2022年诺贝尔物理奖与黑洞信息佯谬

【8、非拓几何统一人工智能与元宇宙普遍应用】

1、人工智能与元宇宙非拓几何克莱因瓶普及应用

我们把克莱因瓶泛化，联系人工智能与元宇宙，看重的不是在理论上，而是在具体的应用。例如，现在人人手里拿着的智能手机，就类似克莱因瓶伸出去的管道，那么克莱因瓶的主体类似在哪里呢？就在元宇宙的模糊和清晰的研讨上。为啥目前“元宇宙”概念火爆？

例如，2022年南京信息工程大学人工智能学院（未来技术学院）信息工程系，已正式更名为元宇宙工程系，成为我国内地高校中第一个以元宇宙命名的院系。而且近年来，香港理工大学设立元宇宙科技专业，清华大学成立元宇宙文化实验室，中国人民大学成立元宇宙研究中心，浙江大学、中国传媒大学、西北大学、上海大学等高校，纷纷建设元宇宙校园，讲的无不是“元宇宙是什么？”“从虚拟现实到元宇宙”。人工智能与元宇宙的统一，各自想的是应用和扩大范围。

这里先说啥是人工智能？这类似所有的计算，都可以看成是一个黑盒子，输入一些东西，输出一些结果。人工智能的方法是，构造一个具有很多可调参数的函数，然后通过所谓训练去调节这些参数的数值，直到函数能够输出比较正确的结果。例如，伴随着脑机接口、人工智能、类脑科技、大数据、光遗传学、神经电生理学等相关学科的突破创新，神经调控技术实现更大的飞跃，提高程序员生产力的工具，就是使其更接近于解决问题的人工智能。

但即使最先进的人工智能，也只能执行相当有限的任务，因此远不能取代人类程序员──大型软件工程项目的大部分工作，如设计一个网络浏览器，需要了解用户的需求。而这些需求很难用简单、机器可读的规范来描述。所以一些足够好的人工智能工具，也只是可以让程序员的工作更轻松。其次是，人工智能的应用有关造假的问题。

例如，2019年4月16日《科技日报》记者张佳星发表的文章说：“人工智能的发展，使得网络对抗从人与人的对抗，进化为智能化、自动化的平台间对抗，作为数据保护和隐蔽通信中的关键技术，信息隐藏技术必须有所改变”──生成对抗网络，简称“GAN”的新兴技术，是一种生成模型，通过将两个神经网络的对抗作为训练准则，可以自动生成图像，包括自动篡改图像。GAN的魔力，在于两个神经网络之间的竞争，除了自动生成之外，GAN的开源性，也带来巨大的隐患。

开源代码，意味着谁都可以用，代码一经开源将“变幻无穷”──非法用户除了借助视频编辑工具复制后再修改，甚至未经授权转拍视频内容。这些操作都是为了得到可以任意修改的“白板”。防造假需嵌入抗编辑水印──抖音等微视频APP的普及，使得视频的发布非常频繁。据统计，大量的合成信息占据了互联网，如合成声音、生成图像、AI合成不存在的人像等，约占网络信息的30%──人工智能造假，将在尽可能“自然”的前提下，完成自动生成。如自动生成带来的危机是规模性、密集度的大幅增加──在社会事件的舆论方面，机器人水军如果操纵舆论，也将使国家安全置于风险之中。

这里出现的信息安全佯谬，也不是靠简单的打压，而是要靠更高新科技的普及应用。我们可以用两个看到的例子：电台和打字机来说明。电台的事，一次是1967年武汉钢铁学院“文革”中，对立两派斗争抢学院广播站。据说抢到广播站的一派学生中，有人懂得安装无线电广播，为了向校外扩大舆论宣传，这一派就把原本是有线广播的设备，偷偷改装为电台转播。此事刚开头发生，就被另一派发现了，告发到公安局，听说涉事的学生受到了处分。只因初犯，处分不重。

其实就是国家工程大企业，施工中需要使用电台，也要先向公安局申报。此次是1978年我们工作的18冶3公司，参加修建重庆市中心石板坡到南岸的长江大桥。我们承担的3号桥墩有60多米高，离江岸又远。大桥指挥部需要用电台与桥墩上的施工人员联络，据指挥长告诉拿到的电台，也是经公安局批准。施工结束，也是立即归还。

而打字机使用规定严格的事，我们也在18冶亲身经历才知道。1975年初我们就已经写好《基本粒子的结构不是类点体而是类圈体──向现代理论物理学中的类点体论挑战》的初稿，交给我们的一个朋友、大渡口区重庆96中的物理老师王国雄先生看，他很支持，还说他和大渡口区政府的领导关系不错，能请他们帮助打印出来。

稿子拿去后，不久王国雄老师就把稿子退回。他说：那里的领导告诉他，打字机是公家领导机关用来打文件的，不对私人。1975年10月我们从18冶3公司矿山工地被抽到18冶宣传处，协助写綦江麻柳滩矿山工程建设完工的长篇通讯。在18冶大公司机关我们看到这里的打字机房，有10多台打字机，打字员也是10多个，工作并不饱满。因为这时和18冶副总经理孙丁旺同志接触多，看他对我们业余钻研物理也不反感，关系融洽后，我们亲自向孙丁旺经理请求他同意让18冶机关的打字机，帮助把我们的“基本粒子”论文打印出来。

孙丁旺经理平静地向我们解释拒绝的理由：打字机是公家打文件用的，如果社会上允许使用打字机，出现伪造的文件就会乱套。这才促使我们1978年回老家农村探亲找公社林业员文武同志，用蜡纸刻写再油印几份。快50年过去，一般人不能使用电台和打字机的安全规定，被从实践是检验真理的唯一标准，到科学是检验真理的唯一标准的统一，前者也许只类似克莱因瓶伸出外面细长的弯管，后者也许才类似克莱因瓶本体──电台和打字机被智能手机、电脑代替，人人可以使用手机、电脑，并不是人人都是特务、间谍。如此看待人工智能应用造假的问题，解决的希望也许还在“元宇宙”的成功应用上。

元宇宙会是泡沫、资本噱头吗？因为人人都说元宇宙的早期形态“虚拟现实”，最重要特征是实时性、沉浸感、自然交互，没有实时性、沉浸感，自然交互。但元宇宙也不全是是电子游戏、虚拟世界，也不意味着逃离世界，飞行员在虚拟驾驶舱中练习开飞机；学生在仿真环境下学习仪器操作；虚拟人为机构做形象代言人等。其次，元宇宙技术怎么实现？有说是分步实现的，在游戏、医疗、教育等领域，元宇宙可能率先实现B是区块链技术，I是交互技术，G是电子游戏技术，A是人工智能，N是网络及运算技术，T是物联网技术。

互联网智能诊室涉及网络、物联网、人工智能、人机交互和区块链等技术，学生参与项目开发，要对元宇宙涉及的技术融会贯通。很多高校从前就有虚拟仿真教学，元宇宙下的虚拟仿真教学，从前的虚拟仿真多是电脑中的模拟场景，以动画为主。今日元宇宙相关技术的加持，未来的化学课可以这样打造──浓硫酸稀释场景下的温度感知试验，通过设备，试验者的手就能感知发热；无须担心钠与水反应发生爆炸，通过人机交互，试验者举起智能烧杯“倒水”，就算失误，虚拟的“爆炸”也只会发生在电脑屏幕上。

但从非拓几何统一克莱因瓶看人工智能与元宇宙普遍应用，以上认知也许仅仅是一类克莱因瓶，社会问题、自然问题、生产问题那么多，矛盾交叉，国际国内交变，人工智能与元宇宙普遍应用的出路，是在目前显露头角的高新科技多头集散的类似克莱因瓶的叠加上。

2、人工智能与元宇宙深度学习量子纠缠非拓几何

假如超越过去的电台、打字机，现在的手机、电脑，更前卫类似克莱因瓶的工具是“量子色动纠缠引力智能手机”，那么就正需要目前显露头角的高新科技多头集散的类似克莱因瓶的叠加──如产生量子里奇张量引力的机制，能把量子计算机和量子引力通信连接在一起用来研制──潘建伟院士等的星地量子通信实践，已解决了量子通信中的类似光速信道的量子密钥分发。如果“量子色动纠缠引力智能手机”能成功，实际这是一场“新工业革命”，其普及推广也是一项全球的“科学天眼工程”、“星链侦查”。

如果我国的墨子卫星上天作为人工智能引力通信尝试，真的实行的是量子引力里奇张量隐形通信，而不单是做量子密钥分配文章，即天地一体化对接建立星地链路属于经典通道光速的量子迭加态编码，那么隐形传递高速量子密钥分发的、可使用“量子色动纠缠引力智能手机”的时代已经不远。这种量子色动纠缠引力智能手机即使今后有量子计算机，也不能解密通信的内容；能解密的也仅是接收方的代码。

更新的是2022年12月2日《光明日报》报道中科大潘建伟、赵博等科学家，又利用相干合成方法、射频解离技术，在国际上首次制备出高相空间密度的超冷三原子分子系综──将三原子分子解离成自由的钠钾分子和原子，获得了三原子分子的解离谱，从而实现了三原子分子的直接探测，被国际上认为是向基于超冷分子的超冷量子化学和量子模拟研究迈出了重要一步，也为模拟量子力学下三体问题铺平了道路。也许这为“量子色动纠缠引力智能手机”的生产，也类似伸出克莱因瓶外的一条弯曲管道。薛其坤院士早指出，研究拓扑量子物态是制造更好电子器件的基础，潘建伟等人的发现，已说明这一点。

因为量子引力的引力子经典通道传送信息给接收者，是牛顿引力公式的扭秤实验证明的。而彭罗斯是用韦尔张量和韦尔曲率，即针对不管平移或曲线运动，体积形变仍是与直线距离平移运动作用一样，只类似一维的定域性的拉长或压扁的潮汐或量子涨落的引力效应说明的。这种韦尔张量和韦尔曲率的经典通道传送给接收者，是决定性的，而且有类似有线电话和无线通讯的区别，以及是这两种形式的结合。但量子引力的引力子量子通道传送信息给接收者，是爱因斯坦广义相对论引力公式的引力透镜观测证明的。而彭罗斯用的是里奇张量和里奇曲率，即当星体有被绕着的物体作圆周运动时，被绕星体整体体积有同时协变向内产生类似向心力的收缩作用的引力效应说明的。

引力效应量子卡西米尔平板间的韦尔张量收缩效应，与被绕离子核，在量子回旋间非定域性的里奇张量收缩效应的量子引力信息隐形传输机制，本质虽有不同，但“里奇张量”和“韦尔张量”又是统一的。这是牛顿万有引力和爱因斯坦广义引力这两种引力机制在路径积分的路线间隙上，以及双方物体内，有无数的量子卡西米尔效应平板对，和形成有量子卡西米尔效应平板对链堆──由于量子卡西米尔效应平板对，间隙内外有真空量子起伏──有实数对量子起伏，虚数对量子起伏，复数对量子起伏──这种“里奇张量”和“韦尔张量”的经典通道与量子通道，它们之间路径的实数光速和虚数超光速量子信息隐形传输联络，类似虫洞。

韦尔张量的引力效应，虽能靠时空规范场的间隙量子卡西米尔效应平板链在传递牛顿万有引力，但量子卡西米尔效应平板对链在每处间隙，相因子的量子起伏参加的，是实数和虚数两类的多种不同组合的量子对。而要统一间隙量子卡西米尔效应平板堆链内，空间的量子起伏的引力作用，仍是两种机制中的虚数超光速引力子，才具有的超前组织协调的强大功能──即量子卡西米尔效应平板链类似有线电话通信的经典通道和电流；但引力子类似无线通讯的电磁波，是用等价于虚数超光速“相因子”的里奇张量编辑的量子通道和传送者。

里奇张量和韦尔张量，都是一些等于“0”量子真空起伏能量的可观测效应──卡西米尔效应，是两个平行平板间隙内外的压力差不平衡，才造成的两个平行平板之间的相互吸引或排斥──在宏观中，像波浪推动物体前行靠近的引力或排斥，压力差只来自外力。这种引力机制，本身就类似常识用柔性的绳子拉，和用刚性的棍子推等一样，但量子引力卡西米尔效应，与两个物体本身之间的联系不是直接的。

那么众多的引力子在各种不同的里奇张量与韦尔张量引力任务中，如何知道各自或各群的分工配合的呢？这就要讨论量子引力信息传输需要的密码和密钥。在目前实践的地面量子通信和星地量子通信中，为防止泄密需要的量子密码和量子密钥及分发，是采用光速量子传输，只需涉及光子、电子、电荷，所以引力子看起来也就不重要，而不被重视──但其实不然，引力子比光子、电子、电荷的量子通信广泛得多，而且也能把量子通信和量子计算机结合起来，对人类社会未来有深远的影响。因为自然引力通信，类比用无线通信技术与电子计算机设备互联，构成可互相通信和实现资源共享的网络体系，它还超越无线局域网──这里不管韦尔张量和里奇张量的引力效应，是分是合，引力子类似复数，实部和虚部可分可合。

但在物质和星球体内说到底，还是一种量子卡西米尔效应平板对堆链──走向有序也必然像铁、镍、钴等元素的磁力线那样，形成像一串重迭的圆环饼子组成的极性走向的圆弧极限，最终爆发也像北极出南极进的磁力线转动循环，是一种全域性或非定域性的体积形变引力效应──但它走出铁、镍、钴等物质，就类似进入的是“点内空间”或称“虚数时空”。再说家里电脑无线射频上网，和手机或平板电脑无线保真上网等，还要无线网卡、无线AP、无线天线等硬件设备的构建和终端。无线局域网也有不用通信电缆或光纤将电子计算机与网络连接，其移动通信也灵活、可靠、兼容、保密、节能、小型化、低成本，电磁环境无要求，数据速率快等优点。

但它们与“量子色动纠缠引力智能手机”比，还是后者更好。

3、非拓几何量子纠缠彭罗斯与郭光灿院士的不同

“量子色动纠缠引力智能手机”应用的难点在哪里？难点就在对克莱因瓶泛化两种分裂的认知上。以彭罗斯教授与郭光灿院士的不同为例，彭罗斯教授与郭光灿院士代表的是20世纪90年代后量子信息学应用型研究的两大派人类命运共同体──因超光速是解释纠缠性量子幽灵避不开的话题，郭光灿院士的自主知识产权理论,与彭罗斯教授掌握类似量子发散态U和收缩态R的自主知识产权理论不同。

2009年郭光灿院士出版的《爱因斯坦的幽灵──量子纠缠之谜》一书，在“超光速狂想曲”这章中的“探寻绝对”这一节，他提出“波函数坍缩过程的规律很可能违背相对性原理，从导致绝对参照系的存在”问题──这是该书一反前面的推证逻辑，成为今天中国最新的既批爱因斯坦又批玻尔──用非连续性批爱因斯坦，用“最小本体论”批玻尔──但这也是该书最精华也是最矛盾之处。

蒋春暄高工说他2009年10月2日买到《爱因斯坦的幽灵》一书，读后发表评论说：郭光灿院士这本书是讲“量子通信、量子计算机等广泛应用，是和超距、超光速联在一起的”。

量子隐形传输态的应用，从量子密码到完全保密的量子通信，从量子计算机到未来的量子互联网，还远远不够。郭光灿院士念念不忘的“时间分割”和“实数超光速”问题，涉及量子信息隐形传输的所谓EPR源现象──从EPR源被分成纠缠对的两个量子态，分别到发送者和接收者手里后的时间，接收者是在发送者之前。所以，发送者能把未知量子态与自己一方的EPR源缠结量子的合并操作，只能在接收者接收到自己一方的EPR源缠结量子的时间之后──这两者静止同时性的非纠缠性时间差，正是郭光灿院士论“时间分割”和“实数超光速”问题的基础──但是对于沿着接收者到发送者方向高速行进的观察者来说，彭罗斯认为，则应是发送者测量未知量子态与自己一方的EPR源缠结量子合并的时间，是发生在接收者接收到自己一方的EPR源缠结量子的时间之先。

其原因是，彭罗斯首创了量子发散态（U）过程和收缩态（R）过程的自主知识产权理论──U过程对应韦尔张量，R过程对应里奇张量。于是彭罗斯用韦尔张量和里奇张量清楚地简化了爱因斯坦的广义相对论引力方程，也能清楚地说明量子退相干和量子宇宙学的一些难题。

当然彭罗斯也没有用实数超光速直接解释纠缠性量子幽灵，他是把超光速隐藏在量子发散态（U）过程和收缩态（R）过程的纠缠性解释中的──这代表了1935年爱因斯坦的原始EPR效应图像。20世纪90年代初期，国际前沿转向量子信息学应用型学科的研究，实际是用虚数超光速直接解释的纠缠性量子幽灵的。因此彭罗斯才把发送者的测量发散U操作点，和使得位于接收者的R态收缩同时点的这两点的连线，是用过去时联系的非因果量子纠缠态的点画线标注的──这实际就是一种虚数超光速解释。这条过去时联系的非因果量子纠缠态连线，实际在哪里？我们说，就在“点内空间”，它变成了“点内空间”类似毛毯一样折迭的连续的多层膜路，或者一种额外维。这里的“点内空间”，也类似克莱因瓶化的“赛博空间”。

那么“点内空间”一定是“体积”很小吗？不是的。如有正无穷大，就有负无穷大一样，“点内空间”也类似一种负无穷大。其产生的理由，与德国女数学家诺特（1882-1935）的“诺特定理”相似。

对称与守恒是物理学的两大主题，二者总是彼此相伴而生、相互关联着。“诺特定理”说明的就是宇宙中，对称与守恒是一一对应的，每发现一个守恒定律，就可以找到一个对称与之对应，反之亦然。该定理成为了现代物理学的基石，有人评说诺特的定律，是发现了造物主的核心思想，这是高于一切物理定律的定律。当然，人们对此联系非拓几何克莱因瓶模式的应用还很少。在物质、能量和信息的世界里，人们都认为物质、能量比信息更基本、更重要。错了。

信息比物质、能量更基本、更重要；当然这个基本和重要，是必须进行“编码”来说的物质、能量、信息与暗物质、暗能量、暗信息，在对偶、有限、无限和有界中作的转换，即“编码”是一切物质、能量、信息与暗物质、暗能量、暗信息的前提。正是以上的种种原因，引出了诺特把对称与守恒统一路中的能量守恒，延伸到了今天前沿物理数学的能量概率守恒王国。这个定理将表示对称性的李群的生成元，与物理学中的守恒定律联系起来。表面上看起来，对称性描述的是大自然的数学几何结构，守恒定律说的是某种物理量对时间变化的规律，两者似乎不是一码事，但诺特的天才，是悟出了两者间有克莱因瓶模式类似深刻的无穷小群的内在联系。

李群的生成元从三维旋转可通过绕空间三个独立转轴的2维转动来实现，是因为三维空间中绕不同方向轴的旋转是不对易的。将一本书先绕X轴旋转90度，再绕Z轴旋转90度；与将原来同样位置的这本书先绕Z轴旋转90度，再绕X轴旋转90度，在这两个过程中，两次旋转的前后次序不同，造成最后结果不同而证明了这两次转动是不可对易的。因为三维空间旋转不对易，所以SO(3)不是阿贝尔群。

这个“非阿贝尔”的性质在它的无穷小群（李代数）上便由算符Ai之间的“李括号”表现出来。这些互相不对易的Ai被称之为李群SO(3)的生成元。独立生成元的个数等于李群的阶数，“李群上的李代数”实际上便是研究这些生成元的理论。它们与微积分中导数的定义在形式上颇为相似。但表达式中并不是简单的实数值1，而是李群中对应于参数。旋转群SO(3)有3个参数，切空间是3维的，因而有3个独立的基矢量A1、A2、A3。

空间的基矢量可以有多种方式选取，可以用对群参数1阶导数的“算符”来表示基矢量。微分算符通常作用在函数上，将一个函数变成另一个函数。量子力学中的微分算符作用在系统的量子态上，将一个量子态变成另一个量子态。复数和算符在量子力学中不可或缺，量子可观测量的算符等于经典算符乘上一个因子（-i约化h）。生成元算符之间的代数关系，即李括号，表明了李群的对称性。

诺特将这种对称性通过系统的拉格朗日量与物理守恒定律联系起来，每一个能够保持拉格朗日量不变的连续群的生成元，都对应一个物理中的守恒量。物理对称性有两种：时空对称性和内禀对称性。比如空间平移群的生成元，对应于动量守恒定律；时间平移群的生成元，对应于能量守恒定律；旋转群SO(3)的生成元，则对应于角动量守恒定律。规范不变反映了物理系统的内禀对称性，统一理论标准模型中的规范对称。所以，对应于电磁规范场U(1)的守恒量是电荷q。根据类似的道理和数学推导，同位旋空间的SU(2)规范变换对应于同位旋守恒，夸克场的SU(3)则对应于“色”荷守恒。此外在量子力学中，某些离散对称性也对应守恒量，如空间镜像反演的守恒量是宇称。

由此分析“诺特定理”头头是道，为啥人工智能和元宇宙新潮来临，却推不起大浪？是说理论多，结合非拓几何克莱因瓶普及应用的少。妙不可言的强大秘密武器，是改正这种探索自然奥秘的方式。

【9、结束语】

泛化克莱因瓶不是万能，但如果一个社会长期坚持高新科技的普及教育和应用，对解决农业生产的发展是有成效的──退休10多年，我们自费出国旅游跑过10多个国家，旅游观光车经过广袤的乡间田野，看到西班牙、澳大利亚和瑞典，就有类似的成效影子。

如今涉及核战争、核讹诈、核武器等带来毁灭后果的重杀伤性武器，给全世界笼罩上雾霾。人工智能与元宇宙非拓几何克莱因瓶多头叠加应用，能否研制出类似用暗物质粒子的外尔费米子，作重杀伤性武器的“锁死开关”？由此，带来新型的联合国安理会的变化，是能

交给新型大国关系的强有力的执法机构，即有新型的联合国安理会。

一方面是因“锁死开关”可以确保武器一直处于控制之下，无需采取任何军事行动；另一方面，也可不加限制地在全球“转让”这类“上锁”武器。因为“锁死开关”是与武器的核心芯片或弹药组装在一起的，要去除“锁死开关”，等于作废整个东西。因此这类似过去寺庙、祠堂、机关、人户等喜欢在大门口安的一对石狮子，即使在精神也起有警示不使用核武器的作用。

宇宙缔造的普通物质和暗物质，用环量子三旋编码方法解读看似是怪异，但其本质极也简单──实为量子冗余码的暗物质，类似“冷”放一边的“物质”，仅向外释放很少的能量，而且它仅对于引力做出响应。如今被我国学家首次通过角分辨光电子能谱，证实存在的外尔费米子（Weyl费米子），这对“拓扑电子学”和“量子计算机”等颠覆性技术的突破，如外尔费米子受对称性的保护，可用来实现高容错的拓扑量子计算，制造超级计算机运行速度更快的量子计算机；而具有“手性”的外尔费米子的半金属，能实现低能耗的电子传输，可实现手机电池一年充一次电等。但这只是小的应用，因为这种暗物质粒子的“幽灵粒子”外尔费米子，还可能用在给核武器“上锁”上。

由此几乎绝大部分的前沿科学，包括相对论、量子论、热力学、黑洞公式、超弦/超膜M、圈量子引力、黑洞辐射、全息原理、虫洞、量子通信、量子纠缠等基础理论，都能合理自然地统一在非拓几何上。业界内有一个很大的运动，有很多人在研究所谓后量子密码，或者叫抗量子密码。其实密码设计之初的指导思想，就是要抵抗任何已知的量子算法。即如果没有开发出一个新的量子算法的话，你是破解不了它的。当然，问题在于类似前面说过电台、打字机、手机、电脑，你怎么知道观控和放开出现在什么时间的节点上？

到目前为止，没有任何一个数学问题已经被证明了不可能被经典计算机破解，更不用说量子计算机了。所以现在整个密码学其实处境都非常的微妙，我们认为任何一种基于数学的密码是安全的，其实都是一种信仰，而不是得到证明的数学定理，因为并没有这样的数学证明。我们只是觉得在实践当中它用了很久，没有人公开提出一个破译它的算法，所以我们认为它是安全的。而处理器生态可视为一个网络，并且网络的节点之间通过大量的认证形成了商业壁垒。

今天，一项技术要进入主流市场，需要通过这些认证。即使是一些开源技术，也同样需要面对这个问题。一台计算机如何运行，是由一组标准规范所定义。例如，在手机上触摸屏幕访问一个网站的操作，会涉及到上百个标准规范，包括硬件标准规范、软件标准规范和数据格式标准等。这些标准规范紧密耦合、交互协同，有机组成一个文本概念层面的技术体系网络。只有通过工程开发将这些标准规范具体实现为各种源代码或物理载体，并相互适配形成一个具体实现层面的技术体系网络，才能构成真正工作的物理计算机。

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