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海森堡

诺贝尔物理学奖获得者—海森堡

摘要:

从介绍海森堡的生平开始,进而考察了矩阵力学和测不准原理建立的过程,同时也介绍了海森堡在二战期间及战后对德国物理事业的贡献,进一步分析了这个集数学、哲学、物理思维于一身的传奇人物的成功因素。

关键词:

海森堡;矩阵力学;测不准原理;核物理;哲学

WinneroftheNobelPrizeinPhysics–Heisenberg

Abstract:

Heisenberg'slifefromthestart,andthenintroducesthematrixmechanicsandtheuncertaintyprincipletheprocessofestablishment,andintroducedinduringthesecondworldwarandpostwarHeisenbergofGermancausephysicscontribution,andfurtheranalyzedthethissetmathematics,philosophy,physicalthinkinginonelegendsuccessfactors.

Keywords:

Heisenberg;matrixmechanics;uncertaintyprinciple;nuclearphysics;philosophy

摘要1

1引言

至今世界上获得诺贝尔物理学奖的有192人,而且每个人都有令人敬佩的地方,那么我们现在来了解一下1932年诺贝尔奖的获得者——韦纳·海森堡(WernerHeisenberg,1901-1976)。

他是德国理论物理和原子物理学家、“哥本哈根学派”代表性人物。

他于20世纪20年代创立的量子力学,可用于研究电子、质子、中子的运动,从而引发了物理界的巨大变化,开辟了20世纪物理时代的新纪元。

为此,1932年,他获得诺贝尔物理奖[1],成为继爱因斯坦(AlbertEinstein)和玻尔(NielsBohr)之后的世界级的伟大科学家。

目前,国内方面已有不少介绍海森堡的文章,其中,杨鸽的文章生动而概括地介绍了海森堡的生平及物理贡献[2]。

汪寅的文章介绍了海森堡哲学思想在物理学中的应用[3]。

虽然这些文章中对海森堡有一定的介绍,但是这些文章由于篇幅有限没有对海森堡的生平、物理贡献等进行详细的展开论述,因此还有进一步研究的必要。

我通过查阅相关资料,在回顾海森堡不平凡的一生的基础上,比较详细地介绍了他在量子力学方面以及核物理方面的贡献,进一步讨论他哲学思想在物理学中的应用,并对他的成功因素做一定的介绍。

2海森堡生平及家庭

海森堡1901年12月5日出生于德国维尔茨堡。

他的父亲奥古斯都·海森堡(AugustHeisenberg)是史学教授、希腊语言学家,研究东罗马帝国史同时教授希腊语。

他的母亲安娜·海森堡(AnnaHeisenberg)是一名化学家。

他是家里的第二个孩子,有一个大他两岁的哥哥。

海森堡5岁那年进入了乌兹伯格市的小学。

由于他父亲是位老师,一直拿他和他哥哥来比较,想让他们互相竞争,共同成长。

在父亲的眼中容不得自己的孩子学习成绩比其他人差。

也的确是这样,他和他哥哥的学习成绩在班级里一直名列前茅。

在小学老师的眼中,海森堡的理性成分比想象力更出色,并且极其自信,想做到非常出色。

1911年,海森堡进入了慕尼黑的马科斯中学。

在他中学学习的头3年中,海森堡的主要课程是拉丁文和数学。

从第四年开始,他每周学习6学时的书面和口语的古典希腊语。

3年以后,他开始每周2小时的物理学。

在他中学最后一年中,他在单独一本物理教材中学习了初等经典力学。

海森堡给他的中学老师留下了深刻的印象。

那时他正在学第二学期的中学物理课,并且开始对这门课程有了兴趣。

虽然他的物理课本只要求代数知识,但是在他学习快结束的时候,海森堡却能够用微积分来推倒和求解书中的方程了。

在他的期末考试中,海森堡演示了他刚学到的技巧。

他用微积分求解了牛顿运动方程,使主考官大为惊讶。

1920年,海森堡考入慕尼黑大学,物理并不是他的第一选择。

当时他更倾向于学数学,于是父亲就带他去拜访了林德曼(Linderman)教授,可是这次拜访并不顺利。

那时林德曼己经68岁而且有点耳聋了,根本就不明白海森堡在说什么,最后总结到海森堡非传统的数学方法不符合他的口味。

这让海森堡很失望,并打消了学数学的念头,转而想学理论物理,于是父亲又带他拜访了索末菲(Sommerfeld)教授,由于接收了许多超常学生,年仅52岁的索末菲对海森堡的态度完全不同,他说:

“也许你知道一些事,也许你什么也不知道,我们以后再看吧[4]。

”在索末菲的理论物理讨论班上,海森堡遇到了像泡利(Pauli)这样志同道合的同学,加之名师的指导,于是很快就进入了状态,成了新生中最受索末菲器重的。

1923年海森堡在慕尼黑大学索末菲的指导下获博士学位,同年赴格丁根随玻尔研究3年。

1927年开始任莱比锡大学教授。

他在慕尼黑大学开始学习和7年以后在莱比锡被任命为理论物理学教授的这段时间内,量子物理学经历了一次深刻的转变,从玻恩在1920年所称的无秩序转变到了玻恩和海森堡在1927年宣称已经完成的有秩序的体系。

随后海森堡又于1942-1945年任柏林威廉物理研究所所长,第二次世界大战后任普朗克物理和天体物理研究所所长,1976年2月1日卒于慕尼黑。

3海森堡与矩阵力学的诞生

3.1海森堡矩阵力学的思想基础

二十世纪初期,量子论经过普朗克(Planck)、爱因斯坦、玻尔等人多年的研究,虽尚未形成一个严密的理论体系,但不论是在基础理论还是研究的思想方法方面,都己打下了相当的基础。

其中玻尔的对应原理,便是矩阵力学建立的一个重要思想基础和指导原则。

对应原理是从玻尔的氢原子理论中概括出来的。

玻尔认为,在极大量子数的态间的跃迁,经典描述也应该是有效的。

把原子作为周期系统来分析,其运动状态就可以用傅立叶级数描述为一系列谐振子的运动的迭加,极大量子数的态之间跃迁的频率,与经典频率之间存在着大致的倍数关系。

因此在大量子数的情况下,可以直接用经典的振幅来计算量子跃迁的强度。

玻尔把其意义推广,认为以前的经典规律之间存在着某种对应关系,前一类定律是后一类定律的极限或个别情况,这便是对应原理的实质。

对海森堡矩阵力学休系的形成有重要作用的另一个方法论基础,是所谓“可观察性原则”。

这个原则要求,在理论上应该抛弃那些原则上不可观测的量,而直接采用可以观测量来建立理论。

对于原子结构这个微观系统,海森堡认为电子在原子中的轨道是观察不到的,但是从原子发出来的光,如它在放电过程中发出来的,是我们可以直接求出其频率及振幅,知道了振动数和振幅的全体,那就等于是在迄今的物理学中知道了电子的轨道。

由于这个理论里只应接受可以观察的量,所以在我看来,很自然只有引进这个整体来作为电子轨道的代表。

1925年当时年仅24岁的海森堡基于以上两个重要原则,在研究氢原子谱线强度公式过程中产生了一个具有历史意义的新思想:

应该抛弃观察那些迄今不可观察的量(如电子的位置、周期等的希望,承认旧量子规则能和实验部分地符合不过是偶然的。

而反过来更合理的是建立一个类似于经典力学的量子论(其中仅出现可观察量的关系)。

并于1925年7月完成了被称之为“从黑暗通向新物理学之光道路上的转折点”的著名论文《关于运动学和动力学关系的量子论解释》。

3.2关于运动学和动力学关系的量子论解释

这篇论文公开发表在第3期《物理学杂志》上。

它集中反映了海森堡矩阵力学的主要思想。

论文包括一段引言和三节正文[5]。

引言中海森堡指出,旧量子论中用以计算如氢原子能量这类可观测量的关系式中所出现的物理量(如旋转电子的位置、周期等,原则上都是不可观察的,因而缺乏严格的物理基础。

为此,海森堡提出自己的目标,即是试图建立一个和经典力学类似的理论量子力学,而其中只有可观察量之间的关系式。

在正文的第一节,海森堡讨论了运动学关系。

他首先分析了经典力学中把坐标用振幅和频率表示的方式,即通过傅立叶级数表示为:

(1)

在量子论中,他认为

对应写成:

(2)

这里

是标志定态的参数,

代表从

态跃迁到

态的幅度,于是

则代表跃近频率。

海森堡这种代替的意义,就是以可观测的

做为新量子论中的变量,从而附合可观察性原则的要求。

然后海森堡做出了重要的一步,他提出经典电磁辐射公式中会出现位置矢量

的高次幂项。

那么在量子论中,这些高次项应是什么样子呢?

于是他定义了量子论的

,对于经典理论显然有:

(3)

以使:

(4)

在量子力学中,海森堡提出代替(4)的乘法定则:

(5)

且满足频率组合定则:

这可看做是由

表示的初态到中间态

的再到末态

的跃迁。

由此,海森堡得出,如果用A表示

,B表示

,那么,表示乘积

的C与A、B的关系是:

(6)

以此类推,可以求定

,从而任意函数

,只要可展示为

的幂级数,都可以求得相应的量子论表式,上面这个关系后来被称为海森堡乘法规则。

在正文的第二节,海森堡讨论了求解动力学问题。

过去解决动力学问题通常有两步:

积分运动方程:

(7)

确定周期运动常数:

(8)

对运动方程(7),海森堡认为只要把其中的

用上述运动学得到的去代替,即可转化为量子论方程。

同样,对于量子化条件等式(8),边做这样的处理,经过计算,海森堡得出的新量子化条件可写成:

(9)

海森堡指出,运用(7)和(9)即可求出可观察的力学量,如频率,能量以及跃迁几率等。

在论文第三节,海森堡以非谐振子和转子为例进行了相应的量子力学处理。

海森堡发现的乘法规则,是矩阵力学体系发展的关键。

这种不可对易的代数学实际就是矩阵运算,但海森堡当时并不了解它。

这篇论文写成之后,海森堡便把它交给了玻恩(Born),要玻恩审视其是否有价值。

玻恩马上意识到文章的重要,认识到海森堡的符号乘法不是别的,正是矩阵运算。

此后,海森堡所发现的新力学,便被称做了“矩阵力学”。

3.3矩阵力学体系的最后形成

从海森堡的论文之中,玻恩认识到了海森堡物理思想的重要,但玻恩同时敏锐地查觉出“其方法在教学方面仍处于初始阶段,其假设仅用了简单例子,而未能充分发展成为普遍理论。

”于是,玻恩与数学家约当(Jordan)一起继续进行研究,并很快于1925年9月发表了他们的研究成果一《关于量子力学》[6]。

在这篇文章中,玻恩和约当采用海森堡的方式,把坐标

和动量

全部用矩阵加以表示:

经典新力学

于是量子化条件

,在经典情况可化成:

(10)

再由对应关系:

(11)

于是对应于量子化条件(10)得到:

(12)

由此,玻恩得到新力学中

的对易关系:

(I是单元矩阵)(13)

玻恩和约当把它称为“强量子化条件”(strongerguantumCondition)这正是海森堡论文中所遇到而没有解决的困难。

随之,玻恩、约当和海森堡合作,于1925年11月完成了另一篇著名论文《关于量子力学(Ⅱ)》。

论文较全面地阐述了矩阵力学的原理和方法,并把原来一个自由度的体系推广到任意有限个自由度,引人正则变换,建立了定态微扰和含时微扰的基础,从矩阵力学的观点讨论了用动量、谱线强度和选择定则等。

接着,玻恩又与美国年轻的数学家维纳(Wiener)合作,于1926年初发表文章,把矩阵力学从处理周期现象,又推广到处理如沿直线运动这类非周期现象。

他们把算符引进量子力学,定义算符是从一个函数得到另一个函数的一种规则,并建立了算符与矩阵的关系。

算符

的时间导数

被定义为

与算符

的时易关系:

(14)

是从标算符时,它与动量算符的对易关系是:

(15)

他还证明了哈密顿算符H与

全同:

(16)

几乎与玻恩等同时,在英国,也有一位年轻的物理学家在进一步研究海森堡的思想,这就是狄拉克(Dirac)。

他首先想到,应当把海森堡的表述改造为适合于狭义相对论的形式,很快他又发现海森堡新量子力学中的对易关系有着重要的地位。

他发现,新理论中的对易关系与经典力学中的涌检括号相当,于是在1925年11月完成的《量子力学基本方程》一文中,狄拉克利用伯枕括号和对应原理,简明地实现了经典力学方程向量子力学方程的转换,至此矩阵力学便完全建立起来了。

矩阵力学由海森堡在1925年6月首先提出,又经过玻恩、约当、狄拉克等的工作方才最后完成。

这个被海森堡称为“新力学”的量子理论,最先解释了原子领域的一系列新问题,其中包括氢光谱的经验公式、光谱在电场磁场中的分裂,光的散射等等,对20世纪物理学的迅速发展起于巨大的推动作用。

当时量子力学有五种不同的数学体系:

(1)矩阵力学,由玻恩、约丹和海森堡在哥廷根建立;

(2)Q-代数,由狄拉克在剑桥建立;(3)积分方程理论,由兰酋斯(QiuAbram)在法兰克福(Frankfurt)建立;(4)算符力学,由玻恩和维也纳(Vienna)合作完成;(5)波动力学,由苏黎世大学的薛定谔(Schrodinger)于1926年根据德布勒意(Doebleymeaning)在1923年提出的物质波思想推导建立。

在1926年3月,由薛定谔和泡利各自成功地证明了矩阵力学和波动力学在数学上的等价性,这样,矩阵力学和波动力学合二而一,形成了非相对论量子力学体系。

只是由于波动力学所用的数学是连续的而不是分立的,掌握起来比较容易,而当时物理学家们对矩阵运算尚比较陌生,所以大家乐于用波动力学方法处理问题。

4海森堡的测不准原理

如何诠释量子力学波函数的概念是1926年理论物理学界的一大焦点。

经过一番辩论,薛定谔的“连续诠释”观点被玻恩的“统计诠释”观点和狄拉克--约丹的“统计变换理论”驳倒了[7]。

1927年海森堡首次提出并证明了量子力学的“测不准原理”。

紧接着玻尔发展了“互补性原理”。

至此量子力学的基本概念得到了完备自洽的物理解释。

海森堡曾经因为矩阵方程没有得到众多物理学家的使用,而郁闷了好久。

虽然其他的科学家也许觉得波动的方法比较容易使用,但海森堡的矩阵力学却很自然地让他发展出了测不准原理,也因此声名大噪。

在矩阵数学中,并非都会是a×b=b×a,对于不可交换的变量组,例如位置和动量,或是能量和时间,就会产生不确定的关系。

海森堡还做了一个思考性的实验,他设想以γ射线显微镜来测量电子的位置,用来照亮电子的高能量光子会使电子产生反冲,而使其动量有一定的改变,由于分辨率愈高的显微镜需要愈高能量的光,对电子的反冲作用愈强。

即是,波长越短,射在电子上的光量子的能量就越大,于是电子的反冲速度也就越大。

同时,在你任意给定时刻同时测量一个电子的速度和位置而得到的不准量之间,似乎存在一种反比关系。

越准确地测量位置,那一刻速度的测量就越不准确,反之亦然。

而且这种测量结果的不准量之间的反比关系,对能量和时间之类的其他变量也成立。

随后,海森堡宣布了测不准原理,宣称人们不可能同时准确地确定任一个物体的位置与动量(质量和速度的乘积),其中一个量测定得越准确,则另一个量就越不准确。

将这两个测定值的测不准度相乘时,就近似等于普朗克常数。

[8]。

测不准原理削弱了因果律的作用。

从泰勒斯(Telles)和以沃尼亚(Vernia)哲学家时代以来,除了极少数哲学家以外,因果律一直是无人非难的,是当时的科学支柱。

当时拉普拉斯(Laplasse)被认为是力学中因果性的一种最简单和得到最广泛公认的定义的提出者。

当时的定义是:

如果知道一个质点在一个给定时刻的确切位置和确切速度,就能算出它在任一未来时刻的确切位置和速度。

如果知道所有的力和其他外界条件,那么电子的运动可以通过适用于任何时刻的力学方程来充分的确定——所有的效果都是和一个原因直接而又唯一地联系着。

而如今,问题恰恰在于任一瞬间的这两个信息不能同时被知道,不能绝对精确地既知道一个电子现在的位置又知道它的速度,就只能计算电子在任一未来时刻的位置和速度的一个可能性范围,其中的一个可能性将出现在电子的实际运动中。

由于个体电子的未来运动方面的这种不准性,量子力学的定律和预言“一般就只是统计类型的”。

人们永远不能精确预言对任何原子过程的单次观察的结果,只有一个可能性范围中的某一结果的几率才是可以预见的。

海森堡的测不准原理破坏了决定论宇宙哲学。

甚至革命的思想家爱因斯坦也对观察宇宙的这种新眼光感到不安。

玻尔支持“测不准原理”,并在此基础上提出了并协原理(互补原理)[9]。

玻尔认为,每一个物理变量(如位置、速度或动量等)都和他所依赖一种适当的测量过程有关。

物理学中测量过程这种新概念强调科学家的主导作用,科学家在进行测量的行动中是和被观测物理相互作用着的,因此,所揭示的已不是被观察物体的本身,而是一个测量的函数了。

测不准原理很快地成了广为大家接受的哥本哈根学派对量子力学诠释的部分基础,虽然还有争议,但却标志了物理学中至今无与伦比的一次深刻变化的终结。

那年秋天海森堡和玻恩在布鲁塞尔所举办的索尔维会议(Solvayconference)中共同宣布了量子革命的完成。

1927年秋天,海森堡接受莱比锡大学的教授职位,他成了德国最年轻的正教授。

1932年他因量子力学的研究获得了诺贝尔奖。

海森堡在德国继续他的科学研究。

5海森堡在二战期间的工作

海森堡是能够在纳粹手下工作的绝无仅有的第一流科学家,他甚至接受了他们给予的高级职位,当然应当说明一下,拒绝他们给予的地位也许等于自杀。

1933年初由新纳粹政府蓄意煽动的第一波种族歧视浪潮对德国各大学造成严重冲击。

海森堡在哥廷根的老师玻恩和弗兰克(Frank)不得不移居国外,他的助手布劳赫(BrowHector)离开了莱比锡。

1933年11月,首次针对海森堡的人身攻击开始了,原因是他拒绝在一篇向希特勒(Hitler)献媚的致词中签名。

然而海森堡依旧公开反对政府强行解雇更多的犹太同事,尽管他和他的朋友们的这种努力在残酷的现实面前是徒劳的。

1935年索末菲退休,海森堡成了继承他的最佳人选.然而另外两位著名的德国物理学家却把相对论和量子力学定义为“犹太物理”,还公开谴责尽管爱因斯坦已经离开,但仍然有人继续着爱因斯坦的精神,还污蔑海森堡是爱因斯坦精神在德国的代理人,称海森堡为“白色犹太人”。

最终海森堡没有被当局允许去接任他的导师索末菲在慕尼黑大学的终身教授职位。

在这场斗争后,海森堡感到很失望,也考虑过移民,后来凭借与海默(Thehammersmith)的私人关系,他并没被纳粹官方除名。

当时纳粹政权中对物理的看法也不一致。

以海默为代表的军部出于实用主义的原因,而支持海森堡和现代物理;但政党的领导却把意识形态看得比实用性要重要。

有限的国外旅行以及那仍旧具有国际水准的莱比锡理论物理研讨会使得海森堡能够和世界范围的量子物理学家们保持一定程度的联系和交流。

尽管战争的阴云笼罩欧洲,尽管收到名声卓著的美国大学的高薪聘请,海森堡经过一个夏天在巴伐利亚的阿尔卑斯山避难之后依然于1939年8月返回莱比锡。

1938年12月哈恩(Hahn)和思特拉斯曼(ThinkLaSiMan)发现了铀裂变。

这一发现使得原子能的开发和利用成为可能。

1939年9月战争在欧洲爆发,德国军械局把利用铀裂变制造核武器的研究立项,并招海森堡来领导这个项目。

海森堡首先在理论上分析了“铀裂变机器”的工作原理,然后和他的莱比锡同事进行了实验研究。

1942年春天他们相当肯定地得出结论,建立以天然铀为燃料和以重水为缓冲剂的核反应堆是现实可行的。

当在1940年等待着更多的铀和重水的到来时,海森堡实验了用石蜡和普通的水来作为可能的减速剂。

他在一个反应堆中实验了两种候选的减速剂。

那种反应堆包括一些交替出现的减速剂层和少量的铀层——他们为了保密,称这种制品为38。

紧接着他参加了“德国”(纳粹)的铀计划,开始从事开发原子能的研究。

海森堡从一开始就很积极的工作,不到几个月就写出了关于裂变过程的理论综合报告,成了铀计划的首要理论指导者。

他不但负责了纯理论的探索,而且亲自参加了多种实验性反应堆的设计、建造和检测。

他们积累了一些经验,但是最后也没有建成能用的反应堆,而原子弹的设计和制造更是无从谈起。

到了1942年年中,纳粹军械局将上述铀裂变项目转交民用部门负责。

海森堡被任命为凯萨-威海姆物理研究所所长兼柏林大学教授,计划在柏林进行核武器的具体研制和大规模实验。

由于战争条件的限制,该计划直到1945年初才在德国南部小城海格劳赫实施并近乎取得成功。

在欧洲战事即将结束时,一个美国特别分队逮捕了海森堡和其他九位德国原子物理学家。

他们被拘留在英国将近一年,接受盟军的秘密审讯。

美军1945年在长崎投下一颗原子弹时,海森堡还被英军软禁。

他听到这个消息之后站在窗口,很长时间没有说话。

他起初不信,等到证实了那的确是原子弹时,他和其他科学家进行了讨论,起草了联合声明,来说明自己为什么没有制造出原子弹。

据说他们一开始就没有想制造“武器”,他们所要制造的只是一种作为能源的“机器”[10]。

这种说法是很勉强的。

海森堡到底有没有尽力为纳粹制造核武器已成为历史谜团,学界也是众说纷纭。

但是,没有制造出来核武器是人类之大幸,我们可以保护自己的家园。

6海森堡致力于重建德国和欧洲的物理事业

重建工作是在盟军的严格监督和限制下展开的。

由于饱受战火的摧残,德国当时一片废墟。

几个前凯撒-威海姆学会所属的研究所迁到英美控制区,由马克思-普朗克学会统一领导。

这样海森堡将他的物理研究所从柏林迁至哥廷根,并增加了基本粒子物理和天体物理等新学科。

不久以后海森堡与英国、意大利、瑞士和西班牙的同行恢复了密切的学术交流。

日益广泛的国际交流慢慢冲淡了盟军原定的对德国科学家从事原子和原子核物理研究的种种限制。

在重振西德的科学事业过程中,海森堡和时任马普学会主席的哈恩起了关键作用。

1949至1951年间,海森堡担任德意志研究院院长。

他同时是西德政府处理核问题的科学顾问。

到了五十年代中期,西德也参加了一些开发利用核能的项目。

然而海森堡、哈恩其他科学家坚决反对政府生产制造任何核武器。

他们为此于1957年4月发表了著名的哥廷根限制核武器宣言。

1952年6月,由海森堡等人倡议的西欧核子研究中心(CERN)在日内瓦正式创建。

这是一个以研究基本粒子和原子核的性质与相互作用为目标的国际物理中心,海森堡是该中心的首任科学政策委员会主席。

德国的许多科研机构(如海森堡任所长的哥廷根物理研究所)都参加了西欧核子中心的合作项目。

1953年海森堡担任战后重建的冯洪堡基金会主席,邀请世界各国的优秀青年学者到西德的大学和研究所从事科学研究和交流。

他担当这一职务达27年之久,直到去世。

如今冯洪堡基金会名声显赫,受它资助过的学者遍布全世界。

通过战后的各种活动,海森堡逐步规划和重组了德国的基础科学研究。

特别是在马普学会内部和涉及所谓“大规模科学研究”计划方面,海森堡起的作用影响深远。

1958年9月海森堡回到慕尼黑,将他原先的研究所扩展为国际著名的马克思-普朗克物理和天体物理研究所。

以此为模式,海森堡又在慕尼黑附近的伽兴市推动成立了马普等离子体研究所和马普大气物理所,在斯坦堡市推动成立了马普生态环境研究所。

7拥有多种思维模式的海森堡

学科交叉或边缘学科的研究是现代科学创新的一个重要源泉。

海森堡的科学成就在很大程度上得益于学科交叉的广泛应用,主要表现于哲学、数学与物理学的有机结合。

海森堡在学生时代就对哲学思辨产生了浓厚的兴趣。

在其著作《原子物理学的发展与社会》中,他曾经多次提到过阅读柏拉图《理想国》中的《蒂迈欧篇》的体会。

在艰难地通读全文后,他说“尽管如此,还是很难让我找到一个哲学家,具有

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