光是由波還是由粒子組成的呢？這個基本問題已經困擾了科學家們數十年的時間，因為光好像是由兩者共同組成的。然而，迄今為止的試驗已經顯示光的表現或者像一種粒子或者像一種波，但是從未同時表現出兩種狀態。現在一種新型試驗第一次展示了光能夠同時表現的像一種粒子和一種波，為這種困惑打開了一個新的局面，有可能幫助科學家揭開光和整個量子世界的真實本質。



這張圖展示的是光的雙重本質，表現的即像粒子又像波


這種討論可以至少追溯到遠到艾薩克-牛頓時代，他提出光是由粒子組成的，而詹姆斯-克拉克-麥克斯韋爾認為光是一種波，他的電磁學理論將電學和磁學統一在一起。隨後在1905年阿爾伯特-愛因斯坦借助光是由光子組成的概念解釋了一種名為光電效應的現象（這一發現也讓他贏得了諾貝爾物理獎。）

最終我們有充分的理由認為光既是一種粒子也是一種波。事實上，這也同樣適用於所有的亞原子粒子，包括電子、夸克甚至最近發現的希格斯玻色子一樣的微粒。這種概念被稱為波粒二象性，而且它也是量子力學理論的基本原則。光或者其它任何類型的微粒表現的像一種粒子還是像一種波取決於進行什麼類型的試驗。到目前為止，光的兩種本質面貌還沒有同時觀察到。

但是科學家們一直想知道，光從一種粒子轉變成一種波是否取決於周圍環境？或者是否光一直都是同時表現的即像粒子又像波呢？現在研究人員們第一次設計出了一種新型的測量裝置，能夠同時探測光即像微粒又像波的表現形式。這種裝置依靠的是一種名為量子非定域性的古怪量子效應，這種反直覺的概念歸結為同一粒子能夠同時存在於兩個位置的想法。

英國布里斯托大學的物理學家阿爾貝托-佩魯佐在一份聲明中說道：「這種測量裝置檢測到了強烈的非定域性，這就證實在我們的試驗中光子同時表現的即像一種波又像一種粒子。這就對光或者像一種波或者像一種粒子的模型做出了強烈的反駁。」這篇描述試驗的論文發表在11月2日出版的《科學》雜誌上，佩魯佐是論文的首席作者。

這個試驗進一步依靠了量子力學的另一個古怪方面，也就是量子糾纏的概念。兩種粒子能夠糾纏在一起因此就會出現一個粒子影響另外一個粒子的行為。使用這種方式，研究人員們能夠讓試驗中的光子延遲成為粒子還是波的選擇。麻省理工學院的物理學家賽斯-勞埃德並未參與這個項目，他在《科學》雜誌相關的隨筆中稱這個試驗是有冒險精神的，並且說道：「雖然這種糾纏只能夠延遲成為粒子或者波的選擇幾納秒的時間，如果有人曾經接觸過儲存糾纏的量子存儲器概念的話，那麼就會瞭解這種選擇能夠推遲到明天。那麼我們為什麼現在就要下結論呢？