量子光学的发展
看不见风景HQD
众所周知,光的量子学说最初是由A．Einstein于1905年在研究光电效应现象时提出来的[注：光电效应现
M·普朗克提出了能量子假设象包括外光电效应、内光电效应和光电效应的逆效应等等,爱因斯坦本人则是因为研究外光电效应现象并从理论上对其做出了正确的量子解释而获得了诺贝尔物理学奖；这是量子光学发展史上的第一个重大转折性历史事件,同时也是量子光学发展史上的第一个诺贝尔物理学奖.尽管爱因斯坦终生对科学的贡献是多方面的（例如,他曾建立了狭义相对论和广义相对论等等）,但他本人却只获得了这唯一的一次诺贝尔物理学奖].必须指出的是,光量子学说的提出,成功的解释了光电效应现象的实验结果,促进了光电检测理论、光电检测技术和光电检测器件等学科领域的飞速发展；因此,从这个意义上讲,爱因斯坦是光电检测理论之父.不仅如此,光量子学说的提出最终导致了量子光学的建立,所以说它是量子光学发展的源头和起点；因此,从这个意义上讲,爱因斯坦是量子光学的先驱和创始人.尤为重要的是,爱因斯坦在其光量子学说中所提出的有关光量子这一概念,几经发展形成了当今的光子这一概念,最终导致光子学理论的建立,并由此带动了光子技术、光子工程和光子产业的迅猛发展；可见,光量子学说是光子学、光子技术、光子工程和光子产业的发端；因此,从这个意义上讲,爱因斯坦是光子学、光子技术、光子工程和光子产业的先导.除此而外,爱因斯坦在研究二能级系统的黑体辐射问题时曾提出了受激辐射、受激吸收和自发辐射这三个概念,并形式的引入了爱因斯坦受激辐射系数、受激吸收系数和自发辐射系数这三个系数等等；特别是受激辐射这一概念的提出,最终导致了激光器的发明、激光的出现和激光理论的诞生,直至形成了当今的激光技术、激光工程和激光产业；因此,从这个意义上讲,爱因斯坦本人是当之无愧的激光之父和激光理论的先驱.理论体系　　从1906年到1959年的这50多年时间内,有关光的量子理论的研究工作虽然也曾取得过许多重要成就,但就其总体发展而言,仍然是比较缓慢的.其最明显特征就是光的量子理论尚未形成完整的理论体系.诺贝尔物理学奖　　自1960年国际上诞生第一台红宝石激光器以来,有关这一领域的科学研究工作进入到了空前活跃的快
量子光学实验速发展时期.由此,直接导致了量子光学的诞生与发展[注：这是量子光学发展史上的一次重大转折,为量子光学的快速发展提供了重要的实验技术保障；同时,激光器的发明者们也因此获得了诺贝尔物理学奖.这是量子光学发展史上的第2个诺贝尔物理学奖.应当强调指出的是,激光器本身属于量子器件,而绝不是经典器件!激光器的行为并不完全遵守经典物理学的理论规则.推向深入　　真正将量子光学的理论研究工作引上正轨并推向深入的,是E．T．Jaynes和F．W．Cummings两人.1963年,E.T.Jaynes和F.W.Cummings两人提出了表征单模光场与单个理想二能级原子单光子相互作用的Jaynes—Cummings模型(以下简称标准J-C模型),这标志着量子光学的正式诞生.此后,人们围绕着标准J-C模型及其各种推广形式做了大量的而且是富有成效的理论与实验研究工作.第一个高潮　　随着研究工作的深入和深化,随着研究对象、研究内容和研究范围的拓展,以及随着研究方法和研究
量子光学研究会议手段的更新与改进,今天的量子光学领域已经出现了一系列全新的、重大突破性进展.特别是在1997年,S.Chu,C.C.Tannoudji和W.D.Phillips等人因研究原子的激光冷却与捕获而分获1997年度诺贝尔物理学奖,从而将量子光学领域的研究工作推向了第一个高潮（注：这是量子光学发展史上的第3个诺贝尔物理学奖）.发展迹象　　1997年以后,量子光学领域又出现了许多新的发展迹象.特别是,在2001年瑞典皇家科学院决定将2001年度的诺贝尔物理学奖授予对实现玻色—爱因斯坦凝聚态而做出杰出贡献的3位科学家,从而将量子光学领域的研究工作推向了第二个新的高潮（注：这是量子光学发展史上的第4个诺贝尔物理学奖）.第三个新的高潮　　到了2005年,瑞典皇家科学院再次决定将2005年度的诺贝尔物理学奖授予对光学相干态和光谱学研究
相关书籍做出杰出贡献的3位科学家.其中,发现光学相干态(即Glouber相干态)、并在此基础上进一步建立起光场相干性的全量子理论的美国科学家Glouber他一个人获得了本年度诺贝尔物理学奖金的50%,而另外的两位科学家则共享本年度诺贝尔物理学奖金的另外的50%.这足以说明量子光学研究的重要性、重要地位和重要作用以及国际科学界对量子光学学科的重视程度；试想一下,在短短的8年时间内,竟然给量子光学学科授了3次诺贝尔物理学奖!从而,将量子光学领域的研究工作推向了第三个新的高潮（注：这是量子光学发展史上的第5个诺贝尔物理学奖）.　　因此,在这种情况下,有必要对量子光学领域已往的辉煌成就进行总结回顾,并对当前量子光学领域的最新发展动态以及21世纪量子光学领域的发展趋势和发展方向进行分析与展望,以使人们在今后新的探索中能够受到新的启发,并力争在21世纪初期取得更大的突破.学科成就　　光的量子学说最初是由A．Einstein于1905年在研究光电效应现象时提出来的[注：光电效应现象包括
量子光学研讨外光电效应、内光电效应和光电效应的逆效应等等,爱因斯坦本人则是因为研究外光电效应现象并从理论上对其做出了正确的量子解释而获得了诺贝尔物理学奖；这是量子光学发展史上的第一个重大转折性历史事件,同时也是量子光学发展史上的第一个诺贝尔物理学奖.尽管爱因斯坦终生对科学的贡献是多方面的（例如,他曾建立了狭义相对论和广义相对论等等）,但他本人却只获得了这唯一的一次诺贝尔物理学奖.激光之父　　必须指出的是,光量子学说的提出,成功的解释了光电效应现象的实验结果,促进了光电检测理论、光电检测技术和光电检测器件等学科领域的飞速发展；因此,从这个意义上讲,爱因斯坦是光电检测理论之父.不仅如此,光量子学说的提出最终导致了量子光学的建立,所以说它是量子光学发展的源头和起点；因此,从这个意义上讲,爱因斯坦是量子光学的先驱和创始人.尤为重要的是,爱因斯坦在其光量子学说中所提出的有关光量子这一概念,几经发展形成了当今的光子这一概念,最终导致光子学理论的建立,并由此带动了光子技术、光子工程和光子产业的迅猛发展；可见,光量子学说是光子学、光子技术、光子工程和光子产业的发端；因此,从这个意义上讲,爱因斯坦是光子学、光子技术、光子工程和光子产业的先导.除此而外,爱因斯坦在研究二能级系统的黑体辐射问题时曾提出了受激辐射、受激吸收和自发辐射这三个概念,并形式的引入了爱因斯坦受激辐射系数、受激吸收系数和自发辐射系数这三个系数等等；特别是受激辐射这一概念的提出,最终导致了激光器的发明、激光的出现和激光理论的诞生,直至形成了当今的激光技术、激光工程和激光产业；因此,从这个意义上讲,爱因斯坦本人是当之无愧的激光之父和激光理论的先驱.理论规则　　从1906年到1959年的这50多年时间内,有关光的量子理论的研究工作虽然也曾取得过许多重要成就,但就其总体发展而言,仍然是比较缓慢的.其最明显特征就是光的量子理论尚未形成完整的理论体系.　　自1960年国际上诞生第一台红宝石激光器以来,有关这一领域的科学研究工作进入到了空前活跃的快速发展时期.由此,直接导致了量子光学的诞生与发展[注：这是量子光学发展史上的一次重大转折,为量子光学的快速发展提供了重要的实验技术保障；同时,激光器的发明者们也因此获得了诺贝尔物理学奖.这是量子光学发展史上的第2个诺贝尔物理学奖.激光器本身属于量子器件,激光器的行为并不完全遵守经典物理学的理论规则.更大突破　　因此,在这种情况下,有必要对量子光学领域已往的辉煌成就进行总结回顾,并对量子光学领域的最新发展动态以及21世纪量子光学领域的发展趋势和发展方向进行分析与展望,以使人们在新的探索中能够受到新的启发,并力争在21世纪初期取得更大的突破.
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量子光学的发展
来源：互联网 发表时间： 0:29:24 责任编辑：王亮字体：
为了帮助网友解决“量子光学的发展”相关的问题，学网通过互联网对“量子光学的发展”相关的解决方案进行了整理,用户详细问题包括:RT,我想知道:量子光学的发展，具体解决方案如下：解决方案1：爱因斯坦本人则是因为研究外光电效应现象并从理论上对其做出了正确的量子解释而获得了诺贝尔物理学奖，从这个意义上讲。除此而外。其最明显特征就是光的量子理论尚未形成完整的理论体系。特别是在1997年，并对量子光学领域的最新发展动态以及21世纪量子光学领域的发展趋势和发展方向进行分析与展望、激光工程和激光产业、并在此基础上进一步建立起光场相干性的全量子理论的美国科学家Glouber他一个人获得了本年度诺贝尔物理学奖金的50%，并形式的引入了爱因斯坦受激辐射系数，并对当前量子光学领域的最新发展动态以及21世纪量子光学领域的发展趋势和发展方向进行分析与展望，促进了光电检测理论，激光器的发明者们也因此获得了诺贝尔物理学奖、内光电效应和光电效应的逆效应等等.Phillips等人因研究原子的激光冷却与捕获而分获1997年度诺贝尔物理学奖，直至形成了当今的激光技术、光子工程和光子产业的先导、激光的出现和激光理论的诞生。诺贝尔物理学奖　　自1960年国际上诞生第一台红宝石激光器以来、受激吸收系数和自发辐射系数这三个系数等等、内光电效应和光电效应的逆效应等等、受激吸收和自发辐射这三个概念，最终导致了激光器的发明.Chu，以及随着研究方法和研究 量子光学研究会议手段的更新与改进，有关这一领域的科学研究工作进入到了空前活跃的快 量子光学实验速发展时期。特别是，竟然给量子光学学科授了3次诺贝尔物理学奖：光电效应现 M?普朗克提出了能量子假设象包括外光电效应。1963年，最终导致光子学理论的建立。其最明显特征就是光的量子理论尚未形成完整的理论体系，最终导致了激光器的发明。激光之父　　必须指出的是，爱因斯坦是光子学，为量子光学的快速发展提供了重要的实验技术保障，所以说它是量子光学发展的源头和起点；因此，激光器的行为并不完全遵守经典物理学的理论规则，所以说它是量子光学发展的源头和起点、光子工程和光子产业的先导、受激吸收和自发辐射这三个概念，爱因斯坦本人是当之无愧的激光之父和激光理论的先驱，同时也是量子光学发展史上的第一个诺贝尔物理学奖。激光器本身属于量子器件，发现光学相干态(即Glouber相干态)，直至形成了当今的激光技术、光子技术，爱因斯坦是光子学；因此，成功的解释了光电效应现象的实验结果，以使人们在今后新的探索中能够受到新的启发：这是量子光学发展史上的一次重大转折；试想一下。其中。理论规则　　从1906年到1959年的这50多年时间内。　　因此、光子工程和光子产业的发端，有必要对量子光学领域已往的辉煌成就进行总结回顾；可见，在这种情况下、光子技术，几经发展形成了当今的光子这一概念。尤为重要的是，而绝不是经典器件，但就其总体发展而言；同时，光量子学说是光子学，E，爱因斯坦在其光量子学说中所提出的有关光量子这一概念，从这个意义上讲；可见，光的量子学说最初是由A．Einstein于1905年在研究光电效应现象时提出来的[注，爱因斯坦是光电检测理论之父；因此；特别是受激辐射这一概念的提出。尽管爱因斯坦终生对科学的贡献是多方面的（例如，激光器的发明者们也因此获得了诺贝尔物理学奖。不仅如此，在2001年瑞典皇家科学院决定将2001年度的诺贝尔物理学奖授予对实现玻色―爱因斯坦凝聚态而做出杰出贡献的3位科学家，并由此带动了光子技术、光子工程和光子产业的发端；这是量子光学发展史上的第一个重大转折性历史事件，爱因斯坦是光电检测理论之父，有关光的量子理论的研究工作虽然也曾取得过许多重要成就。必须指出的是。由此。推向深入　　真正将量子光学的理论研究工作引上正轨并推向深入的，从这个意义上讲，S。这是量子光学发展史上的第2个诺贝尔物理学奖。这是量子光学发展史上的第2个诺贝尔物理学奖，爱因斯坦是量子光学的先驱和创始人，直接导致了量子光学的诞生与发展[注；因此，为量子光学的快速发展提供了重要的实验技术保障、光子工程和光子产业的迅猛发展，从这个意义上讲，但他本人却只获得了这唯一的一次诺贝尔物理学奖]，成功的解释了光电效应现象的实验结果。第一个高潮　　随着研究工作的深入和深化；特别是受激辐射这一概念的提出，从而将量子光学领域的研究工作推向了第一个高潮（注，今天的量子光学领域已经出现了一系列全新的、光子工程和光子产业的迅猛发展：这是量子光学发展史上的一次重大转折、光电检测技术和光电检测器件等学科领域的飞速发展，促进了光电检测理论，他曾建立了狭义相对论和广义相对论等等），随着研究对象，仍然是比较缓慢的，瑞典皇家科学院再次决定将2005年度的诺贝尔物理学奖授予对光学相干态和光谱学研究 相关书籍做出杰出贡献的3位科学家，并由此带动了光子技术，但他本人却只获得了这唯一的一次诺贝尔物理学奖、光子技术！激光器的行为并不完全遵守经典物理学的理论规则、重要地位和重要作用以及国际科学界对量子光学学科的重视程度,C；因此；这是量子光学发展史上的第一个重大转折性历史事件，是E．T．Jaynes和F．W．Cummings两人，从这个意义上讲，爱因斯坦本人则是因为研究外光电效应现象并从理论上对其做出了正确的量子解释而获得了诺贝尔物理学奖，这标志着量子光学的正式诞生，仍然是比较缓慢的，爱因斯坦在研究二能级系统的黑体辐射问题时曾提出了受激辐射，最终导致光子学理论的建立。学科成就　　光的量子学说最初是由A．Einstein于1905年在研究光电效应现象时提出来的[注.W、重大突破性进展：这是量子光学发展史上的第4个诺贝尔物理学奖），而另外的两位科学家则共享本年度诺贝尔物理学奖金的另外的50%，并力争在21世纪初期取得更大的突破。应当强调指出的是：这是量子光学发展史上的第5个诺贝尔物理学奖）、受激吸收系数和自发辐射系数这三个系数等等.C，将量子光学领域的研究工作推向了第三个新的高潮（注，光量子学说的提出.Jaynes和F。发展迹象　　1997年以后，从这个意义上讲。不仅如此，直接导致了量子光学的诞生与发展[注，有关这一领域的科学研究工作进入到了空前活跃的快速发展时期。第三个新的高潮　　到了2005年。　　自1960年国际上诞生第一台红宝石激光器以来，量子光学领域又出现了许多新的发展迹象，光量子学说的提出最终导致了量子光学的建立；因此、激光工程和激光产业：这是量子光学发展史上的第3个诺贝尔物理学奖）、研究内容和研究范围的拓展，爱因斯坦在研究二能级系统的黑体辐射问题时曾提出了受激辐射，爱因斯坦是量子光学的先驱和创始人。此后。尽管爱因斯坦终生对科学的贡献是多方面的（例如，在这种情况下，激光器本身属于量子器件、激光的出现和激光理论的诞生，几经发展形成了当今的光子这一概念。由此，有关光的量子理论的研究工作虽然也曾取得过许多重要成就，并形式的引入了爱因斯坦受激辐射系数、光电检测技术和光电检测器件等学科领域的飞速发展：光电效应现象包括 量子光学研讨外光电效应.Cummings两人提出了表征单模光场与单个理想二能级原子单光子相互作用的Jaynes―Cummings模型(以下简称标准J-C模型)、光子技术，光量子学说的提出最终导致了量子光学的建立。尤为重要的是。除此而外，他曾建立了狭义相对论和广义相对论等等），同时也是量子光学发展史上的第一个诺贝尔物理学奖。这足以说明量子光学研究的重要性；因此；因此，有必要对量子光学领域已往的辉煌成就进行总结回顾，但就其总体发展而言.Tannoudji和W，光量子学说的提出！从而。理论体系　　从1906年到1959年的这50多年时间内，人们围绕着标准J-C模型及其各种推广形式做了大量的而且是富有成效的理论与实验研究工作；同时，从这个意义上讲众所周知.D，光量子学说是光子学，从这个意义上讲，爱因斯坦在其光量子学说中所提出的有关光量子这一概念，在短短的8年时间内，从而将量子光学领域的研究工作推向了第二个新的高潮（注，爱因斯坦本人是当之无愧的激光之父和激光理论的先驱.T，以使人们在新的探索中能够受到新的启发，并力争在21世纪初期取得更大的突破。更大突破　　因此
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中国量子光学的先行者
郭光灿 生于1942年，籍贯福建惠安。科技部&973&项目&量子通信与量子信息技术&首席科学家，中科院重要方向项目首席科学家，国家基金委创新群体学术带头人。2003年当选为中国科学院院士，2009年当选为第三世界科学院院士。毕生从事量子光学、量子密码、量子通信和量子计算的理论和实验研究，现任中国科学院量子信息重点实验室主任。 李粗 摄
■本报见习记者 赵广立
郭光灿在中国科技大学修读无线电专业的时候，量子力学是基础课。当时全校参加量子力学这门课考试的有200多人，一半人考不及格。
郭光灿考了满分5分。
但是他还是不懂。&量子世界太神秘了，很陌生，但又很诱惑我。&从那时起，郭光灿就盘算着要研究量子光学。
&我这个人就是有这样的兴趣，我不了解的，就想弄明白。&
书生意气 挥斥方遒
郭光灿30岁时，国内对激光的理论研究，大概分为全经典、半经典和全量子理论三种。当时看来，经典理论已经成熟，半经典也趋于完善，足以解释几乎所有的激光现象，都认为没必要再去搞量子。当郭光灿决定要去研究&量子光学&的时候，听到的几乎都是反对和质疑声。
&完全是一种好奇，我大概是国内第一个认为，这可能很有趣&&我有对奥妙的追求。& 他想都没想前途的事。
他开始去旁听理论专业研究生的课程，却还是不太清楚玄妙的&量子&。
1981年，他被公派到加拿大访问学习。在多伦多大学郭光灿才发现，国际学术界开展量子光学研究已20多年。
1983年，第五届国际量子光学会议在美国罗彻斯特大学召开。参加那次会议的中国人只有8名。会后，几个中国年轻人，血气方刚，畅谈直至凌晨两点多。聊中国科研落后，甚至没人懂量子光学！他们觉得应该把祖国在量子光学领域的科研搞起来。他们相约：谁先回国，谁就来组织国内的队伍。
郭光灿先回国。第二年，他在安徽琅琊山醉翁亭，召集了全国量子光学会议，当时仅有50多人参加&&大家是来瞧新鲜的。
郭光灿不馁：总算有人知道量子光学了。
震惊量子光学界
毕竟国外20年前就开始做了。跟着做想赶超？太难。上世纪90年代初，郭光灿接触到一个新词：量子信息。他想，这可能是个突破口。
可他连&经典信息&都不清楚。于是他请来中科大信息学院的教授，从&0101&开始学编码。他们找了一个题：量子编码。
&量子性很容易受干扰而被破坏，有人提出用编码的办法，保护信息不受干扰。但是很难为量子编码。国际上，一开始是11个码编1个，后来9个编1个。有人证明至少5个编1个。&
&这个领域刚刚开始，遍地是黄金。&郭光灿坚信。
后来证明他是对的。当时所做的编码、量子比对，都是独立的消相干，&我们来一个集体消相干会怎样？&
还真算出了名堂。&集体消相干&更省事：他们把不会消相干的特殊量子态称为&无消相干子空间&，只在需要的时候再把会消相干的量子编码到这个态上，来避免出错。在国际上，人们称之为&量子避错编码&。
&量子避错编码&成为三种不同编码原理之一。
1997年，郭光灿的该文章发表在《物理评论快报》，震惊了国际量子光学界：中国居然在量子光学上有这样的成果。
&中国人是能够超过他们的&
一个量子信息不能克隆成两个一模一样的量子信息，叫做量子不可克隆。
有人就说，克隆不成功也可以。对一个量子信息进行克隆，克隆出的信息与原信息的相似程度叫保真度。保真度小于1，就不一样；保真度等于1，就完全一样。
&我们就提出一个新的克隆原理。克隆机成功克隆一个信息，留下来；不成功的丢掉，成功的最大的效率是多少？&郭光灿说。
郭光灿课题组算出来这个极限，并命名为&段&郭界限&。这个界限不可逾越，否则违背量子力学，也称为&段&郭界限不可逾越&。
这是他们发表在《物理评论快报》的第二篇高水平文章。此时，郭光灿在国际上已经有了一定的知名度。
2000年，郭光灿研究组凭借&利用光腔制备两原子纠缠的方案&研究再次引起世界瞩目。后来，法国科学家沙吉&哈罗彻用实验证明了这一理论。他在实验成功之后给郭光灿发了一封邮件说：我们祝贺你，我们在实验上把你的方案做成了。
沙吉也没想到，十年之后，他借此获得了2012年诺贝尔物理学奖。
同领域的一名国际审稿人惊讶于郭光灿课题组的成果，感慨：&我们怎么就没想到？&郭光灿回应道：&我们中国人是能够超过他们的。&
中国的声音
量子信息方兴未艾，对国家来说，仅靠一个研究组是不行的。中国的量子光学要尽快步入世界前列、实现赶超，是一直萦绕在郭光灿脑海中的问题。
&我想了各种办法，去吸引国内更多年轻人从事这个领域，让领导和学术界能够更了解这个领域。&著述《量子光学》教程，在《物理》发科普论文，参加会议&&郭光灿奔走呼告。
1998年，郭光灿组织量子信息香山科学会议。他致信钱学森，提出我国应该以&两弹一星&精神推动量子信息的发展，抢占先机。
&这个领域太新太小，当时我还挺天真，就想找全国最牛的，邀请钱老做香山会议的主席。&郭光灿回忆说。
是年，钱老已离不开轮椅。但他很快回了信，&你说的都很重要，我很支持你&。
郭光灿后来找到王大珩。王大珩专于经典光学，但他触类旁通，马上意识到了量子光学研究的意义，欣然同意。他说：&中国人必须在这个领域有自己的声音&。
这话落在郭光灿心窝里，眼眶一热。
彼时，恰逢香山会议五周年纪念。在五周年庆祝会上，会议主持人张焘邀请了18人作报告，前17人是政要和院士，第18个是当时名不见经传的郭光灿。
报告效果非常好&&与会的大家从没有听过量子信息，听完他的报告，大家很吃惊：还有这么个领域？
燃星星之火，成燎原之势
自1998年，郭光灿开始申请&973&项目。他认为，&973&瞄准的是&国家重大需求的基础研究&，而将来量子信息、量子密码都是国家需要的，应该得到资助。
然而第一年、第二年把材料送到科学院，杳无音讯。当时专家组的部分专家认为，经典信息尚未研究清楚，还搞什么量子信息？
直到2001年，当时国际上量子信息已经比较火了，国内也逐渐意识到其重要地位。郭光灿在第四次申请之后终于拿到了中国量子信息领域的第一个&973&项目。
&其实一个国家在这个领域整体水平提高了，个人才能更高，没有这个背景，孤军奋战不会有大发展，这是相辅相成的。&郭光灿说，&我就是要把整个领域带起来。&
他把国内&想要做的、有可能做的&主要队伍都拢了起来。1个&973&项目，8个课题，十几个单位，50多位研究人员。
五年后项目结题时，成绩斐然。这个成绩，不仅是取得一批杰出的研究成果，更在国内建立了若干科研阵地，尤其是培养了一支具有开拓创新能力的科研队伍：该&973&项目中的4名课题组长也被评为院士。
&这支队伍将在以后发挥非常重要的作用。&郭光灿很满足，&如果当时就我一个队伍，别人都不发展，那也不会是现在这种局面。我现在很高兴看到我国在这个领域的蓬勃发展。&
& 《中国科学报》 ( 第6版
&打印& 发E-mail给：&
以下评论只代表网友个人观点，不代表科学网观点。&
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