光子是光的单个粒子，在正常情况下，它不能被分割。但光子也不是一个粒子，因为它没有特定的位置。相反，它是一个延展的物体。

所以，如果一个光子正在完美镜面上反射的过程中，你突然把镜子抽走，会发生什么？来自三位挪威物理学家的答案，比你想象的要复杂得多。

我们先简单谈谈光子的分割与合并。如果这在我们的生活中是常见现象，那么将单色光穿过玻璃或从表面反射，就可能导致光子分裂或合并。这将产生惊人的色彩阵列：我们的宇宙将成为你能想象的最奇幻、最合法的LSD之旅。但通常这不会发生，所以才有LSD。

实际情况是，在适当条件下光子可以分裂和合并——本质上，光传播的介质必须对光做出响应。这可以从单一颜色源产生彩虹般的色彩。

技术上，我们称周围看到的光相互作用是线性的，而光子的合并/分裂是非线性过程。通常，要克服这种非线性，你需要非常敏感的介质或非常高强度的光源，比如激光。

在光子反射时突然移除镜子，并不是我通常认为的非线性。但如果你多思考一下，这显然是一个非线性事件。这种思路被我们对单光子在镜子上的思考方式所掩盖。

让我们从部分反射镜的例子开始。当一个单光子击中那面镜子时，它要么穿过镜子，要么从镜子反射。光子被认为进入了一个叠加态，既反射又透射（每种路径的概率取决于镜子的反射率）。如果我们在反射和透射光子的路径上放置探测器，当其中一个探测器响起时，它会坍缩叠加态，另一个潜在路径消失。在任何情况下，两个探测器都不会同时响起。我们不会记录到每个方向有半个光子。

天真地，我们可以对完全反射镜在反射中途被移除的情况做同样的论证。在这个论证中，光子进入一个透射和反射的叠加态，概率由镜子移除的时间相对于光子的“大小”决定。同样，当我们试图测量光子走了哪条路时，我们期望叠加态坍缩，只有一个探测器会响起。

当我停下来思考时，很明显这是错误的。但要理解原因，我们需要一些额外的理论包袱。

时间和频率是一枚硬币的两面。如果我们弹钢琴上的一个音符，有一个时域图像：压力随时间有规律的变化，持续相当长一段时间。这个音符可以用单一频率和单一振幅（响度）来描述。更复杂的声音（和弦、断音）在时间上有复杂的结构，由更复杂的频率组合描述，每个频率有自己的振幅（相位也很重要，但我们忽略它）。

这个图像是普遍的，适用于所有时变信号——而且远不止这些。当我小时候在农场长大，用老式（即使在当时也算老式）的电子管收音机听AM广播时，音乐总是被咔嗒声打断。咔嗒声来自我们的电围栏，它总是电击一些误入的草、行为不端的羊或发情的公牛。那个短促尖锐的电流产生了一个短电磁脉冲（和一头愤怒的公牛）。非常短的脉冲（在时间上）出现在非常宽的频谱上，包括，令我恼火的是，AM广播频段。