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封面新闻记者 吴雨佳

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量子力学和经典力学比较有何深远诀别？电子会像地球绕太阳同样边自转边公转吗？粒子的自旋如何受磁场影响？什么是拉莫进动和拉比漂泊？6月11日，搜狐独创东谈主、董事局主席兼首席履行官、物理学博士张向阳从量子力学的基原意趣到其数学景色，再到自旋和二能级系统，翔实领导了量子力学的基础学问，并遐想了在特定磁场中自旋1/2粒子的拉莫进动和拉比漂泊。

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课程一脱手，张向阳先容了从经典力学到量子力学经由中深远的不雅念改动。张向阳将量子力学和经典力学相对比，后者允许能量、角动量的无限小的辘集变化，而量子力学的一大特色是微不雅系统的可不雅测量分立取值。这意味着花样系统景况的力学量大致被精准投诚，而而后，粒子的时空分散也大致被精准且独一地投诚下来。张向阳强调，比较具体的时空位置，量子力学更热心微不雅系统确凿可测的力学量，及它们之间的互关联络和演化。

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为了更匹配量子力学的天下不雅，张向阳先容了以希尔伯特空间为基础的线性代数圭臬，又被称为量子力学的矩阵景色。在这套数学讲话中，系统可能处在的景况被抒发为希尔伯特空间中的态矢，力学量被抒发为希尔伯特空间上的算符。对系统力学量进行测量，后来果只可取到算符的本征值，相应的概率是系统态矢在对应本征态上投影通盘的模方。张向阳指出，对力学量算符，很是是哈密顿量算符的本征态和本征值的研究是量子力学的中枢试验。

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为了更好地相识线性代数在量子力学上的应用，张向阳研究了以自旋1/2粒子为代表的二能级系统。为了更好地征战自旋的物理图像，他将不同的自旋态用极角和辐角参数化，将其和三维空间中一个具体的标的考虑起来。他发现，要是将粒子置于一个沿z标的进取的磁场中，随时间荏苒粒子只会有幅角的改动，不错类比于经典力学的拉莫进动。

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而后，张向阳进一步接洽粒子在引入一个沿不同标的的扰动磁场后的演化活动。此时，哈密顿算符与可不雅测的z标的自旋算符不再对易，即为了接洽粒子的含时演化，需先求出哈密顿量本征态与不雅测量本征态之间的调节关系。张向阳发现，类比坐标的动掸变换矩阵，两组基矢间的调节矩阵不错被两个角参数投诚。哄骗矩阵运算，张向阳求解了两个待定的角参数及扰动后的系统能级。他发现，一个开动时刻处于z标的自旋进取本征态的粒子，其跃迁到自旋向下本征态的概率是时间的周期函数，其周期和振幅大小齐依赖于扰动的强度。这种周期性漂泊又被称为拉比漂泊，它与拉莫进动通盘组成了当代核磁共振工夫的物理基础。

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