觀察是科學的金鑰匙。自然界裏的許許多多現象，人們熟視無睹，或者一看就過去了；然而，有心人卻抓住不放，潛心觀察，勤於思考，從中有所發現。我國古代的一位學者墨子就是如此……
那是2000多年前的事了。
一天，墨子看到，陽光從窗紙的小孔透進屋裏，把屋外窗前樹枝的影子映在牆上，但影子卻是尖葉朝下而樹幹向上的倒影。這是怎麽回事呢？為了弄清原因，他和學生們一起做了個實驗：在小木房子的前壁上摳一個小孔，當一個人站在房前麵時，房內的後壁上就映出了人的倒象。墨子是這樣描述他的實驗的：
“景倒，在午有端。”“景、光之人，煦若射：下者之人也高，高者之人也下。足蔽下光，故成景於上，首蔽上光，故成景於下。”
墨子認為，光是直線前進的。人身體被太陽照亮，每個點反射出來的光向四麵八方直線傳播，通過小木房的小孔，在後壁上一一留下自己的象點。即人身上部的光，在後壁的下邊投射光點；人身下部的光，在後壁上邊投射光點。同樣的，人身左部的光，在後壁右邊投射光點；人身右部的光，在後壁左邊投射光點。這些光點，就組合成了人的倒象。樹枝通過窗紙孔在牆壁上形成倒影的道理，正是如此。
我們也可以做一個小實驗，來觀察象的形成，弄清倒象形成的原因。實驗是這樣的：有一個帶針孔的屏，在針孔屏前放置一枝燃燒的蠟燭，在針孔屏後放置一個紙板，蠟燭、針孔屏和紙板三者調到一定的距離，則蠟燭的光線將通過針孔而在後麵的紙板上形成一個倒象，這個象同蠟燭相比較，是上下顛倒、左右對調的。針孔實驗表明，光在空氣——一種均勻的媒質裏傳播時是直線前進的。
小孔能夠成象，人們利用這個原理製作了針孔照相機。它同墨子的實驗一樣，相機就是一個小匣子，前壁上鑽個小孔，這個小孔就相當於普通照相機的鏡頭，後壁處用毛玻璃或半透明紙取景。將針孔相機對準某個光源，例如蠟燭的火焰，適當調節相機和蠟燭之間的距離，在小孔不大的情況下，就會在毛玻璃上見到火焰的清晰的象。這個象，跟光源比較正好是上下顛倒、左右對調的。如果將後壁處的毛玻璃拿去，換上照相底片，則可拍攝景物了。不過，用這種針孔相機隻能拍攝風景或靜物，因為小孔通過的光量很少，曝光時間要長些，如果拍攝人或動態的照片，成象就要模糊不清了。針孔相機的小孔越小，成象越清晰，可是通過的光量也就越少，曝光時間則要更長。但是，針孔不能過小，孔的直徑小到百分之一毫米時，由於光發生衍射，成象也將會模糊不清的。