现在不少医院都配备有磁共振成像仪，就是那种形状像个大圆筒的白色仪器，人往上一躺，送到圆筒中，过几分钟就能得到身体相应部位的三维结构图。过去人们耳熟能详的给身体“照相”的技术是X光片或者CT，这两者都借助X光的成像原理，具有放射性。而磁共振只是给人体加上磁场，无伤害性地就看见了人体内部的结构。
要说起来，这确实是门挺“神”的技术。X射线能穿透物体，所以能照见“内部的东西”，这不难理解，伦琴发现X射线之后马上给妻子的手拍了张“骨感”相片。而磁共振所涉及到的科学原理在上世纪初成为研究热点的时候，人们根本想都没往医学成像上想，它们是纯粹的量子力学研究，目的是推动物理学的发展。谁也没料到，这些知识在世纪末为医学和心理学带来了一项划时代的技术。
量子力学研究的是微观粒子中的物理学，用不专业的词儿来说，就是研究中子啊、质子啊、电子啊这些小到快没有了的玩意儿是怎么运动和相互作用的。物理学家发现，这些微观粒子都具有一种叫做“自旋”的性质，就好像它们永远在绕着自身旋转，像地球自转一样。其中质子是带正电荷的，而带电物体转动时会产生磁场。这个自旋产生的磁场在遇到别的磁场时就会发生力的作用，作用力会导致自旋所围绕的那根轴也开始转动起来。
这个过程可以和我们玩陀螺时遇到的现象进行类比：当鞭子把陀螺抽起来的时候，陀螺是笔直旋转的，中间那根轴固定在竖直方向上。这时如果轻轻推一下那根轴，陀螺不会马上倒下，而是继续旋转，并且中间那根轴也跟着转起来。自旋的质子遇到磁场，就像陀螺被推了一下，不同之处在于陀螺最终会倒下，而只要质子周围的磁场保持不变，质子的“轴”就会围绕着磁场的方向一直旋转下去。这个现象在量子物理中有个专门的名词，叫做“拉莫尔进动”。 上世纪三十年代末，物理学家们想研究质子的拉莫尔进动都有些什么规律。他们把一些质子放进一个均匀的磁场当中，不出所料观察到了进动的产生。然后他们又对着容器发射电磁波，结果电磁波的能量被吸收了；过了一会儿，这个能量又从容器中被释放了出来。他们最后证明电磁波的能量是被进动着的质子给吸收了。根据量子物理的理论，质子吸收能量之后会发生跃迁，也就是从一种进动状态变成另一种进动状态。但是高能的状态不稳定，质子过了一段时间又会把能量释放出来，变回原来的状态，因此就出现了上述观测到的现象。
怎么样，到此为止，全是纯粹的物理学，你看出一点儿可以用来给人体照相的端倪来了吗？似乎还没有。可缺少的只是关键的一句话：氢原子核就是一个质子，水分子中有两个氢原子，而人体中不均匀地分布着很多很多水分子。这句话说明，人体中有大量质子以不均匀的密度分布着。那么，把人推入一个大磁场，人体中的氢原子核们——也就是质子们——就集体发生拉莫尔进动。这时向各个部位发射电磁波，由于质子的密度不同，它们吸收然后放出能量的时间间隔也就不同。如果我们把发射电磁波的目标部位看作一个个像素点，用上述时间间隔的长短来作为像素的深浅程度，就得到了一幅“质子密度图”。正如黑白照片靠像素的深浅显现出风景，“质子密度图”就靠质子密度的高低显现出人体内的结构。
也许你得花点时间仔细琢磨琢磨这其中的逻辑，量子力学就是以这么“诡异”的方式为我们贡献了当代医学影像的前沿技术。
但诡异的故事还没完呢。磁共振成像照出的只是人体结构，你也许还听说过一个词叫“功能性磁共振成像”，后者可以读出人脑的活动。说得玄乎点，它能帮助我们窥探意识的奥秘。它在磁共振成像的基础上向前又迈了一步，但这一步所借助的知识，其风马牛不相及的程度比之量子力学有增无减。
这次无心插柳的是研究血液循环的生理学家。在上世纪五十年代之前，有个问题人们一直没有搞明白：人吸进鼻子的氧气去了哪里？氧气并不是在肺里兜一圈就都呼出来，没出来的那部分从肺泡进入了血管里。血管是人体里密密麻麻的枝杈，新鲜养分顺着这些枝杈被送到各个组织，氧气就是养分之一。可氧气是怎么送过去的呢？血管可不是个空管子，里面填满了红红的液体。“氧气溶解在血液里”，有人说。唔，不对。只有很少很少的氧气能溶在血液里，大部分是靠红血球送过去的。红血球是什么？就是让血液呈现红色的那个东西。把一滴血放到显微镜下，你会看见无数小圆饼，它们在灯光下微微透明，边缘有一圈淡淡的红光。“像两面凹的烧饼”，教科书上说。那这烧饼为什么能抓住氧气？关键的地方来了：因为烧饼里面的“馅儿”，就是泛出红光的那些东西。