1樓：朧雕匆匆
一定條件下質子和中子可以相互轉化
, 於是強相互作用下質子和中子看作一種粒子，統稱為核子。這樣，質子和中子可以揭示為核子的不同荷電狀態，或是稱兩者為同一組電荷多重態。
海森堡利用同位旋來對同為核子的中子和質子進行描述，規定核子的同位旋為： ，其第三分量 為 的為質子，第三分量為 的為中子。
可以驗證，對於核子， 滿足關係：
以上參考章乃森《粒子物理學》4.3.2
2樓：
雙態問題，兩個典型的例子是自旋與同位旋（質子態中子態）。從這個角度講，同位旋概念的引入將自然的多，而不是與自旋的生硬模擬。下面將陳述從作為乙個雙態問題的角度引入同位旋的原因（只考慮質子態和中子態啦，我今天才學了這個）
★雙態問題特徵可以從自旋與偏振光的模擬得到，波對應兩個額外自由度（振幅比兩個互相垂直的偏振光，以不同強度比合成任意線偏振光，相位差旋光）（參見現代量子力學開頭），那麼雙態中波的疊加自然對應三維空間。即乙個可觀測量t3將必然對應兩個么正等價可觀測量t1，t2（這將對應於三維中兩兩垂直的可觀測量）。T(t1,t2,t3)*n(n是三維空間任意向量)，將也是乙個么正等價可觀測量，這個可觀測量的平方是|T|的函式，這樣我們就找到了新的可觀測量T，乙個好量子數。
以上的敘述可以用一句話來描述:雙態問題的乙個特徵是SU(2)與SO(3)部分同構（或稱局域同構），作為典型的雙態問題，同位旋概念的產生便自然而然了，也怪不得與自旋相似了
3樓：
很多時候人們並不想知道乙個概念的本質是什麼，人們只是想知道這個概念是怎麼提出的，我就是來隨便扯一點歷史的。
同位旋這個概念最先是海森堡提出來的，當時人們注意到乙個現象：如果不考慮庫侖力的作用話，核子與核子間的相互作用是一樣的。也就是說，如果我們有辦法遮蔽掉質子和質子之間的電磁相互作用的話，質子和質子之間的相互作用應該與中子中子間的相互作用完全一致。
海森堡受此啟發，提出了同位旋的概念，他認為完全可以模擬自旋，把質子和中子看成同位旋二重態，質子的同位旋第三分量是+1/2，中子是-1/2態，核子與核子之間相互作用時同位旋會守恆。
綜上所述，我們知道，同位旋和自旋沒什麼關係，只不過這個概念的提出確實是仿照了自旋的方式。
海森堡在三十年代提出了同位旋概念，但是當時人們並不認為這有什麼意義，直到後來，人們發現了諸如π介子之類的強子，還發現同位旋在強相互作用中守恆，同位旋的概念才火了起來。
至於怎麼確定乙個基本粒子的同位旋，當然是推算出來的，這東西又沒有方法直接測量。根據質子中子的同位旋二重態和π介子的同位旋三重態，可以推算出其它粒子的同位旋，詳細的推算過程可以去看章乃森的《粒子物理》，我這裡就不廢話了。
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