宇宙是有限的还是无限的

1: 实在的世界,即由物质、暗物质、能量、暗能量组成的世界肯定是有限的。它在时间上有一个起点,约诞生137亿年前【加减4年】的一次大爆炸,在空间上有一个界限,即视界,约137亿光年【加减4光年】。时间的界限即是空间的界限,在光年的尺度之上明显融为一体了,因为光传播需要一定的时间。

宇宙大爆炸学说证据确凿,不容置疑。它的证据随时可以观察到:星体所发光的红移及相关的微波背景辐射,这两大证据都证明了宇宙的状态是随时间变化的,且变动辐度极大。绘出一幅时间-红移坐标图,就可以清晰地看到宇宙过去比现在要小得多、温度也要高得多,最终落到时间轴X为0的刻度上。这意味着实体的宇宙是无中生有的。


至于为 什么会无中生有?科学家们拒绝回答,因为这是一个基于信仰的哲学和宗教问题,在科学上没有意义,但科学深入研究的结果是它并不反对宗教。

宇宙有限论立刻会遇到一个尴尬的问题:大爆炸之前是什么、视界之外是什么?其实这在科学上并不难回答。天体物理学早就制造了空宇宙的概念,即是没有物质、暗物质、能量、暗能量的绝对虚空,什么也没有、可用数学上的虚数表示。在实体世界,单独的虚数是没有意义的,必须和实数组成复数才能表达实存。 但纯粹的虚数用来表达空宇宙【哲学的虚无】却正好合适。科学上类似的概念还有不少,如广义相对论虚拟的惯性力,它没有施力物体,没有反作用力,完全不存在,可照样可以根据需要定出数值,代入公式进行计算,得出的结论照样是科学的。量子力学更是如此,常常根据需要虚拟出不可观察量来进行计算,只要得 出的结论与观察结果相符,那虚拟的量就被认为是存在的。


2: 从宏观上看,宇宙不是无限的,从微观上看同样如此。根据量子力学, 能量、物质、时间、空间都不是无限可分的,它们的最小单位是普朗克尺度,E=HV。E是能量的最小单位,H是普朗克常数=6.626*10^-34/JS,V是波的频率。 由于质能等价,能量有最小的单位意味着物质微粒、时间、空间都不是无限可分的,可以轻松根据能量的最小单位计算出空间【微粒】的最小尺寸是1.6*10^-35M,时间的最小单位是10^-43秒【S】,根据一个包含光速、引力常数的公式就行了。

另外,单从逻辑上看,空间、时间也不能是无限可分的。曾有人在贴吧提出过这么一个问题:一条线段上有无数的点、一条直线上也有无数的点,那岂不是线段和直线一样长了?提问者若有量子力学的常识,就不会被此困扰了。空间不是无限可分的,一条线段上的点是有限的,且中间有普朗克长度的间隙,它累加起来不可 比一条无限【虚拟的】延伸的直线长。一定要注意,无限这个概念是不能随便使用的,即便是对可能是”无限“塌缩的黑洞也是如此,否则一定会产生悖论,例如著名的芝诺悖论。只有的虚无才符合无限这个概念,无穷大的虚无是不会产生悖论的。

3: 至于无穷大的虚无代表什么,这是一个有些无聊的宗教或哲学问题,多说无益。

楼主 司马骧苴  发布于 2012-09-30 17:37:00 +0800 CST  
念奴娇:【楼外江水空自流】
花自飘零,水自流,千古岁月悠悠。
水中望月,月难留,波光粼粼涟漪。
萍水相逢,相见恨晚,感命运多荈。


相会苦短,无语话离别。
执手问秋凉,惟余哽咽,只待来年。
十里长亭,一时多少怅罔。

涛涛江水,洗不尽相思泪。
杯杯红酒,浇不尽一世愁。




楼主 司马骧苴  发布于 2012-09-30 17:47:00 +0800 CST  
江城子【何日君归来】

绣楼迎风独倚栏,星眨眼,云开颜。相思怎托?执笔欲书难传言,千万语,从何起?
小园香径昔时漫,树临风,百花灿。相思情涌,无言亦传情。待君归来琼瑶宴,温旧梦,春无限。

楼主 司马骧苴  发布于 2012-10-02 12:04:00 +0800 CST  





楼主 司马骧苴  发布于 2012-10-02 13:13:00 +0800 CST  
整个宇宙类似于一个黑洞,有视界,但无边界,内外信息隔绝,视界附近的一切皆不确定,唯有用量子引力论能给予概率性的解释,而且要虚拟出真空能之类的东西。其中的数学推算看得人头晕,只能了解一个大概。

楼主 司马骧苴  发布于 2012-10-02 15:33:00 +0800 CST  
哲学和科学有着明显的界限,不容混淆。哲学是基于感觉经验的逻辑推理,以求符合思维逻辑,而科学建立在实验和数学的基础上,它可不管你想得想不通。例如,现在的证据表明实体的宇宙是有限的,许多人想不通,就想否定它,因而走上了反科学的道路。

而宇宙无限论更符合一般人的感觉,让 人觉得舒服一些。可是到目前为止,宇宙无限论没有半点证据,虽符合逻辑,但也只停留在哲学阶段。但愿某一天科学家能找到支持宇宙无限的证据,但极困难、甚至不可能。

整个宇宙类似于一个黑洞,有视界,但无边界,内外信息隔绝,视界附近的一切皆不确定,唯有用量子引力论能给予概率性的解释,而且要虚拟出真空能之类的东西。在无法观察又无法实验的情况下,又如何去寻找证据证明宇宙是无限的呢?

现代物理学的发展挑战着人类思维的极限,许多问题要靠数学推算才能解释,如”场“、”无“、”真空能“、"暗能量"、"不确定性“等,所得出的结论常常是与人们原有的哲学思维冲突的。究竟是谁该适应谁呢?毫无疑问,哲学必须适应科学,并应在适应的基础上提出大胆的设想。否则,哲学-至少是本体论和自然 哲学只有死路一条。

楼主 司马骧苴  发布于 2012-10-02 17:35:00 +0800 CST  




楼主 司马骧苴  发布于 2012-10-04 22:34:00 +0800 CST  




楼主 司马骧苴  发布于 2012-10-04 22:35:00 +0800 CST  
真要把宇宙时空的结构绘制清楚的话,可能要用维度无限的球坐标,形成一个总能量有限而内部时空维度无限的希尔伯特时空,即是黑洞的时空结构。 如第二图所示,宇宙在膨胀之初时空结构是呈指数膨胀的,不是线性膨胀。这只是两个示意图,但也足以使道生一、一生二、二生三之类的哲学变成废话。

楼主 司马骧苴  发布于 2012-10-04 22:39:00 +0800 CST  
仆算子:【八月的一清晨】
光影透床帏,
脸庞映朝霞。
风吹窗帘挲挲响,
催人心神动。

望断南飞雁,
遥寄相思情。
万里长风送秋爽,
带我去远方。



楼主 司马骧苴  发布于 2012-10-06 00:01:00 +0800 CST  
江城子【何日君归来】

绣楼迎风独倚栏,星眨眼,云开颜。相思怎托?执笔欲书难传言,千万语,从何起?
小园幽径香烂漫,树临风,百花灿。相思情涌,无言亦传情。待君归来琼瑶宴,温旧梦,春无限。



楼主 司马骧苴  发布于 2012-10-11 12:11:00 +0800 CST  
一:黑洞的概念。
1:在讨论之前,必须把这个被吵得有些含糊的概念明确一下。传统上是以不可直接观察为标准给黑洞下定义的,我采用这个概念,大多数人心目中的黑洞也是如此。它是指引力大到足以阻止光逃逸的一类致密的天体,至于它的具体性质另当别论。

2::中间那个黑点表示黑洞,外面那个圆圈是一个虚拟的球面,叫视界。视界是逃逸速度大于或小于光速的分界线。在视界内,逃逸速度大于光速,没有什么信息能从中发出,对观察者处于信息禁闭状态。

观察者要研究黑洞,就只有假定物理定律也适用于视界内。 虚拟的状态也可以进入物理公式,就象虚数、惯性力【没有施力物体的力】一样,只要凑出的答案与观察得到的数据吻合就行了,量子力学就是这么发展起来的。

二: 按上述概念 黑洞必须存在。

所有人都学过惯性定律,但60%的人都没有理解它。物体若不受外力或所受合外力为0,它必静止或保持匀速直线运动状态,而恒星系中众多的恒星既非静止也非作匀速直线运动,而是绕着一个看不见的中心作圆周运动,必有向心力存在。光凭这一点,就可以断言黑洞存在。否则,众多恒星就会沿着圆周的切线飞出去 。

但是,现在有人说黑洞不存在,并举出了很多理由。我仔细看了看,发现他们已经把黑洞的概念改变了,认为黑洞只不过是一种夸克星而不是黑洞。对此,我很无语,因为我心目中的黑洞其实就是夸克星。只是因为光无法从中逃逸,传统上把它叫做黑洞。我们的一些科普资料对此不细加分析,一古脑地端给读者,把许多人搞晕了。

二、黑洞【夸克星】是怎样产生的?
1:众所周知,恒星的核燃料终究会耗尽。但恒星死亡的方式却有很大的不同,天体物理学的研究表明,恒星的结局取决于它的质量。

早在上世纪三十年代,钱德拉赛卡就已证明了:当1·4倍以上太阳质量的恒星塌缩到它的史瓦西半径R=2GM/C^2后,该天体就会在自身引力作用下无限塌缩,电子之间、质子之间的静电斥力【为引力的2·3*10^37倍】也不足以抵抗引力。50年后,钱德拉赛卡因此获得诺贝尔奖。

2:不久,奥本海默对此作出了补充,认为即使死亡恒星的引力突破了电子简并压力的屏障,也不一定就形成黑洞,因为还有中子简并压力存在,它可以抵抗自身的引力、避免继续塌缩。奥本海默计算出的死亡恒星继续塌缩的质量上限为2倍太阳质量。如果该天体的质量超过2倍太阳质量,它就会无可挽回地走向奇点。奥本海默预言了中子星的存在,后来发现者也获得了诺贝尔奖。

三:黑洞不能无限塌缩。



根据广义相对论,奇点不可避免、时空约束必然失效,质能必然凭空消失,我们陷入混沌之中。广义相对论使我们陷入了麻烦之中,但量子力学给我们解了困。它认为物质密度到了微观层面,粒子本身潜在的一些属性会表现出来,阻止自己消灭自己的荒谬事情发生。



粒子本身都有一定的体积、质量和空间间隙,当它们被相互的引力挤压到一起的时候,它们自身的体积和质量自然要抵抗它们之间的引力,以避免自我毁灭。任何两个物体-不论是宏观的还是微观的都有这样的性质,所以才有了电子简并压力、中子简并压力来对抗引力,分别使死亡恒星维持在白矮星和中子星的尺度上。

夸克同样会抵抗自身的引力,以避免自我毁灭。夸克之间的强核力是引力的10^39倍,这是多么大的一个数字啊,宇宙的年龄还不到10^18秒啊!【约等于200亿年】。

根据相互作用的对称性,我们可以认为当夸克间隙接近普朗克长度[1·6*10^-35M]时,夸克【波粒二象性】渐近自由的性质【与强核力相对称】会表现为一种巨大的斥力,足以阻止自身无限塌缩,从而使光速不被超越、时空约束不致失效、人类不致昏头。

从以上分析来看,物质自身具有多重屏障来维护自身的终极存在,绝不会凭空消失或进入所谓的存在与不存在之间的半虚无境界。

从另一方面看,人择原理也不允许物理定律全部失效!若是有限范围内的宇宙的演变让人无法思考,那么人就不该存在。 自然界的演化必须可以使人正常思考,裸奇点可恶!


四:如上理由,黑洞必须遵循一般的物理定律。

黑洞不可能保持稳恒态,要么塌缩要么蒸发。黑洞凭什么会蒸发呢? 来自内因和外因两个方面。

1:一但黑洞无法无限塌缩,它必有一定的温度和熵。根据热三定律,宇宙中没有任何物体的温度可以达到绝对0度。根据热二定律,熵为热温比,有温度、有热量就必有熵。熵意味着自我耗散和解体,黑洞密度虽高,但终究会把自己耗散、蒸发掉。

2:由于黑洞视界附近产生的真空能。由于引力普存,且视界附近存在着能使光无限红移的引力场,所以视界附近存在着强大的真空能。它以虚-实粒子对的形式不断生成-湮灭,以维持能量守恒。然而微观粒子的行为并不是那么循规蹈矩,它们会有一部分掉进黑洞的视界中,且并不一定成对【不确定性原理和量子穿隧效应】。其中的虚粒子会与黑洞的实粒子相互湮灭,使黑 洞在观察者看来出现了蒸发状况。

五:如果惯性定律是正确的,如果量子力学关于夸克渐近自由的性质的理论是正确的,如果不确定原理是正确的,如果量子穿隧效应存在,如果热二、热三定律是正确的,那么上述的黑洞理论就一定是正确的,因为它的基本假设都是现有的并已产生巨大效用的定理。

六:上述黑洞理论是一个自洽完备的理论,是量子力学的黑洞观。很多人搞不清黑洞到底是怎么回事,是因为被很多科普给搞糊涂了,而那些三流科普【尤其是百度】则被广义相对论和量子力学的战争搞晕了。



楼主 司马骧苴  发布于 2012-10-13 17:57:00 +0800 CST  
康德在《纯粹理性批判》中提出了理性在宇宙论问题上的四组二律背反:
①正题:世界在时间上有开端,在空间上有限;反题 :世界在时间上和空间上无限。
②正题:世界上的一切都是由单一的东西构成的;反题:没有单一的东西,一切都是复合的。
③正题:世界上有出于自由的原因;反题:没有自由 ,一切都是依自然法则。
④正题:在世界原因的系列里有某种必然的存在体;反题:里边没有必然的东西,在这个系列里,一切都是偶然的。
康德强调,这4组二律背反不是任意捏造的,它建筑在人类理性的本性上,是不可避免的。康德由此看到了理性认识的辩证性,看到了哲学史上各对立派别主张的冲突,指出独断认识的片面性,为德国唯心主义辩证法的发展奠定了理论基础。同时,康德还认为二律背反的揭露 ,是从另一个侧面证明他自己哲学的正确性,证明人决不可能超越现象去认识物体。康德还认为,在实践理性和判断力中同样存在二律背反。在道德领域里,康德认为道德的普遍法则不可避免地要进入感性经验,否则就没有客观有效性 ,于是在人的身上必然发生幸福和德行的二律背反,二者只有在“至善”中得到解决。在美学领域里,康德提出兴趣和概念的二律背反,目的在于揭露经验派和唯理派的观点在美学上的片面性。
下面是4组二律背反的逻辑证明:





楼主 司马骧苴  发布于 2012-10-18 23:22:00 +0800 CST  
司马骧苴:回复 宇宙大梵 :这四个问题都是人自己意识的纠缠,世界本质上是无矛盾的、自洽的。这通过数学可以清楚地看出来。在数学中没有什么二律背反,绝对有办法排除矛盾。

只要在运算中遇到互相矛盾的情况,如负数开方的问题,微积分中分母无限趋近于0的问题,无穷大的运算问题,数学家都能找到有效的办法予以解决。即使暂时没有找到办法,将来也一定能够找得到。

为什么呢?因为数学已经彻底超越了人的感性、彻地排除了感性对理性的干扰、侵犯,直接在事物的本质上运行。而具体的事物和世界的本质没有矛盾的,而且也没自身也没有什么规定性,允许人给它规定特性,所以数学家才能任意虚拟出负数、无理数、虚数、复数、极限、无限的概念来解决问题,否则怎么会那么凑巧?

站在数学的角度看,没有什么是不可知的、没有什么是想不通的。光速可超、宇宙可以是无限、虚无也有恰当的表达【复数的共扼量】。其余抽象的概念,如场、时间、空间就更不在话下,它们无非都是彼此的函数而已,在哲学上都可以是无穷。上帝的概念也是一清而楚:无穷大的虚无。它存在吗?没有必要争论吧!

但人局限于人的能力,永远无法感受到无穷、虚无、超光速、大爆炸之前、宇宙视界之外。矛盾说穿了是产生于人自身的局限性。但正是这种人本身的认识能力与世界本质之间的矛盾驱动着人去努力认识世界。

在具体科学的研究中,人只能化无限为有限来进行研究,否则无意义。切不可以哲学的无限遐想来怀疑、否定物理学的有限论。物理学的有限是以人的具体能力而不是以想象为基础的,与哲学的无限概念的基础截然不同,切忌混淆。

数学不费吹灰之力就能澄清必然和偶然的问题。数学无法完全对方程给出定解,如多变量微积分的解就有无穷多个,波函数也只表明物质和能量分布的概率、统计方法也不得不大量使用。这些方法的行之有效充分说明了世界本质上是随机的、偶然的,必然性只是人为的规定而已。

科学就是干这种事的,化无序为有序、以便人能够或自以为能够掌握世界。

不光是量子力学,所有的自然定律都是源于一种理想化的假定。牛顿在建立古典力学定律时,没有意识到光速恒定,没有意识到时空可伸缩。一旦加进时空隐变量,他的公式统统不成立。

爱因思坦在建立相对论时,也没有想到量子效应,只是因为他的理论是描述宏观物体运动的,而在一般情况下宏观物体的量子效应完全可以忽略不计,所以他的相对论成立。但是。一遇到黑洞这样的大质量天体强烈的量子效应时,相对论立马陷入荒谬的境地,竟然导致包括它自身在内的所有自然定律失效的后果。

至于量子纠缠纯属庸人自扰。世界本无定态,一切皆因观察而定。

有人问:光本来是什么?到底是波还是粒子?答曰:没有本来!你若考察它的传播时,两束光会对穿而过、会干涉、绕射、向四方发散,表现为波。当你考察它与电子的相作用时,它会以一定的动能将金属标靶上的电子撞出,可根据动能定理计算其动能 。而波却绝对做不到如此,也不遵守动能定理。此时,光就是粒子。

光的这两种互相矛盾的性质决不同时出现,何来矛盾?何来纠缠?其它微观粒子也是如此,它们到底是什么取决于你以什么方式观察它们,它们没有固有属性。

有人以人在观察时发射光子干扰了微观粒子的状态来解释量子纠缠,百度这种伪科学就是这么干的。光的扰动说最早是海森堡自己的解释,目的是使那些古典物理观根深蒂古固的人接受量子力学。不久他在创立矩阵力学时就已经否定了扰动说,没想到中国那么多人不问究竟就捡起来,以至于自己无法理解量子力学。

第二个问题的提法有些不对,但仍然不难回答。毫无疑问,从本质上看,世界是一个单一的整体。这由质能公式:E=M*c^2一眼就可以看出来。形形色色、千奇百怪的物质形态的本质都是单一的无形的能量,都遵循统一的运动定律。宇宙本身就是一个巨大的惯性能量场。

具体来看,物质当然是复合的。没有哪一种具体的、可观察的物质或能量形态不是由多种成分复合而成。质子、中子可分为夸克,理论上夸克也可分,因为它离长度的极限-普朗克长度还远着呢!可见或不可见的光也都是由多种频率的光复合而成,电子同样也有多种频谱。即使某一种粒子到了普朗克长度、不可分了,可作为波永远都有多种频率。第二个问题得解。

第三个问题其实已经回答了。必然性遭到否定,一切皆随机、一切皆因观察而定,你说有没有自由?人不仅有自由,而且还自由得很,是人决定自然定律而不是自然定律决定人。


楼主 司马骧苴  发布于 2012-10-18 23:22:00 +0800 CST  
惜红衣:【游湖】。

浪点浮鱼,蝉鸣绿柳。
浮光跃金,凝眸细看戏虾。

红亭解袂,笑对天涯归客。

幽静,轻摇双桨,看荷叶碧莲。


风过浅陌,花媚沙洲。

长歌慢吟今世情,同心醉。

试看天地一色,唯见碧水茫茫。

夕阳落山岗,彩云映蓝天。







楼主 司马骧苴  发布于 2012-10-24 12:31:00 +0800 CST  
司马骧苴:物理学不排斥无限的概念,但却不能直接把无限作为研究对象,而只能划定有限的范围,一步一步地进行研究,否则,必定一无所获。哲学尽可以作无限的暇想,但切不可以此怀疑深至否定物理学的有限论,一定要不将物理的宇宙概念【可观察的实体】与哲学的无限概念混淆起来。

楼主 司马骧苴  发布于 2012-10-24 12:32:00 +0800 CST  
司马骧苴:司马骧苴: 宇宙大爆炸的科学性丝毫不值得怀疑,随时可观察的多种证据在为它作证。要理解该学说,只要把有限和无限的问题理解了就行了。有限、无限的问题早就被数学解决了。数学运算不断出现无穷大的结果,表明了宇宙极有可能是无限的。但人局限于自身的能力,永远只能感受到有限的宇宙。

楼主 司马骧苴  发布于 2012-10-24 12:33:00 +0800 CST  
司马骧苴:回复东方郁竹:离开科学谈哲学必然不着边际


西哲相当不错,中哲已名存实亡。西方人的哲学概念比我们的宽泛,只要是符合逻辑而又未得到证实的理论,他们都称之为哲学理论,而不管它的表达形式是文字还是数学,如黑洞理论、超弦理论、多重宇宙理论。

提出这些理论的人在西方不仅被称为科学家,也被视作哲学家。而在中国,只有以文字表达的思想才被称作哲学,以数学形式出现的理论都被视作科学。这种狭隘的做法无疑于自杀。离了数学,哲学根本玩不转。

你可能看过我关于存在与虚无、有限与无限、因果律与随机性、先验理性与实践理性之间关系的论述,应该知道数学的威力。这些用文字表达纠缠不清的问题,一旦诉诸数学,则一清而楚,毫无矛盾。

所以,有史以来的哲学大师没有不懂数学的,有好多还是有名的数学家。因为数学具有完全超越直观的绝对理性质,直接在事物的本质上运行,故,凡以数学形式表达出来的并被实验证明了的科学定理从来没有哪一条被推翻了的,后续理论只是给前面的定理加上一些参数而已,原有的公式仍完全有效。

当然,目前数学还不够发达,还不能对人的意识活动及在此支配下的社会活动作精确的描述和预见,但哲学同样无能。能较好描述人的心理活动的是心理学,能较好描述人的行为的是管理学、经济学、博奕论、系统论、控制论等准科学,独立的哲学的的确在被边缘化。

当然,这些科学、准科学中都包含了哲理。也正是因为饱含哲理,它们才耐人寻味,发人深省。但哲学一旦从具体的科学、准科学中剥离出来,就失去了原有的生命力。研习哲学的人如果不掌握广博的自然科学和人文学科的知识,谈起哲理来必然是满嘴胡话。

目前,中国研习哲学的绝大多数人就是如此。且不说哲吧是在胡诌,就是北大、清华社科院的好一些教授都讲得不着边际,一个重要的原因就是他们缺乏数理知识,另一个原因当然是政治上的。

你要想刺破哲学上的那些悖论,就要注意以数学的方式来思考。难解的矛盾实际上是产生于人的先验理性【哲学、无限等】与人的实践理性之间【科学、有限等】的冲突,唯有用数学才能在思维中化解它们,但实际上仍不可避免。


至于科学不能解决的生活意义和价值问题,由宗教来解决是最好不过了的。哲学本身则只负责串联和解释,作为独立的理论是不能和科学、宗教争长短的。


楼主 司马骧苴  发布于 2012-10-24 16:55:00 +0800 CST  
怎么去理解四维乃至更高维的空间?


只能画一个圆圈来表示时间维,因为它贯穿另外三个维度。因为这个时间维不是实在的空间线条,所以得用虚数来表示它。时空复数在高维空间的运算表明了高维时空的匪夷所思的行质:能量-动量-时间张量实旋一圈意味着虚转一圈、实空间与虚空间的映射等等!


由于贯穿另三个乃至更多空间维的时间是封闭的,那就意味着时间总是均匀地向后流逝的热力学假定在高维空间不成立。在四维以上的高维空间,时间是可逆的、光速是可超的,只是人无法感知,但可以通过数学进行运算。

当然,我也只是稍有感觉,离理解超弦理论相差甚远。但我深深明白,离了数学,谈哲学、物理以及其它自然规律全都是胡言乱语。





楼主 司马骧苴  发布于 2012-10-30 13:22:00 +0800 CST  
五言古诗:【梦会巫山】:

我乘风而来,双肩披云彩。

你持白玉盏,飞身邀相见。

相顾语凝噎,巧笑亦嫣然。

相会无多时,别时两依依。


楼主 司马骧苴  发布于 2012-11-05 22:58:00 +0800 CST  

楼主:司马骧苴

字数:8417

发表时间:2012-10-01 01:37:00 +0800 CST

更新时间:2016-11-11 10:04:42 +0800 CST

评论数:878条评论

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