太阳系行星之谜

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  被太阳挡住的“未知行星”
  在太阳背后,隐藏着一颗不为人知的行星,只在日全食发生期间偶露“尊容”。这是真的吗?
  1991 年7 月11 日,大约有6 万名天文爱好者涌向夏威夷岛,观测20 世纪规模最大的一次日全食。不巧的是,从早上起天就一直阴着,能够观测到这次日全食的地点只有夏威夷群岛西海岸的部分地区,特别是海拔4205 米的莫纳克亚火山顶上。
  清晨6 时半,太阳刚一升起,就被月球给挡住了,人群中发出了欢呼声。太阳逐渐变暗,周围的气温随之急速下降,海浪也减小了。可是,就在人们期待已久的日全食终于到来的那一瞬间,厚厚的云层突然将人们的视线挡住——很多人都没能看到这次日全食的全过程,唯独莫纳克亚天文台的专家们得以继续观测,并将4 分钟的日全食过程通过无线电波传送到全世界。当时,很多国家都进行了电视实况转播。
  就在这次日全食即将结束时,有细心的电视观众发现:在电视画面中,在太阳的正上方,出现了一个火红的、令人不可思议的“球体”。作为电视转播特邀佳宾的一位天文学家在看到这个现象时也为之一惊,他带着为难的神情解释说:“或许这是从太阳辐射出的日珥吧!”
  何谓日珥,是指从日面边缘向外喷出的像红色火焰一般的炽热气体,也称“太阳红焰”,其规模之大,足以吞下几个地球。日珥的存在时间从几分钟到半小时不等。不过,在日全食之际看到的日珥,通常呈胡须状或喷泉状。那么,人们在电视画面上看到的那个“球体”如果不是日珥,会是什么呢?有人认为,它是隐藏在太阳背后的一颗不为人知的“未知行星”。持这种观点的人解释说,这颗不为人知的行星总是被巨大的太阳及其光芒所遮挡,无法被地球望远镜甚至空间望远镜观测到。但是,按照爱因斯坦的相对论,太阳的质量和引力巨大,其周围空间会被太阳引力强烈扭曲(即所谓“引力扭曲空间”),所以在某个或某些时段从地球上能够看到太阳背后的情景。
  
  专家点评
  在日全食中见到红色“球体”的机会虽然不多,但并非绝无仅有。1980 年2月16 日,我国云贵地区,在日全食发生时,人们就见到过这种现象,它叫“倍里珠”。“倍里珠”是日全食时穿过月面山谷的太阳光射入观测者眼球形成的,同太阳系里的未知行星无任何联系。的确,在太阳系里,海王星轨道外面的柯依伯带里有很多未知行星,现在已经发现了一些,还有许多正等待我们去探测,去发现。然而,把“倍里珠”当作未知行星,实在有“指鹿为马”之嫌。而且,即使在日全食期间能看到未知行星,概率也是很小的。
  
  有趣的“提丢斯定则”
  19 世纪初,人们发现了位于火星与木星之间的小行星带。事实上,小行星带早在18 世纪就被德国人提丢斯预见到了。
  
  在火星与木星之间有一片广阔的地带,其间沿一定轨道环绕太阳运行着大大小小的岩石,这就是著名的“小行星带”,是在19 世纪初被发现的。1801 年1 月1 日,意大利天文学家皮亚齐在这一地带发现了小行星塞内斯(直径1003 千米)。1802 年,德国天文学家奥伯斯在这里发现了小行星帕拉斯(直径608 千米)。此后,在这一地带又相继发现了幽诺、维斯达等小行星。
  事实上,早在18 世纪,这个小行星带就被德国人提丢斯预见到了。提丢斯是一位中学教师,每次仰望星空,他都觉得太阳系的行星排列应该是有一定规律的。他确定每个行星围绕太阳旋转的轨道半径R 与该行星的序号n(从太阳系中心到外围依次排列,例如距离太阳最近的水星的序号是1,地球的序号是3)之间满足下列公式:R = 0.4 0.3×2 (n - 2)。其中,R 的单位是天文单位,即1 个日地距离(太阳与地球之间的直线距离)。现在太阳系的大行星基本上都遵守这个法则。根据这个公式计算,在第5 条轨道上应该还有一颗行星,但天文观测显示,那里只有由成千上万颗小行星组成的小行星带。顺便指出,提丢斯于1766 年提出他的定则,但因缺乏天文学上的依据而未引起其他天文学家的注意。颇具讽刺意义的是,这一定则在1772 年被德国天文学家波得冠上自己的名字再次发表,却一下子引起世人的关注,称之为“波得定则”,后来才改称为“提丢斯-波得定则”。
  
  专家点评
  事实上,提丢斯- 波得定则是用6 颗看得见的行星总结出来的,并不是由包括冥王星在内的9 颗行星研究出来的。它对海王星已有明显的偏离,对冥王星的偏离更大。至于它对“第11、12 号行星”适用与否,更是一个很大的疑问。目前,这些行星存在与否仍是谜。就算存在,它们也只可能存在于海王星轨道外的柯依伯带内。柯依伯带内的小行星轨道范围很宽阔,它们的轨道符合提丢斯-波得定则的可能性很小。
  此外,提丢斯与波得都只提供了数字描述,并没有给出数学公式,数学公式是1787 年由乌尔姆给出的。
  
  “第5 号行星”破碎形成了小行星带
  在火星与木星之间,曾经有过一颗行星——“第5 号行星”,但它遭受不明天体撞击破碎,形成了现在的小行星带。这是真的吗?提丢斯- 波得定则之所以引人注目,是因为它将小行星带列入其中。但是,当人们把这个定则应用到实际的太阳系行星上时,就出现了问题:为什么火星与木星之间没有行星?为此,天文学家对这个区域展开调查,结果在那里发现了小行星带。
  从这一发现诞生了一个假说:在现在的小行星带的位置上,原本有一颗行星,现在的小行星带就是这颗行星遭受不明天体撞击破碎后留下 的残骸。这颗行星就是太阳系的“第5 号行星”,俄罗斯天文学家奥尔洛夫以太阳神之子法厄同的名字命名之,另一些天文学家也认为“第5号行星”的确存在过。
  
  至今,美国宇航局仍然确信这颗遥远行星存在,并将其命名为“冥外行星”。遗憾的是,尽管美国宇航局发射的“旅行者”1 号、2 号飞船都已飞到太阳系边缘,却始终没有传来有关“冥外行星”的消息。
  
  专家点评
  直到2006 年为止,“冥外行星”仍然是十大天文学之谜中的一个。现在,虽然没有找到“冥外行星”,却在太阳系边缘区域发现了一个由许许多多冰行星构成的柯依伯带。
  
  木星爆炸诞生了金星
  一个精神病医生提出一个理论:距今大约4000 年前,木星突然发生大爆炸,一颗巨大的彗星飞出,由此引发一连串天地剧变。这可能吗?
  据史载,公元前4 年,自东方有“不明星体”向地球靠近。另据《三国志》记载,在中国的魏、蜀、吴三国鼎立时期,蜀国军师诸葛亮病死在五丈原阵前时(公元234 年),天空中突然出现不明发光星体,其亮度压倒周围一切天体。在古代美洲也有相同的记载。“不明星体”是什么呢?现在大多数人认为是彗星,但也有人否定,理由是:自古以来有无数彗星掠过地球,古人不太可能把彗星记载为“不明星体”。那么,这个“不明星体”究竟是什么天体呢?有人认为,应该是一个比普通彗星大得多的行星级天体,而且它从突然出现到其后定居在现在的轨道期间,曾几次接近地球,或许古人见到的就是这颗星两度接近地球时的令人恐怖的情形。
  精神病医生韦利·考夫斯基(1895 ~ 1979 年)提出了一个理论:公元前4 年从东面飞来的发光星体是金星。他的依据是:在公元前2000 年的古印度行星表中没有记录金星;在古巴比伦的天体图上,土星内侧只画了4 颗行星,也没有金星。
  考夫斯基的假说是:距今约4000 年前,木星突然发生大爆炸,一颗巨大的彗星飞出,并在公元前1500 年前后两次撞击地球,引起天地变异。其后,彗星还撞击了火星,把火星从正常轨道赶跑,导致火星几次与地球发生碰撞。不久之后,彗星就在现在的轨道上定居了下来,变成了金星。考夫斯基认为,古代民族记录的一些怪异现象,正是当时发生在地球上的天地变异。
  我们真能找到太阳系突然之间发生剧变的直接证据吗?支持考夫斯基理论的人认为,答案是肯定的。他们说,只要仔细观测太阳系,特别是其边缘的行星群,就能发现太阳系突变的痕迹。例如,海王星、冥王星和海王星最大的卫星——海卫一的轨道都很异常,都严重偏离提丢斯- 波得定则所预言的轨道,这暗示那些天体原本不一定是在其今天的位置上。另外,冥王星围绕太阳的公转轨道跟8 大行星的公转轨道相比也太奇怪。
  
  天王星也很异常。与太阳系中的所有其他行星都不同,天王星的自转轴与公转轴几乎垂直,所以天王星被戏称为“翻倒的行星”。据推测,天王星的异常是由于来历不明的天体对天王星的大冲撞所致,证据是天王星的卫星之一天卫五的表面到处都留有可怕的“撞痕”。事实上,这样的“撞痕”不仅在土星外侧的行星上存在,而且在土星内侧的行星上也存在。
  
  专家点评
  上述说法令人匪夷所思。是什么原因引起木星爆炸?木星爆炸怎么会弹出彗星?彗星物质稀薄得像轻纱,它撞击地球能引起天地变异吗?有证据可以证明太阳系存在能诞生金星的所谓“突变”吗?尽管陨击事件在太阳系中并不少见,但从未见到过如此巨大的陨击事件。就算金星是从木星剧变引起的爆炸中诞生的,这样的剧变需要多大的能量?至于彗星撞击地球后又接着撞击火星,使之离开轨道并与地球数次相撞,等等,更是荒诞不经。
  在科学研究中提出假设是很正常的,但假设要有依据,要合理,不能异想天开,随意杜撰。考夫斯基医生和本文作者的想象力很丰富,遗憾的是依据不足,也欠合理,更没有被实际观测和现代天文学理论所认可。这样的假设是不可信的。
  
  “疯狂的”金星
  如果小行星带果真是失去了的“第5 号行星”,那么,是谁把它打得粉身碎骨的呢?是金星吗?
  木星内侧的行星乍一看似乎是稳定的,然而,在包括地球在内的其他行星上清晰地留下剧变的痕迹,其中最大的痕迹就是火星与木星之间存在的小行星带。前面已经提过,按照提丢斯- 波得定则,这个小行星 带有可能是太阳系原来的“第5 号行星”。
  
  一个最明显的证据是,火星和金星表层的成分都是熔点高的氧化物,而且这两颗行星的表面都显出橙色。这一点跟太阳系其他行星都不相同,暗示火星和金星具有同样的起源,即火星上构成红色表层的物质是从金星上落下的物质。按照考夫斯基的说法,刚诞生的金星有着彗星特有的长尾巴,并将其中微小的红色粉尘“撒”到了火星上。
  当然,经过这次剧变之后,金星本身也伤痕累累,因为火星碎片也像冰雹一般砸到金星上,使整个金星表面被无数陨石坑覆盖。另外,当今的金星上居然存在一点点氧,这肯定也是当时从火星上掠夺来的。从火星探测器发回的照片来看,尽管火星上常常刮起猛烈的沙尘暴,但散布在火星表面各处的岩石却几乎照样有棱有角,没有被完全风化。另外,火星表面并不均匀呈现红色,有些区域甚至并不是红色。这些事实直到最近才被查明。
  
  专家点评
  作者在这里试图回答:“如果最终探明小行星带果然失去了‘第5 号行星’,那么是谁把它打得粉身碎骨的呢?”这属于一种连环假设,也就是说,用未经证明的假设来验证另一种假设,可谓荒唐。再者,文章说,金星在破坏了“第5 号行星”之后,又去“骚扰”火星。请注意,如果金星消耗巨大能量撞毁“第5 号行星”后,还有能量去“骚扰”火星,那么,它从木星上抛出时所具有的能量将大到非常可怕的程度!除非它真是太白金星,具有无边法力。还有,如果金星来自木星,金星物质污染了火星,那么木星、火星和金星的颜色都应该相同,然而,木星偏偏不是红色的。看来,颜色也给考夫斯基的“假设”出了一道难题。
  
  
  地壳位移说所谓“地壳位移说”是指地球的自转轴倾斜了90 度,原先的南北极区域突然变成赤道,赤道两边则突然变成两极区域。如果真是这样,地球无疑会被全球性气候异常、超级地震、巨型冰川与超级洪水交替煎熬,地表温度大幅波动,许多物种纷纷灭绝。如果地球自转速度发生变化,按惯性定律,海水就会淹没大地,发生“诺亚洪水”那样的超级洪水。这是一种有趣的假说,但是无法解释“诺亚洪水”为何会来自空中。另外,即使当时发生了气候剧变,但火山喷发产生的效果也会造成超级雨云的锋面被从极地推开,所以不可能构成全球性大洪水。因此,地壳位移说很不完美。
  冰掩体说按《圣经》的说法,洪水发生之时,“天窗大开”。对此,有人认为,在“诺亚洪水”发生之前,地球拥有以冰构成的巨大天盖。如果真是这样,当小行星或巨大的彗星撞击地球时,就会穿透天盖,导致被撞得七零八落的冰盖落到地上,融化并引起大洪水。这就是所谓的“冰掩体说”。不过,在地球的地壳之上有大气层,怎么还会有冰天盖?这在物理学上说不通。在月球和太阳的作用下,地球上发生潮汐,地球被“扯”成椭圆体状(只不过歪斜的程度很弱)。如果真有冰掩体(冰天盖),显然在潮汐力的作用下不可能形成稳定状态。所以“冰掩体说”同样也是一种空想。
  云掩体说相对于“冰掩体说”,“云掩体说”的可能性似乎要大一些。假想发生“诺亚洪水”之前,地球被厚厚的高层云构成的“天盖”整个包裹,那么当洪水发生时,水就可能从地球外的宇宙空间穿透天盖倾泄而下。不过,液体水飘浮在宇宙空间是不可能的,因为宇宙空间的温度是绝对零度(-273℃),在这种温度下任何液体都会在瞬间变成固体。
  然而,水或冰在宇宙空间其实是十分常见的。例如,火星的两极随着 季节而发白,这些白色物质长期以来一直被认为是二氧化碳凝固成的干冰,直到美国“勇气号”火星车的勘探才查明,干冰下面有像地球两极一样的水冰。如果火星极冠的水冰全部融化,那么火星表面将被平均深度为10 米的水所覆盖。另外,科学家经过深入分析火星照片,几乎已经确定火星上曾经存在过巨大的海洋。金星也是如此。美国“先驱号”探测卫星的观测数据表明,金星表面曾经也被大量的水所覆盖,换句话说,金星过去也有像地球海洋那样的巨大水体。
  
  专家点评
  迄今为止,并没有确凿证据可以证明“诺亚洪水”的真实性。
  
  月球是一颗冰行星
  如果地球上真的发生过类似“诺亚洪水”的超级洪水,那么,是什么引发了它?是月球吗?
  月球是最靠近地球的天体,但地球人对月球的了解至今仍很不足。1969 年7 月20 日,人类首次登上月球。科学家本以为从此可以揭开诸多“月球之谜”,但结果却相反——“阿波罗”登月把更多的“月球之谜”摆在了科学家的面前。
  首先,令科学家吃惊的是有关月球内部结构的数据。调查地下结构一般都采用地震法,即通过震动波大小或传导方式来推知地下的构造。1970 年4 月,“阿波罗13”进入月球轨道后,飞船与第三级火箭分离,火箭随即沿另一条轨道飞向月球,最终以每秒2.5 千米的速度撞击月面。这一撞击的效果相当于爆炸了11 吨TNT 炸药。月球被震撼了,就像一面铜锣被敲击,震波远远传播到1100 千米之外,持续振动3 小时40 分钟才逐渐停止。假如以同样的方式在地球上制造地震,那么地震波只能传播1~2 千米,振动也只能持续不到1 小时。在月球测得的数据表明,月球与寺院里的吊钟一样——是空心的。
  关于这一点,月岩的密度也透露了“玄机”。一般认为,月球与地球几乎同时形成,其内部构造应该与地球相近,有月壳、月幔和月核;月球表层质量很重,按常规推理,月球的密度应该高于地球。然而,实际数据与人们的揣测正好相反:月球的整体密度比地球小得多,地球的平均密度是每立方厘米5.5 克,而月球仅为3.3 克。对于这种现象只有一个解释:月球内部存在巨大的空洞!如果真是如此,那么月核的一部分到哪里去了呢?
  其次,月面上称之为“月海”的昏暗部分含有大量铁等重金属和稀土金属(钛、锆、铍等),因此月海的质量比起周边地带来说异常的大。月球上为何会出现月海这样的高密度“怪胎”呢?
  再者,月海的分布也令人不可思议,因为月海几乎都分布在月球的一侧。“阿波罗”登月带来了很多的“月球之谜”,这里不一一赘述。前面说到,按照高桥的构想,在现实宇宙中存在一颗冰行星M。人们会问:它是哪一颗星呢?有一个颇为离奇的假说:它就是月球。提出这个假说的人认为,月球因某种原因开始靠近地球,最终两者距离超过了“临界值”,瞬间,月球的冰壳出现龟裂;由于地球的潮汐作用,月球表面几乎一半被破坏,月球内部贮存的巨量暖水瞄准地球倾泻而下;包裹地球的厚厚云盖被巨大的暖水流冲开一个大洞,从地面上看就好像是天窗敞开,降下暴雨;巨量水转瞬间覆盖整个地球,形成了“诺亚洪水”。
  
  上述过程持续了40 天左右,月球内部的水几乎全部倾泻到了地球上,连月核也险些坠落到地球上,所幸月核堵住了月球上的窟窿,熔化的、稀糊糊的月核像黏土一样粘在月球冰壳的里侧,构成了月海。不久,月球渐渐离地球远去,避免了撞击的厄运。被破坏的月面也随着时间的推移而得到修复,成为现在的模样。
  通常,在星体形成时,越重的元素越深埋地下,最终成长为星核。月海的构成元素也是重金属,这可能就是月海过去是月核的证据。由于月海密度大,所以引力也大,根据不倒翁原理,月海多的一侧总是向着地球,这就是月球总是以同一面对着地球的根本原因。
  
  专家点评
  现在已经发现了上千颗冰行星,但其中却并没有高桥构想的冰行星M。如果说月球就是冰行星M,那么高桥需要提出新的月球诞生假设,否则他的月球向地球倾泻巨量洪水的假设要出现麻烦。其实,这是一个看上去颇能自圆其说的假说,只可惜其前提假设却不能自圆其说。关于月球是如何诞生的,可以参阅《大自然探索》2004 年第6 期文章《登陆月球》。
  
  “第12 号行星”仍是谜
  如果说是月球把滔天洪水带给了地球,那么,又是什么天 体使月球突然接近地球的呢?它可能就是隐藏在太阳背后的那颗不为人知的“第12 号行星”。美国发射的“尤利西斯”探测器现在正在太阳附近寻找它。这是真的吗?
  
  如果真的存在冰行星M,那么又是什么天体使冰行星M——月球突然接近地球呢?现在这个天体又在何处呢?
  根据北欧古代神话故事“伊达”,在发生全球大洪水之际,天上有一颗被称之为“火之星”的未知行星从太阳背后出现,以和地球完全相同的公转轨道向着地球挺进,并且让月球异常接近地球,最终引发大洪水。
  其实,在太阳的背后存在其他行星的想法自古有之。在近代也有一篇科幻小说描述说,有一颗以“克拉利翁”命名的未知行星,其绕太阳公转的轨道与地球的公转轨道完全相同。令人遗憾的是,“克拉利翁假说”有缺陷。按照现代物理学原理,如果在太阳背后存在与地球公转轨道相同的行星,那么这颗行星隐藏不了多久就会被发现,因为在近日点附近从速度变快的地球上完全能够看到它,特别是在日全食期间天空变暗时,更应该能清晰地看到它的模样。不过,如果“第12 号行星”的轨道不是这么简单的话,那么从地球上就看不到常常隐藏在太阳背后的“第12 号行星”了!
  1990 年10 月6 日,美国的“发现号”航天飞机发射了美国和欧洲合作研发的“尤利西斯”太阳探测器。“尤利西斯”于1994 年6 至10月飞越太阳南极上空,取得了大量前所未有的珍贵资料。有人说,欧洲空间局与美国宇航局合作开发了“尤利西斯”,但为何要由美国发射呢?事实上,欧洲空间局在南美的法属圭亚那有自己的发射基地,而且有发射成功率达到95% 的阿里亚娜火箭。相比之下,1986 年美国“挑战者号”航天飞机发生过惨烈爆炸,航天飞机也不断出现燃料箱漏油事故。尽管如此,美国却坚持要发射“尤利西斯”,这是否与查明“第12 号行星”有关?美国是不是已经掌握了从“尤利西斯”发回的关于“第12 号行星”的信息,但对“第12 号行星”是否存在的问题故意秘而不宣?神秘的“第12 号行星”至今仍然隐藏在“谜雾”中。
  (本文图片主要由美国宇航局提供)
  
  专家点评
  这又是一个连环假设。文中关于“尤利西斯”的说法,更属臆测。关于“尤利西斯”的使命,可以参阅《大自然探索》2007 年第6 期文章《飞越太阳极区》。
  
  读《太阳系行星之谜》
  徐永煊
  读了《太阳系行星之谜》之后,我觉得这是一篇颇富争议的文章,赞许者会有,批评者也会有,批评的意见或许还会很尖锐。
  《太阳系行星之谜》一文向读者介绍了有关太阳系的以下问题:“提丢斯- 波得定则”的妙用,小行星带的形成,对上古时代地球“大洪水”的考察,金星的由来,“第10、11、12 号行星”,月球的内部结构和木星爆炸,等等。这些问题多数没有定论,有些甚至是无稽之谈。说它们是知识,却摘不掉谬误的帽子;说它们是谬误,其中也不乏真知灼见。可以说,这是一篇真科学与伪科学混杂、真理与谬误交织的文章。具有正确观点的人读它,能从中获取科学知识;认识模糊的人读它,则有可能被其中的谬误所蛊惑。所以,读这篇文章的方法与读一般科普文章不同。读一般科普文章更多地是领会科学知识,学习科学方法,受到科学熏陶,而读这篇文章则需要用心去想,用头脑去分析,吸取精华,剔除糟粕,去粗取精,去伪存真。
  文章中关于“提丢斯- 波得定则”以及由此发现的小行星带的描写,关于对上古时代地球上“大洪水”考察的描写,应该说都是很精彩的。它们是真正的科学知识,值得我们学习和掌握。读了这些章节,不仅能增长科学知识,了解上古历史,而且能从科学家的探索精神、归纳方法中受到教益。这对于青少年是有益的。
  太阳系是否存在未知行星?这是人们普遍关心的。对此,科学家做了长期考察,但时至今日,真正的“未知行星”仍杳如黄鹤,直到2005 年还被列为“十大天文学之谜”中的一个。而《太阳系行星之谜》在“假设”、“推测”的基础上,不仅提出有“第10 号行星”存在,而且还煞有介事地论证太阳系中有第11 和第12 号行星。稍有天文常识的人就能看出,作者在论证中所做的“假设”、“推测”和“推理”是缺乏依据的,有的甚至是唯心的,比如“金星来源于木星爆炸”、“未知行星在撞击‘第5 号行星’后又去‘骚扰’火星”、“地球大洪水来自月球”,以及“冰行星M”等“假设”,都十分荒唐,它们不仅没有观测资料作为依据,而且违反了最基本的科学原理。
  古人说:“奇文共欣赏,疑意相与析”。我们在否定这些观点的同时,“切不可将孩子同脏水一起倒掉”。对于描述这些有争议观点的文章,要慎重对待,不可轻易弃之。在做出真科学与伪科学结论之前,“欣赏”一下这些奇谈怪论,对提高读者的分析能力是大有裨益的。
  另一方面,《大自然探索》的读者大多数是年轻人,有些还是在校学生,正处在长知识的阶段。对于这样的人群,启迪思想,活跃思维,勇于探索,敢于提出新观点、新见解,比什么都重要。从这一点看,读一读《太阳系行星之谜》这篇文章,学一学考夫斯基医生和高桥善于发现问题、勇于思考问题、敢于提出见解的勇气(注意:这里强调的只是“勇气”)是有好处的。但是,我也建议读者在思考文章中提出的问题时,要牢牢记住:科学是在实践的基础上诞生的,也是在实践中发展的。只要我们遵照实践、理论、再实践的路线行事,不在“假设”、“推论”和“猜想”的“迷魂阵”中兜圈子,我们是会有所发现、有所发明、有所创造的。
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