光是粒子还是波动，亦或两者都不是？图片来源：harunyahya.com据说约翰•阿奇博尔德•惠勒（John Archibald Wheeler）有句名言：“要是一天中你未发现任何奇异之事，就算不上是过了一天。”不过这话也只有惠勒说得，因为奇异在他那里司空见惯。
作为20世纪顶尖的理论物理学家之一，他老人家每天打交道的，都是爱因斯坦相对论中时空弯曲的翘曲，或者量子物理中模模糊糊的不确定性和不可能发生之事，总之都是一些足以烧坏我等凡人大脑的奇异事物。
饶是如此，在1978年的某一天，连惠勒也被惊到了，他的脑海中第一次闪现出一个非常奇异的念头，去检验我们对光子行为的预期。从那时再往前推半个世纪，量子物理得出了一个令人震惊的洞见——原来光具有双重性格，有时它表现出粒子性，就像由一团离散且有确定轨迹的东西构成，有时它又示人以波动一面，形态不定，延展于空间之中。
惠勒提出的检验没能很快在实验室中实现，不过当实验最终完成时，得到的结果非常奇怪。现在，这个实验又被重复了一次，却只是让量子迷雾更加令人纠结。或许，是时候放弃对这些结果似是而非的理解了。忘了什么波动，扔掉什么粒子，抛弃非此即彼的信条吧！“实在”要比这更加扑朔迷离。
多少世纪以来，光一直照耀着我们对物质世界的认知。光的本质究竟如何，是粒子还是波动？这场争论一直可以追溯到古希腊的先哲那里，往下又以不同方式点亮了牛顿、笛卡尔和爱因斯坦的思想火花。待到20世纪的大幕拉开，这场争论可以说是势均力敌，双方都为自己的观点积累了大量论据。
量子物理以宣称双方都对的方式，解开了这个死结。表明上的证据，来自一个经典实验的量子版本。颇具戏剧色彩的是，英国物理学家托马斯•杨（Thomas Young）于1803年最初提出这个实验，是为了支持光的波动理论。在这个现在名为“杨氏双缝干涉”的实验中，杨在一块屏幕上刻上两条非常细的平行狭缝，然后将一束光投射其上。
1905年，爱因斯坦已经明确提出，单个光子是一个粒子。确实，如果你在两条狭缝中任何一条后面放上一台探测器，你都能听到单个光子击中探测器发出的哔哔声。可一旦你把探测器拿走，代之以一定距离之外的一块集光屏幕，你会发现当年托马斯•杨所观察到的明暗相间的图案，在屏幕上慢慢重现。
惠勒的思维实验就在此时横空出世了。为了解决“什么告诉光子如何行止”这个难题，他用到了双缝干涉实验的一个升级版本。在这个思维实验中，光子要从一台干涉仪（interferometer）的两条路径中任选其一。在干涉仪的另一端，这两条路径要么重新交汇，要么不再交汇。
2007年，阿兰•阿斯派克特（Alain Aspect）在法国帕莱索光学研究所带领他的小组，建造了一台臂长（即上文提到的干涉仪中路径的长度）达到48米的干涉仪。结果如何？在光子即将到达探测器的最后一刻，如果他们选择“闭合”干涉仪，看到的就是波动干涉，如果选择“打开”干涉仪，看到的就是粒子。
2012年，中国科学技术大学的李传峰小组、英国布里斯托大学的杰里米•奥布赖恩（Jeremy O'Brien）小组，以及法国尼斯大学的塞巴斯蒂安•坦齐利（Sébastien Tanzilli）小组，以不同的方式实现了上述实验，结果可谓惊天地泣鬼神——就连自认为已经对量子物理中的光怪陆离司空见惯的那些人，这次也着实领教了一番。
根据设置方式的不同，干涉仪能够用来“证明”光是粒子，是波动，或两者都是都不是。从某种意义上说，上述结果巩固了玻尔对量子“实在”的看法。代表测量本质的控制光子的状态，和代表物质“实在”的系统光子的状态之间，存在一种紧密的关联。
这一观点直接把我们带回到了柏拉图的洞穴之中，约尼乔尤评论道。在那位古希腊先哲的寓言中，囚徒被拘于山洞之内，只看得见洞外物体投射在洞壁上的影子，永远看不到那个物体本身。比如一个圆柱体，影子可能是一个长方形，也可能是一个圆，或者任何介于两者之间的某个形状。
这才是真正的奇异之处。而在量子物理学家看来，这些不过是平常一天的工作而已。