磁共振（核磁共振/磁振造影）

磁共振是一族從原子核的量子自旋中讀取資訊的技術。許多原子核——尤其是普通氫中的質子——由於攜帶自旋而表現得像微小的磁體。被置於強磁場中時，這些核磁體便安頓進一些量子化的能態——粗略地說，就是順著或逆著磁場——它們之間隔著一份精確的能量，對應於某一特定的無線電頻率。用恰好處於該頻率的無線電波去撩撥它們，自旋就會翻轉；這種共振吸收正是該方法的核心。

翻轉之後，自旋會朝平衡態弛豫回去，並自行播送出一縷微弱的無線電訊號，由一個靈敏的線圈探測到。一個原子核所響應的確切頻率，會隨其化學環境而發生微妙的變化，因此化學家用核磁共振（NMR）來逐個原子地描繪分子的結構。磁振造影（MRI）把同樣的物理帶進醫學：通過施加精心塑形的磁場梯度，它讓共振頻率隨位置而改變，於是訊號便能被整理成人體軟組織的三維圖像。

磁振造影之美在於：它僅憑磁場和無線電波，就能精細地看清活體內部——不像 X 射線那樣帶有電離輻射。它所產生的對比，反映出含水量多少，以及水中的氫核在不同組織裡如何弛豫，而這對健康組織與病變組織之間的差別極為敏感。磁共振是核自旋這一純粹量子屬性在醫學與化學上影響最深遠的應用之一。