超快荧光技术被广泛用来研究微观体系的相互作用及动力学过程。通过超快荧光技术可以得到蛋白质水动力学过程中的Stokes位移,而线性响应理论一直被用来诠释Stokes位移和体系平衡态涨落之间的关联,溶液中的Stokes位移遵循线性响应理论。在大部分文献报道中,基态能量面上的自然涨落常常被用来评估荧光谱的非平衡态弛豫过程,然而,本文通过模拟实验研究发现,当体系基态和激发态能量面有所不同时,Stokes位移更多取决于激发态的自然涨落行为。本文通过模拟实验研究了色氨酸水溶液以及葡萄球菌核酸酶（SNase）水溶液体系,以线性响应理论为中心,探究了非平衡态荧光Stokes位移与基态和激发态能量涨落的关系;解释了蛋白质水溶液中非平衡态弛豫和平衡态水动力学之间的关联;探究了高斯统计与线性响应的关系;探究子体系和总体系之间的各阶时间关联函数的衰减是否表现出一致性。主要研究内容如下:1.使用分子模拟软件模拟了色氨酸水溶液。计算了Stokes位移,并将其弛豫过程和体系基态、激发态水分子能量及构型的涨落特性比较,证实了Stokes位移和激发态水动力学之间的关联,明晰了荧光光谱的物理内涵。在色氨酸水溶液中,研究了不同基态条件下的水动力学过程。发现水动力学过程总是与激发态的一阶归一化时间关联函数保持一致,而不依赖于基态的一阶归一化时间关联函数。只有当基态和激发态的一阶归一化时间关联函数相等时,基态线性相应理论才能描述水动力学过程。分析了不同基态条件下的高斯分布,使用高斯统计数据的宽度参数s（t）的变化解释了线性响应理论失效的原因。在s（t）随着时间的变化,表现出较大的中间展宽时,线性响应理论失效。2.使用分子模拟软件模拟了葡萄球菌核酸酶水溶液。使用分子视图软件截取了处于水动力学弛豫过程不同阶段的构型。绘制了激发态能量的总体概率分布,其呈现典型的高斯分布。绘制了各子系统的能量概率分布曲线,发现蛋白质分子的能量偏离高斯分布。通过激发态线性响应理论公式发现,只要整个体系能量满足高斯统计分布,即使溶液中的部分成分偏离高斯统计分布,其Stokes位移就可以用激发态线性响应理论得到。对于整个体系以及各子体系的各阶时间关联函数,高阶函数与线性阶保持一致。基于体系的各组分,分解了Stokes总位移,构建了各阶时间关联函数和子体系时间关联函数,分别用（35）ES（t）和（35）ESx（t）表示,分解的时间关联函数ncx（t）和Sx（t）可以用来描述子系统的平衡和非平衡动力学。