磁共振（核磁共振/磁共振成像）

磁共振是一族从原子核的量子自旋中读取信息的技术。许多原子核——尤其是普通氢中的质子——由于携带自旋而表现得像微小的磁体。被置于强磁场中时，这些核磁体便安顿进一些量子化的能态——粗略地说，就是顺着或逆着磁场——它们之间隔着一份精确的能量，对应于某一特定的无线电频率。用恰好处于该频率的无线电波去撩拨它们，自旋就会翻转；这种共振吸收正是该方法的核心。

翻转之后，自旋会朝平衡态弛豫回去，并自行播送出一缕微弱的无线电信号，由一个灵敏的线圈探测到。一个原子核所响应的确切频率，会随其化学环境而发生微妙的变化，因此化学家用核磁共振（NMR）来逐个原子地描绘分子的结构。磁共振成像（MRI）把同样的物理带进医学：通过施加精心塑形的磁场梯度，它让共振频率随位置而改变，于是信号便能被整理成人体软组织的三维图像。

磁共振成像之美在于：它仅凭磁场和无线电波，就能精细地看清活体内部——不像 X 射线那样带有电离辐射。它所产生的对比，反映出含水量多少，以及水中的氢核在不同组织里如何弛豫，而这对健康组织与病变组织之间的差别极为敏感。磁共振是核自旋这一纯粹量子属性在医学与化学上影响最深远的应用之一。