一门针对非物理专业的课程讲授,但真正读透这本书、上这门课是需要一定门槛的。在书的开头,您还介绍了数学和物理的关系,以及有多少理论物理问题实际上是数学问题的延伸。我不知道当你用数学为这门课程和这本书设定一定的门槛时,你是否还在有意识地选择理论物理科普的目标受众(无论是哈佛本科生还是公众读者)?pYv物理好资源网(原物理ok网)

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格林《宇宙之弦》中译本物理学家行业前景如何,湖南科学技术出版社pYv物理好资源网(原物理ok网)

Wafa:我其实并不打算赶走所有人。我的想法是,读者群正在发生变化,我希望得到更多实用的指导。我书中使用的数学不是大学数学,而是高中数学。我认为大多数受过高中教育的读者都可以读懂我的书。因此,我认为书上的数学没有问题。我的想法是,每个人都有这样的数学基础,但是对于一个从高中开始就没有接触过数学的五十多岁的人来说,他可能会担心这本书有门槛。但这本书的数学并不复杂,很多问题都是常识性的。因此,这本书不会让大多数人感到害怕。但是,是的,阅读这本书需要耐心。你需要坐下来思考,这就是问题变得有趣的原因。pYv物理好资源网(原物理ok网)

澎湃新闻:另一方面,我认为您的书的另一个特点是强调古希腊和中世纪伊斯兰教的科学贡献。古希腊科学出现在物理学著作中并不罕见,但除了阿基米德、亚里士多德等众所周知的人物之外,您还提到了像埃拉托色尼()这样的学者甚至研究过古希腊和古罗马。一位作家、科学家,大家可能对他并不熟悉(相信哈佛大学古典系的很多教授都不知道他是谁)。您还提到了中世纪伊斯兰科学家的贡献。虽然你没有提到,但你无疑明白,中世纪最先继承古希腊哲学和科学的不是拉丁西欧基督教世界,而是东方伊斯兰世界。我还可以简单提一下,越来越多的历史学家一致认为,古希腊希腊罗马城市文明和遗产的第一继承人不是拜占庭帝国,也不是西欧基督教世界,而是阿拉伯帝国。不知道您对古代和中世纪科学史研究有何看法。这些科学史研究究竟是仅仅满足了一种古老的情怀,还是仍然有可能激发当代的科学讨论?pYv物理好资源网(原物理ok网)

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希腊化时期的地理学家和天文学家埃拉托色尼pYv物理好资源网(原物理ok网)

瓦法:就我在书中提到的历史案例而言,无论是来自古希腊、伊斯兰世界还是欧洲,都只是作为背景,作为一些有趣的故事。这是关于物理学如何发展的叙述。在我的书中,这些东西的讨论主要在第一章,其他章节不依赖历史典故。尽管有些内容在其他章节中出现过,但我的书不是关于科学史的,这也不是我写这本书的目的。在某些地方我提到前现代科学只是为了编出好故事。有时我不会深入讨论,因为我觉得历史上讨论的问题和我讨论的问题是有区别的。我只是将它们用作介绍数学主题和物理背景的娱乐背景,没有其他目的。pYv物理好资源网(原物理ok网)

澎湃新闻:当然,我听斯坦福大学一位研究古代科学史的博士生——她上学期作为助教教授了一门古希腊数学课——告诉我,古代数学的讨论对当代已经没有任何直接启发了。数学问题。 。但在我看来,如果我们超越科学本身,思考科学与社会文化的关系,古代或许仍然具有启发性。随着社交媒体的普及和对公众生活的普遍渗透,给科普带来便利的同时也带来了新的挑战。您做客搜狐北京物理课直播,吸引了无数观众。虽然直播讨论的内容,涉及大量数学公式,但像你的书一样,是有门槛的。但从大众对视频文化的消费和好奇心的角度来看,您作为哈佛大学教授、张朝阳博士。来自麻省理工学院的教授讨论了疑难物理问题并演示了数学公式,构成了一场让公众观看某些科学术语和数学公式的神奇表演。屏幕上始终出现的弹幕就表明了这一点。我想如果一个媒体研究学者看到这个视频,他可能会觉得真正值得研究的不是讨论的内容,而是公众通过弹幕表达的情绪。这让我想起了古罗马医生盖伦。他因现代医学史上动物解剖的先驱而闻名。但大多数科学史学家不知道的是,盖伦进行动物解剖是为了满足习惯于观看野兽和角斗士的罗马人。人们对看到动物内脏感到好奇,而他想以医生的身份为公众表演。也就是说,他希望他的“科学”解剖能够替代大众娱乐。我的意思是,虽然现代科学的出现是对古代宗教和巫术的祛魅,但当科学遇到当代社交媒体文化,可以与当代流行文化进行交流时(例如除了搜狐上的科普博主,还有舞蹈博主、时尚博主等,这种模式与古罗马戏剧文化很相似),科学又成为一种具有特殊魅力的表演。作为这一事件的见证者,您有何感受?pYv物理好资源网(原物理ok网)

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瓦法和张朝阳在直播间进行了交谈。从媒体研究的角度来看,对大量弹幕评论的分析可能比讨论本身更有趣。图片来源:搜狐视频截图pYv物理好资源网(原物理ok网)

瓦法:首先,关于你提到的古代数学科学和当代讨论的问题,这个问题就像一棵树,现在有10米高,你问这棵树的根在哪里,根还在吗? 。重要的是,是否有必要通过根部到达树的下一个分支?毫无疑问,如果没有这些根,我们就不会有那么多的枝条。如果说古代的讨论与现在无关,那是错误的。当然,另一方面,这并不意味着我们需要通过直视树根来讨论一棵树应该如何生长。这并不是对古老传统的不尊重,但如果你想向前迈进,你需要开发新方法并接受新观点。所以,向前看而不是向后看,这就是科学的运作方式。然而,我认为许多人对科学如何运作的理解中缺少一个维度,即社会和文化(科学家是其中的一部分)发挥着非常积极的作用。这不仅仅是科学计算或数学公式,而是你看待问题的方式。当谈到如何看待这个问题时,那就是文化介入的时候了。每个人都有相应的文化背景,从意义和价值的角度丰富了科学。这就是为什么今天的科学活动变得如此国际化。科学的优势之一就是各种背景的人都可以表达自己的观点,而这些观点又包含着相应深厚的历史文化背景,最终塑造了科学问题的进展。也就是说,历史文化间接影响了现代科学,科学家是其载体,科学家承载着相应的历史文化。pYv物理好资源网(原物理ok网)

至于你刚才提到的搜狐采访,其他人也做过类似的事情。作为观众,你注意到很多人不明白我们说的话。大家只是把它当作一种娱乐,就像看脱口秀一样,两个人讨论一些有趣的事情,只是气氛让大家都很感兴趣。 。如果真是这样的话,那我就失败了。这不是我们的目的,我不想只是在节目中展示我们有多么伟大,而是想带来观点。否则我认为是失败的。我写《解开宇宙奥秘》的目的是要接地气,并不是要表明我这个作者知道很多,而读者却一无所知。毫无疑问,这不是科学家与公众交流的目的。我的目标是用简单的术语解释科学,因为科学本身非常简单。我常说,如果你不能用简单的语言把科学原理讲清楚,那就说明你不明白相应的原理。当你理解了原理,也就意味着你可以用非常简单的语言来解释它。如果你发现一位科学家说了一些非常复杂的事情,并要求听众问这个问题是否可以变得更简单,这意味着这位科学家并没有很好地理解他在说什么。pYv物理好资源网(原物理ok网)

澎湃新闻:当然,搜狐等社交媒体平台上的舞蹈博主和科普博主的结合也可以促进跨领域的交流。弦理论无疑从音乐隐喻中汲取灵感。古罗马哲学家普罗提诺也喜欢用哑剧舞者的身体动作来解释天体的运动。随着巴黎奥运会刚刚结束,今年又增加了霹雳舞项目,我相信观看霹雳舞的物理学家可能会观察到舞者应对身体重力挑战的各种方式。我还相信,舞者最有可能以不同于非舞者的方式感知他们的身体与地球重力的关系(神经科学应该能够证明这一点)。哈佛大学教育研究生院也有嘻哈舞蹈项目,其目标之一就是通过嘻哈舞蹈教授物理。另外,我还听到一则轶事:20世纪70年代李政道访问中国时,观看芭蕾舞学校的火车,启发了他后来将中国的物理人才送到美国。您对物理与艺术之间的关系有何看法?pYv物理好资源网(原物理ok网)

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社交媒体平台上的舞蹈活动pYv物理好资源网(原物理ok网)

Wafa:如果你问的是科学与艺术之间的关系,而不仅仅是舞蹈,我可以说的是,创造力和人类思想的表达是科学与艺术创作之间潜在的共性。尽管科学和艺术可能有不同的背景,但两者都是创造性的努力、表现性的努力,在这方面,它们非常相似。他们的另一个共同点是——我认为没有直接关系,但无论如何我都会提到——关于哲学问题。许多哲学问题和思维都蕴藏在科学思维之中,尽管我们一般不承认这一点。哲学和科学也通过创造力联系在一起。我们发现美丽或审美吸引力的是它的艺术品质。在艺术领域,什么是善、什么是美就变成了哲学问题,哲学问题又变成了科学问题。这些事情自然是有联系的。当你看到一条法律时,你会感叹:这太好了!这太棒了!但当你问为什么这很棒时,是因为它很漂亮并且可以包含很多东西。但当你查看方程式时,事情就变得复杂了。这种复杂的计算有什么好处呢?为什么这个公式更好?这些思维模式都是对美的致敬。这些都是艺术价值。从某种意义上来说,科学家和艺术家是一样的。他们都从艺术的角度看待自然,重视它,理解它是如何运作的,并说这是一个美丽的理解,或者说它不太美丽。理解力不错,需要提高。像这样将现实与艺术并置,组织它并评估它如何运作,这就是艺术作品。所以我认为艺术和科学是有联系的。就舞蹈而言,我不会说舞蹈应该是科学的一部分,我自己也不是舞者。但我认为从更大的科学和艺术意义上来说,两者是非常紧密的联系的。pYv物理好资源网(原物理ok网)

澎湃新闻:思考社交媒体本质上就是思考技术问题,其背后是当代技术下的一套大数据和算法。毫无疑问,科学是当代一切技术的源泉,但技术与理论科学之间似乎存在着冲突。反弹。我想这可能是中美两国的普遍现象。越来越多在​​名牌大学攻读博士学位的理科生毕业后不愿意留在学术界从事基础理论研究物理学家行业前景如何,而是进入工业界从事技术研发工作。哈佛大学社会学家雷亚文在普林斯顿大学出版社去年出版的《笼子》一书中反思了这个问题。当然,她在思考科技、国家和经济之间的关系。 ,没有对科技问题进行深入的思考和讨论。不知道您对于科学与技术之间的关系有何看法?pYv物理好资源网(原物理ok网)

Wafa:我不认为技术通过占领科学人才来反击科学。这更多的是供给与需求之间的关系。如果你看看我们科研界目前的情况,我们目前是供大于求的。那些想继续从事科学研究的人无法在学术界找到工作。所以,现在的情况并不是我们缺岗位,需要招人。相反,我们正在为学术界人士寻找行业内的工作机会,因为我们没有足够的职位给他们。所以我认为越来越多的理科博士生去科技行业工作当然是对的,但这并不意味着这是普遍情况,这只是一个供需问题。我们有很多人进入科学领域,但由于名额有限,只有一部分人能够留下来。因此,很多人需要在学术界之外寻找工作,他们也确实这么做了。确实,去其他领域比留在学术界赚更多的钱,如果有人因为经济回报而选择离开学术界,这是可以理解的。然而,我不认为我们因此而缺乏有才华的研究人员。有很多人做好了工作,并不断做出相应的贡献。我们的问题是供应超过需求。pYv物理好资源网(原物理ok网)

澎湃新闻:我上面提到的盖伦不仅是一位医生,他还是一位有思想的社会批评家。他在《论诊断》的开头就说,整个罗马社会都病了,罗马的权贵们更多地支持舞蹈艺术家和赛车,这些娱乐界的人忽视知识分子,尤其是哲学,只关心知识分子的有用性。知识。例如,几何有助于计算,技术有助于建造,但它们忽视了知识本身的美。他在抱怨大家不了解医学背后的形而上学和哲学基础,只关心医学能否治愈疾病。你在《解开宇宙之谜》中也有一定的社会和文化批评。在讨论科学与宗教的关系时,您提到今天的物理学家的思考越来越不宏大,您将此归因于美国的实用主义。不知您能否进一步阐述一下美国的实用主义问题?pYv物理好资源网(原物理ok网)

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盖伦对古罗马社会风气的批判,在近1900年后读起来仍然具有现实意义。pYv物理好资源网(原物理ok网)

Wafa:在那里,我谈论的是科学如何发展,但没有做出价值判断。 150 或 100 年前,科学更加哲学化。人们在理解科学的同时,也寻求对科学的哲学理解。今天的科学不再是这样了。当今的科学不再具有相关发现的哲学倾向,而只有关于科学的科学。这就是我在讲美国实用主义时提到的问题。大家只是在寻找问题的根源,探索规律,对此并没有任何价值判断。每个人的工作只是寻找事物的本质,去解释,去寻找意义,而不是去创造一个新的整个宇宙的宏大叙事。事实上,这样的做法对于科学发展的速度是有帮助的。当然,写这段话我想说的是,每个人的头脑中仍然存在着一种哲学倾向,尽管他们不再用哲学的方式来表达它。因此,发生的变化并不是人们对科学的哲学思考减少了,而是人们用更少的哲学方法来表达他们正在做的工作。我们的思维方式,就像在我的头脑中一样,就像一个哲学家的有价值的体系,但我不会直接在我的论文中表达出来。尽管如此,我的思维方式仍然是哲学的。我认为科学家之间对话的方式发生了变化,人们将哲学部分视为私人反思,就像宗教一样。无论你的潜在想法是什么,你都不会表达出来;你只需将其保留为你自己的即可。pYv物理好资源网(原物理ok网)

澎湃新闻:关于宗教与科学关系的讨论,中国长期流传着一句据说是爱因斯坦的名言:未来唯一可能存在的宗教就是佛教。然而,密歇根大学藏传佛教学者唐纳德·洛佩兹查阅了爱因斯坦文集的英文版和德文版,并没有找到这一说法。清华大学著名藏传佛教学者沉伟荣也思考过这个问题,并邀请著名物理化学家朱庆时与藏传佛教活佛进行了两次对话。您如何看待宗教与科学对话的前景和可能性?pYv物理好资源网(原物理ok网)

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藏学家主持科学家与活佛对话pYv物理好资源网(原物理ok网)

瓦法:至于爱因斯坦关于佛教的说法,我认为并不准确。我来自伊朗,我也听人们说爱因斯坦是穆斯林。因此,对于中国有类似的传说,我并不感到惊讶。爱因斯坦是每个人都想内化的英雄。我认为这是正常的。有趣的是,爱因斯坦说,如果他的相对论被证明是正确的,德国会说他是德国人,法国会说他是世界公民;如果他的理论错了,法国就会说他是德国人。 ,而德国会说他是犹太人。所以,每个人都会把成功人士带入自己的世界。这是一个非常典型的案例。至于宗教与科学的关系,我认为这是个人问题,每个人都有自己的看法。对我来说,宗教类似于每个人对哲学的看法。这不是以是或否的方式说服人们。只要每个人都愿意这样做,每个人都承认自己的科学或宗教体系,并相互尊重,我认为宗教与科学之间的对话没有什么坏处。pYv物理好资源网(原物理ok网)

澎湃新闻:您最近来北京参加世界基础科学大会。清华大学任教的著名人文学者王辉在其新书《中国现代思想的兴起》最新译成英文并由哈佛大学出版社出版的书的最后部分写道。 “科学话语共同体的形成。”作为一个纯粹的文科学者,汪晖非常有趣地将中国自然科学共同体的形成视为20世纪上半叶中国拥抱西方现代性的集中标志。不知道您能否将您与中国科学界和伊朗科学界的接触做一些简单的比较?pYv物理好资源网(原物理ok网)

Wafa:其实我对中国科学界不是很熟悉,所以不能做一些宏大的比较。但我确实感到中国推动科学发展是令人惊叹和震撼的。但不幸的是,伊朗的情况肯定不是这样。然而,两国可能仍然有一些共同点。两国都有古老的科学传统,但后来没有人将这些传统视为科学发展的动力。因此网校头条,两国都需要赶上欧美的科学发展。在这方面,两国有相似之处。然而,我认为这恐怕比潜在的相似性更表面化。当然,可以肯定的是,两国都面临着如何改造其丰富的古老科学传统以适应现代科学,如何改变和振兴的问题。这不仅是一个科学问题,也是一个文化问题。例如,您提出哪些问题以及您不问哪些问题是文化的一部分,它会影响您学习科学的学习方式以及您在科学中提出的问题。这些文化问题与科学发展的深度有关。作为一个古老的国家,我们确实将在朝着现代性的过程中面临一些缺点。我们不像美国那样年轻。我们对在许多方面的期待更具活力和更敏感。具有更大的弹性。这可能是伊朗和中国面临的问题。pYv物理好资源网(原物理ok网)

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