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공간

Space
공간의 위치를 나타내는 데 사용되는 오른손 3차원 데카르트 좌표계입니다.

공간은 물체와 사건이 상대적인 위치와 [1]방향을 갖는 무한3차원 범위이다.고전 물리학에서, 물리 공간은 종종 3차원으로 생각되지만, 현대 물리학자들은 보통 시간과 함께 그것시공간으로 알려진 무한한 4차원 연속체의 일부로 간주합니다.우주의 개념은 물리적 우주를 이해하는 데 있어 근본적으로 중요한 것으로 여겨진다.그러나 철학자들 사이에 그것이 실체인지, 실체 간의 관계인지, 개념체계의 일부인지에 대한 의견 차이는 계속되고 있다.

공간의 본질과 존재 방식에 관한 논쟁은 고대까지 거슬러 올라간다. 즉, 플라톤티메우스나 소크라테스가 그리스인들이 호라(즉, 우주)라고 불렀던 것에 대한 성찰이나 토포스(ie)의 정의에서 아리스토텔레스의 물리학(제4권, 델타)에 대한 고찰이다.장소 이온"은 11세기 아랍의 박식가 알하젠장소 [2]담화(Qawl fi al-Makan)에서 "공간 쿼 확장"으로 사용된다.이러한 많은 고전 철학 질문들은 르네상스 시대에 논의되었고 17세기에, 특히 고전 역학의 초기 발전 동안에 재구성되었다.아이작 뉴턴이 보기에 우주는 절대적이었고,[3] 우주에 물질이 존재하는지 여부와는 무관하게 영구적으로 존재했다.다른 자연 철학자들, 특히 고트프리드 라이프니츠는 그 대신 공간은 사실 서로의 거리와 방향에 의해 주어지는 물체 사이의 관계의 집합이라고 생각했다.18세기에 철학자이자 신학자 조지 버클리(George Berkeley)는 새로운 시각 이론을 향한 에세이에서 "공간 깊이의 가시성"에 대해 반박하려고 시도했다.나중에, 형이상학자 임마누엘 칸트는 공간과 시간의 개념은 외부 세계의 경험에서 파생된 경험적 개념이 아니라, 인간이 모든 경험을 구성하기 위해 소유하고 사용하는 이미 주어진 체계적 프레임워크의 요소라고 말했다.칸트는 그의 순수한 이성에 대한 비판에서 "공간"의 경험을 주관적인 "순수한 선험적 형태의 직관"이라고 언급했다.

19세기와 20세기에 수학자들은 비유클리드 기하학을 연구하기 시작했는데, 이 기하학에서 공간은 평평하기보다는 곡선으로 인식된다.아인슈타인일반상대성이론따르면 중력장 주변의 공간은 유클리드 [4]공간에서 벗어난다.일반 상대성 이론의 실험 테스트는 비유클리드 기하학이 공간의 모양에 더 나은 모델을 제공한다는 것을 확인시켜 주었다.

우주 철학

갈릴레오

갈릴레이와 데카르트 이론은 1687년 [5]뉴턴의 프린키피아의 출판으로 절정에 이른 것으로 알려진 과학 혁명의 기초에 있다.공간과 시간에 대한 뉴턴의 이론은 그가 물체의 움직임을 설명하는데 도움을 주었다.그의 우주론은 물리학에서 가장 영향력 있는 이론으로 여겨지지만,[6] 그것은 그의 전임자들의 같은 생각에서 비롯되었다.

현대 과학의 선구자 중 한 명으로서, 갈릴레오는 지구중심 우주에 대한 확립된 아리스토텔레스프톨레마이오스 사상을 수정했습니다.그는 우주가 태양중심이고 중심에 정지해 있는 태양이 있고 지구를 포함한 행성들이 태양 주위를 돌고 있다는 코페르니쿠스 이론을 지지했다.만약 지구가 움직인다면, 지구의 자연적 경향은 정지해 있는 것이라는 아리스토텔레스의 믿음에 의문이 제기되었다.갈릴레오는 대신 태양이 그 축을 중심으로 움직인다는 것을 증명하고 싶었다. 그 움직임은 정지상태만큼이나 물체에 자연스러운 것이었다.다시 말해, 갈릴레오에게 있어서, 지구를 포함한 천체는 자연스럽게 원을 그리며 움직이는 경향이 있었다.이러한 관점은 모든 사물이 지정된 자연적 [7]위치 쪽으로 끌린다는 또 다른 아리스토텔레스의 생각을 대체했다.

르네 데카르트

데카르트는 아리스토텔레스의 세계관을 자연법칙에 의해 결정되는 우주와 운동에 관한 이론으로 대체하기 시작했다.다시 말해, 그는 물질과 운동에 대한 그의 이론에 대한 형이상학적 기반이나 기계적 설명을 추구했다.데카르트 공간은 무한하고 균일하며 [8]평탄한 구조에서 유클리드였다.그것은 물질을 포함하는 것으로 정의되었다; 반대로, 물질은 공간적 확장을 가지고 있어서 빈 [5]공간 같은 것은 없었다.

공간에 대한 데카르트적 개념은 신체, 정신, 물질의 본질에 대한 그의 이론과 밀접하게 연관되어 있다.그는 "코기토 에고섬" 또는 우리가 의심할 수 있고, 따라서 생각할 수 있고, 따라서 존재할 수 있다는 사실만을 확신할 수 있다는 생각으로 유명하다.그의 이론은 경험주의자들[9]믿는 것처럼, 세계에 대한 지식을 경험주의자들이 믿는 것처럼 우리의 경험보다는 생각하는 능력으로 돌리는 합리주의 전통에 속한다.그는 몸과 마음의 분명한 구별을 두었는데, 이것은 데카르트 이원론이라고 불린다.

라이프니츠와 뉴턴

갈릴레오와 데카르트에 이어 17세기 동안 공간과 시간의 철학은 독일의 철학자이자 수학자인 고트프리드 라이프니츠와 아이작 뉴턴의 사상을 중심으로 전개되었는데, 그는 공간이 무엇인지에 대한 두 가지 상반된 이론을 제시했다.라이프니츠는 다른 물질 위에 독립적으로 존재하는 실체가 아닌, 공간은 세계 속의 물체들 사이의 공간적 관계를 모은 것에 지나지 않는다고 주장했다. "우주는 함께 [10]있는 장소에서 비롯되는 것이다."비어있는 지역은 그 안에 물체가 있을 수 있고, 따라서 다른 장소와 공간적인 관계가 있을 수 있는 지역입니다.라이프니츠에게 있어서 공간은 개별 실체 또는 가능한 위치 사이의 관계에서 이상화된 추상화였기 때문에 연속적일 수는 없었지만 [11]이산적이어야 했다.공간은 가족 간의 관계와 비슷한 방식으로 생각할 수 있다.가족 내 사람들은 서로 친척이지만,[12] 그 관계는 사람들과 독립적으로 존재하지 않는다.라이프니츠는 우주가 각 우주에서 물질 세계의 위치를 제외하고는 정확히 같은 두 우주 사이의 차이를 의미하기 때문에 우주가 세상의 물체로부터 독립적으로 존재할 수 없다고 주장했다.하지만 이 우주들을 구별할 수 있는 관찰적 방법이 없을 것이기 때문에, 불가사의의 정체성에 따르면, 그들 사이에 실질적인 차이는 없을 것이다.충분한 이유의 원리에 따르면, 이 두 개의 가능한 우주가 있을 수 있다는 우주의 이론은 [13]틀렸을 것이다.

뉴턴은 공간을 물질적 물체 사이의 관계 이상으로 여기고 그의 위치를 관찰과 실험에 기초했다.모든 공간 측정치는 다른 물체와 그 움직임에 상대적이기 때문에, 관계론자에게는 물체가 일정한 속도로 이동하는 관성 운동과 시간에 따라 속도가 변화하는 비관성 운동 사이에 실질적인 차이가 있을 수 없다.그러나 뉴턴은 비관성 운동이 힘을 발생시키기 때문에 [14]절대적이어야 한다고 주장했다.그는 그의 주장을 증명하기 위해 물통을 돌리는 물의 예를 사용했다.양동이의 물을 밧줄에 매달아 회전시키도록 하고, 평평한 표면에서 시작합니다.잠시 후 물통이 계속 돌면서 수면이 오목해진다.양동이의 회전이 멈추면, 물의 표면은 계속 회전할 때 오목한 상태로 유지됩니다.따라서 오목한 표면은 버킷과 [15]물 사이의 상대적인 움직임의 결과가 아닌 것으로 보인다.대신, 뉴턴은 이것이 우주 그 자체와 관련된 비관성 운동의 결과일 것이라고 주장했다.몇 세기 동안 버킷 논쟁은 우주가 물질과는 독립적으로 존재해야 한다는 것을 보여주는 데 결정적인 것으로 여겨졌다.

칸트

18세기에 독일의 철학자 임마누엘 칸트는 우주에 대한 지식이 선험적이고 [16]합성적일 수 있는 지식 이론을 개발했다.칸트에 따르면, 우주에 대한 지식은 합성적인 으로, 공간에 대한 진술은 단순히 진술에 있는 단어들의 의미에 의해 진실되지 않는다.그의 작품에서 칸트는 공간이 물질이거나 관계여야 한다는 관점을 거부했다.대신 그는 공간과 시간은 인간에 의해 세계의 객관적인 특징으로 발견되는 것이 아니라 경험을 [17]정리하는 틀의 일부로서 우리가 강요하는 것이라는 결론에 도달했다.

비유클리드 기하학

구면 지오메트리는 타원 지오메트리와 유사합니다.구체(의 표면)에는 평행선이 없다.

유클리드 원소는 유클리드 기하학의 기초를 이루는 다섯 개의 전제를 포함하고 있다.이들 중 하나인 평행정식은 수세기 동안 수학자들 사이에서 논쟁의 주제가 되어왔다.직선 L1 있고 P가 L1 없는 평면에는 P를 통과하여 직선 L1 평행한 평면 상에 정확히 1개의 직선2 L이 있음을 나타냅니다.19세기까지, 그 가설의 진실성을 의심하는 사람은 거의 없었다; 대신에 그것이 공리로서 필요한가 아니면 그것이 다른 [18]공리로부터 도출될 수 있는 이론인지에 대한 토론이 집중되었다.그러나 1830년 경, 헝가리인 야노스 볼야이러시아인 니콜라이 이바노비치 로바체프스키가 쌍곡 기하학이라고 불리는 평행한 가설을 포함하지 않는 기하학에 대한 논문을 따로 출판했다.이 기하학에서는 점 P를 통과하는 평행선이 무한히 많습니다.따라서 삼각형의 각도의 합계가 180° 미만이고 원둘레지름의 비율이 pi보다 크다.1850년대에 베른하르트 리만은 평행선이 P를 통과하지 않는 타원 기하학의 동등한 이론을 개발했다.이 지오메트리에서는 삼각형이 180°를 넘고 원의 원주 대 지름 비율이 파이보다 작습니다.

지오메트리 유형 평행수 삼각형의 각도의 합계 원의 지름 대비 둘레의 비율 곡률 측정
쌍곡선 인피니트 180° 미만 > » 0 미만
유클리드 1 180° π 0
타원형 0 180° 이상 < > > 0

가우스와 푸앵카레

그 당시에는 칸트적인 합의가 지배적이었지만, 일단 비유클리드 기하학이 공식화되자, 어떤 사람들은 물리적인 공간이 휘어져 있는지 궁금해하기 시작했다.독일의 수학자인 카를 프리드리히 가우스는 우주의 기하학적 구조에 대한 경험적 연구를 최초로 고려했다.그는 거대한 별의 삼각형의 각도의 합을 시험해 보려고 생각했고,[19] 실제로 독일의 산꼭대기를 삼각 측량하여 작은 규모로 시험을 실시했다는 보고가 있다.

19세기 후반의 프랑스 수학자이자 물리학자인 앙리 푸앵카레는 어떤 기하학이 우주에 적용되는지 발견하려는 시도가 무의미함을 [20]실험으로 증명하려고 했던 중요한 통찰력을 소개했다.그는 만약 과학자들이 구체 세계라고 알려진 특정한 성질을 가진 상상 속의 큰 구의 표면에만 국한된다면 직면하게 될 곤경을 고려했다.이 세계에서는 모든 물체가 구의 다른 장소에서 비슷한 비율로 팽창하고 수축하는 방식으로 온도가 변화한다.적절한 온도 하락으로, 만약 과학자들이 삼각형의 각도의 합을 결정하기 위해 측정봉을 사용하려고 한다면, 그들은 그들이 구면이 [21]아닌 평면에 살고 있다고 착각할 수 있다.사실, 과학자들은 원칙적으로 그들이 평면이나 구에 거주하는지 결정할 수 없으며, 푸앵카레는 실제 공간이 유클리드인지 아닌지에 대한 논쟁에서도 마찬가지라고 주장했다.그에게 있어서, 공간을 묘사하기 위해 어떤 기하학을 사용하는지는 [22]관습의 문제였다.유클리드 기하학은 비유클리드 기하학보다 단순하기 때문에, 그는 전자가 항상 세계의 [23]'진정한' 기하학을 묘사하는데 사용될 것이라고 가정했다.

아인슈타인

1905년, 알버트 아인슈타인은 특별한 상대성 이론을 발표했는데, 이것은 공간과 시간이 시공간으로 알려진 하나의 구성체로 볼 수 있다는 개념을 이끌었다.이 이론에서 진공상태에서 빛의 속도는 모든 관측자에 대해 동일하며, 이는 관측자가 서로에 대해 움직이면 한 특정 관측자에게 동시에 나타나는 두 이벤트가 다른 관측자에게 동시에 나타나지 않는다는 결과를 낳는다.게다가 관찰자는 움직이는 클럭을 측정하여 정지해 있는 클럭보다 느리게 체크합니다.그리고 관찰자에 대해 움직이는 방향으로 물체가 짧아지는 것을 측정합니다.

그 후 아인슈타인은 중력이 시공간과 어떻게 상호작용하는지에 대한 이론인 일반 상대성 이론을 연구했다.아인슈타인은 중력을 시공간에서 작용하는 의 장으로 보는 대신 시공간 자체의 [24]기하학적 구조를 수정한다고 제안했다.일반 이론에 따르면, 중력장이 존재하는 곳에서 시간은 더 느리게 간다.과학자들은 아인슈타인의 이론의 예측을 확인하면서 바이너리 펄서의 움직임을 연구해왔고 비유클리드 기하학은 보통 시공간을 묘사하는데 사용된다.

수학

현대 수학에서 공간은 구조가 추가된 집합으로 정의됩니다.그것들은 종종 다양한 유형의 다양체로 설명되는데, 이것은 유클리드 공간에 국소적으로 근사한 공간이며, 특성이 다양체에 놓여 있는 점들의 국소적인 연결성에 의해 정의된다.그러나 공간이라고 불리는 다양한 수학적 객체들이 있다.예를 들어, 함수 공간과 같은 벡터 공간은 무한한 수의 독립적 차원과 유클리드 공간과는 매우 다른 거리에 대한 개념을 가질 수 있으며, 위상 공간은 거리의 개념을 더 추상적인 근접 개념으로 대체한다.

물리

우주는 물리학에서 몇 안 되는 기본적인 양 중 하나이며, 이는 현재 더 이상 근본적인 것이 알려져 있지 않기 때문에 다른 양을 통해 정의될 수 없다는 것을 의미합니다.반면에, 그것은 다른 기본적인 양들과 관련이 있을 수 있다.따라서 다른 기본 양(시간 및 질량 등)과 유사하게 측정과 실험을 통해 공간을 탐색할 수 있습니다.

오늘날, 우리의 3차원 공간은 민코프스키 공간이라고 불리는 4차원 공간에 내장된 것으로 보입니다. (특수 상대성 이론 참조)시공간 뒤에 있는 생각은 시간이 3가지 공간 차원 각각에 대해 쌍곡선 직교한다는 것이다.

상대성 이론

상대론적 물리학에 대한 알버트 아인슈타인의 연구 이전에는 시간과 공간은 독립적인 차원으로 여겨졌다.아인슈타인의 발견은 운동의 상대성 이론으로 인해 우리의 공간과 시간이 수학적으로 하나의 물체-공간-으로 결합될 수 있다는 것을 보여주었다.로렌츠 좌표 변환과 관련하여 공간 또는 시간 별 거리는 불변하지 않지만, 시공간 간격을 따른 민코프스키 공간의 거리는 그 이름이 정당하다는 것이 밝혀졌습니다.

또한 시간과 공간 치수는 민코프스키 공간에서 정확히 동등하다고 간주해서는 안 된다.우주에서는 자유롭게 움직일 수 있지만 시간에서는 움직일 수 없다.따라서, 시간과 공간 좌표는 특수 상대성 이론일반 상대성 이론 모두에서 다르게 취급된다.

게다가, 아인슈타인의 일반 상대성 이론에서는, 시공간이 기하학적으로 왜곡되어 있고, 중력적으로 중요한 [25]질량에 가깝다고 가정합니다.

일반 상대성 이론의 방정식에서 나온 이 가설의 결과 중 하나는 중력파라고 불리는 시공간에서 움직이는 파동의 예측이다.(예를 들어 헐스-테일러 쌍성계의 움직임에서) 이러한 파동에 대한 간접적인 증거가 발견되었지만, LIGO와 처녀자리 협업에서 이러한 파동을 직접 측정하려는 실험은 진행 중이다.LIGO 과학자들은 2015년 [26][27]9월 14일 처음으로 중력파를 직접 관측했다고 보고했다.

우주론

상대성 이론은 우주가 어떤 모양인지, 그리고 우주가 어디에서 왔는지에 대한 우주론적인 질문으로 이어진다.우주는 138억 년 전[28] 빅뱅에서 만들어졌고 그 이후로 계속 팽창하고 있는 것으로 보인다.우주의 전체적인 모양은 알려지지 않았지만 우주 팽창으로 인해 우주가 매우 빠르게 팽창하고 있는 것으로 알려져 있다.

공간 측정

물리적 공간의 측정은 오랫동안 중요했습니다.초기 사회는 측정 시스템을 개발했지만, 국제 단위 시스템(SI)은 현재 공간 측정에 사용되는 가장 일반적인 단위 시스템이며 거의 보편적으로 사용되고 있다.

현재 표준 미터 또는 단순 미터라고 불리는 표준 공간 간격은 정확히 1/299,792,458초의 시간 간격 동안 진공 상태에서 빛이 이동한 거리로 정의됩니다.두 번째의 정의와 결합된 이 정의는 빛의 속도가 자연의 기본 상수의 역할을 하는 특수 상대성 이론에 기초합니다.

지리적 공간

지리는 왜 사물이 특정한 장소에 존재하는지를 이해하기 위해 공간적 인식을 이용하는 지구상의 장소를 식별하고 묘사하는 것과 관련된 과학의 한 분야이다.지도 제작은 시각화를 위해 더 나은 네비게이션을 가능하게 하고 위치추적 장치로 기능하기 위한 공간 매핑입니다.지질 통계학은 관측되지 않은 현상에 대한 추정치를 만들기 위해 수집된 지구의 공간 데이터에 통계 개념을 적용한다.

지리적 공간은 종종 토지로 간주되며 소유권 사용(공간이 재산 또는 영토로 간주됨)과 관련이 있을 수 있습니다.어떤 문화들은 소유권의 관점에서 개인의 권리를 주장하는 반면, 다른 문화들은 토지 소유권에 대한 공동적 접근으로 동일시 할 것이고, 호주 원주민들과 같은 다른 문화들은 여전히 토지에 대한 소유권을 주장하기 보다는 관계를 뒤집고 그들이 실제로 토지에 의해 소유된다고 생각할 것이다.공간 계획은 지역, 국가 및 국제 수준에서 결정을 내려 토지 수준에서 공간 사용을 규제하는 방법이다.공간은 또한 건축에서 중요한 요소인 인간과 문화적 행동에 영향을 미칠 수 있으며, 건물과 구조물의 설계와 농업에 영향을 미칠 수 있습니다.

공간의 소유권은 토지에 국한되지 않는다.영공과 수역소유권은 국제적으로 결정된다.다른 형태의 소유권은 최근 다른 공간, 예를 들어 전자파 스펙트럼의 무선 대역이나 사이버 공간에 주장되고 있습니다.

공공공간은 공동체가 공동소유하고 위임받은 기관에 의해 그 이름으로 관리되는 토지의 영역을 정의하는 데 사용되는 용어이다. 이러한 공간은 모든 사람에게 열려 있는 반면, 사유재산은 개인이나 기업이 자신의 사용과 즐거움을 위해 문화적으로 소유한 토지이다.

추상공간은 지리학에서 완전한 동질성으로 특징지어지는 가상의 공간을 가리키는 용어이다.활동 또는 동작을 모델링할 때 지형과 같은 외부 변수를 제한하는 데 사용되는 개념적 도구입니다.

심리학에서

심리학자들은 19세기 중반에 처음으로 우주가 인식되는 방식을 연구하기 시작했다.현재 그러한 연구에 관심이 있는 사람들은 그것을 심리학의 뚜렷한 한 분야로 간주한다.공간에 대한 인식을 분석하는 심리학자들은 물체의 물리적 외관이나 그 상호작용에 대한 인식이 어떻게 인식되는지에 대해 관심을 가지고 있습니다. 예를 들어, 시각 공간을 참조하십시오.

연구된 다른 보다 전문화된 주제로는 아마달 지각과 물체 영속성이 있다.환경에 대한 인식은 특히 사냥과 자기 보존뿐만 아니라 개인의 공간에 대한 생각과도 관련이 있기 때문에 중요하다.

광장 공포증, 천체 공포증, 밀폐공포증 등 우주 관련 공포증이 확인됐다.

인간의 3차원 공간에 대한 이해는 무의식적인 추론을 사용하여 유아기에 배우는 것으로 생각되며 과 눈의 조정과 밀접한 관련이 있다.세계를 3차원으로 지각하는 시각적인 능력을 깊이 지각이라고 한다.

사회과학에서

공간은 마르크스주의, 페미니즘, 포스트모더니즘, 포스트 식민주의, 도시 이론, 그리고 비판적 지리의 관점에서 사회과학에서 연구되어 왔다. 페미니즘이러한 이론들은 식민주의, 대서양 횡단 노예제, 세계화의 역사가 우주와 장소에 대한 우리의 이해와 경험에 미치는 영향을 설명한다.이 주제는 1980년대 앙리 르페브르의 '우주 생산'이 출간된 이후 주목을 받았다.르페브르는 이 책에서 상품 생산과 자본 축적에 관한 마르크스주의 사상을 사회적 상품으로서의 공간에 적용했다.그는 공간을 [29]창출하는 여러 겹치는 사회적 과정에 초점을 맞추고 있다.

데이비드 하비는 의 책 포스트모더니티의 조건(The Condition of Postmodernity)에서 그가 "시공간 압축"이라고 부르는 것을 묘사했다.이것은 시간, 공간,[30] 거리에 대한 우리의 인식에 대한 기술 진보와 자본주의의 영향이다.자본의 생산과 소비 방식의 변화는 운송과 기술의 발전에 영향을 받는다.이러한 발전은 시간과 공간, 새로운 시장과 도시 중심부의 부유한 엘리트 집단에 걸쳐 관계를 형성하고, 이 모든 것이 거리를 파괴하고 직선성과 [31]거리에 대한 우리의 인식에 영향을 미친다.

Edward Soja 그의 책 Thirdspace에서 공간과 공간성을 우리가 어떻게 살고, 경험하고, 이해하는지를 결정하는 세 가지 모드인 그가 "존재의 시험"이라고 부르는 것의 필수적이고 무시된 측면이라고 묘사했다.그는 인문사회과학의 비판적 이론들이 공간적 [32]차원을 무시한 채 우리 삶의 경험의 역사적, 사회적 차원을 연구한다고 주장한다.그는 앙리 르페브르의 작품을 바탕으로 인간이 공간을 물질적/물리적 또는 표현적/상상적으로 이해하는 이원론적 방식을 다루고 있습니다.르페브르의 '살아있는 공간'[33]과 소자의 '제3의 공간'은 '제1의 공간'과 '제2의 공간'(각각 물질과 상상의 공간)이 완전히 포괄하지 않는 복잡한 공간 이해와 탐색을 설명하는 용어이다.

식민지 이후이론가 호미 바바제3의 공간에 대한 개념은 비록 두 용어 모두 2진법 논리의 용어 밖에서 생각할 수 있는 방법을 제공하지만, 소자의 제3의 공간과는 다르다.바바의 제3의 공간은 복합문화의 형태와 정체성이 존재하는 공간이다.그의 이론에서 잡종이라는 용어는 식민지와 [34]식민지의 상호작용을 통해 나타나는 새로운 문화적 형태를 묘사한다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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