我们知道，光在同一种均匀物质中沿直线传播。最早阐述这一现象的人就是墨子，他完成了世界上最早的几何光学实验--"小孔成像"：在一间黑暗的小屋朝阳的墙上开一个小孔，人对着小孔站在屋外，屋里相对的墙上就出现了一个倒立的人影。
为什么会出现这一奇怪的现象呢？墨子提出了精辟的解释：光像射箭一样，是直线行进的。人体下部挡住了直射过来的光，穿过小孔，成影在上边；人体上部挡住直射过来的光，穿过小孔，成影在下边，就成了倒立的影。墨子还指出，人的位置离墙壁由远及近，暗室里的影也由小变大，倒立在墙上。这是对光直线传播的第一次科学解释。
墨子不但利用光的直线传播这一性质，讨论了光源、物体、投影三者之间的关系，还对镜子成像的原理进行了深入的研究，并提出了平面镜、凹面镜和凸面镜成像的理论。可惜的是，墨子的这些光辉思想没有被其后人所继承，结果，中国的光学逐渐衰落了。
通过一个透镜，在暗室内的屏幕上出现了白炽灯灯丝的倒立像。
兔子为何撞在树桩上？
人们比喻那些不愿意老老实实工作，一心只想得到意外收获的人，常常使用"守株待兔"这个成语，"守株待兔"的故事最早出现在战国时期的《韩非子》那本书中。故事说，宋国有个人在田里耕地，突然从他身后蹿出来一只兔子，这兔子看见有人，慌里慌张，急忙逃跑，没料到自己撞在一个树桩上，竟撞死了。这个人毫不费力地拾得一只兔子，非常高兴。他以后就天天等在这棵树桩的旁边，指望再遇到撞到树桩上去的兔子。
我们不再进一步去研究那个成语的寓意，只讨论一下有没有可能发生兔子自己撞到树桩上去的事情。
韩非子写这个故事的时候，不知道他是不是亲自碰到过这样的巧事，还是听到别人说起有这样的巧事。不过据说，打猎的时候，在猎狗的追逐下，兔子撞到猎人腿上的事情确有发生。兔子是十分机灵的动物，逮过小兔的同学都知道，就是从兔子后面慢慢地接近它，也是会被兔子发觉的，那么为什么竟会撞到树桩上去呢？我们从兔子的两只眼睛长的位置上分析一下，也就不会觉得奇怪了。
仔细观察一下，兔子双眼长在头上的位置和人的眼睛有什么不同。人的双眼长在前面，两只眼的距离不远，大约6～7厘米，而兔子的双眼长在头的两侧，一边一只。为什么这样长呢？
因为兔子是弱小的食草动物，为了防御敌害的袭击，必须时刻注意周围的动静。兔子两只眼睛合起来观察到的范围比人的双眼大得多。人的每只眼睛可以看到的范围是166°，兔子每只眼睛可以看到的范围是189.5°。在不转头的情况下，兔子两只眼睛一共看到的范围是360°，也就是可以看到周围的一切，而人不转头两只眼睛合起来看到的范围只有208°，在人的头后面还有152°的范围是根本看不见的，我们把它称做"盲带"或"盲区"。
世界上的事情总是有利也有弊。兔子的双眼看的范围是大了，但是判断前面的东西的位置和距离的准确程度要比人类差得多。因为我们要判断一件东西距我们多远的时候，必须两只眼睛共同工作才行，只用一只眼睛是弄不准一件东西距我们多远的。不信，你可以来做一个小实验：
在桌子上立一只汽水瓶，瓶口上放一只乒乓球。蒙住自己的一只眼睛，从远处走过来，迅速地自上而下轻轻地去按一下这只乒乓球，看看你的动作是不是准确而又敏捷。连续试几次，你会发现，这件看去很简单的事竟不容易做好。
为什么用一只眼睛不能准确地判断一个东西的距离呢？因为两只眼睛同时看一件东西的时候，眼球会自动转动，迅速对准同一个目标，物体离我们眼睛越近，两只眼球就转动得越厉害。转动眼球时相关肌肉的紧张程度传到大脑中去，这种信息就是大脑计算距离的依据，再根据过去的经验做出距离的判断。这就叫做"双眼视觉"。如果只用一只眼睛就不能得到"双眼视觉"的效果。
"双眼视觉"要求两只眼睛能共同看见同一个东西，也就是要有共同观察的范围。人类的双眼共同观察的范围有124°，所以人在很大的范围内可以准确地判断距离。而兔子的双眼由于分得太远，在头前面共同观察的范围只有10°，这就不难理解，兔子为什么不能很好地估计树桩的距离了。老虎的双眼视觉要比兔子好得多，因为老虎是食肉动物，为了捕捉动物，必须要准确地判断距离。在长期的生物进化中，不同的动物形成各有特色的眼睛。
双眼视觉在人类的生活中是十分重要的，尤其是在进行精细复杂的工作时。又比如司机就必须有良好的双眼视觉。一只眼睛斜视或弱视的人不易准确地判断距离，这种人不适合做司机等工作。
乘坐激光旅行
激光器将光的能量会聚到狭窄的、集中的光束中--这就是激光如何能够蒸发器官或者使导弹过热的方式。这种会聚的能量还能够产生推力。
2003年，在位于亚拉巴马州的亨茨维尔的马歇尔空间飞行中心，美国国家航空和宇宙航行局的科学家通过使用激光照射的方法，使一架翼展1.5米的飞机升空。飞机装有光电能量管，它能将光转化为螺旋桨旋转所需的能量。
2003年9月18日，在位于亚拉巴马州的亨茨维尔的马歇尔空间飞行中心的一个停机坪里，一个激光器将光束持续照射在这架重量很轻的飞机上，提供能量以使它升空。(NASA／汤姆·奇达)这架飞机的重量不到1磅(约0.45千克)，只要激光维持对电池的不受干扰的照射，它就能够停留在空中。这项技术得到全面发展之后，就能够使不需要燃料的飞机无限制地飞行，而且还能够为乘客或装备提供更多的空间。第9章将会更加详细地讨论对光能的利用。
光推力也可以由爆炸产生。现在的大多数汽车和飞机依靠在内燃发动机里的燃料爆炸产生的力移动。燃料燃烧释放大量的能量，足以推动活塞或使涡轮转动。一束高能激光也可以用来加热和产生爆炸。使用激光产生爆炸的好处是燃料可以是廉价的，而且重量小，例如空气；能量来自于光，而不是燃料中的化学物质。重量在空间发射中是一个影响很大的因素，由于加速一枚沉重的火箭以及它的燃料，为了逃脱重力是需要代价的。任何重量的减少都是有益的。
位于佛蒙特的光飞行技术公司，已经在新墨西哥州的沙漠中实验了几种小型的光推进的飞机。陆基的二氧化碳激光器提供激光源，而飞机上的镜子组可以确定光束的路线，并将其会聚在燃料上。引擎产生推力的方式与传统的化学物质火箭相同--这是因为牛顿第三定律，它判定每个作用都会产生相等大小的反作用。由光的能量驱动，加热后的燃料从尾部喷出，飞船就会向前运动。
与科幻电影相反的是，激光--甚至是可见光波段的激光--不能在太空中看到(除非有特定强度和可见性的光束碰巧打到了观察者的眼中)。在空气中，工作在可见光谱的激光之所以能够看到，其中的原因和从窗户射进的光线是一样的：灰尘颗粒将一些光反射到了眼睛。在太空中几乎没有什么东西来反射光线，所以好莱坞电影中描述的幻想太空大战，其中有飞舞的激光束一艘接着一艘地摧毁战舰，然而这是不可能的。但是激光在太空中作为毁灭力量和推力工具的想法，并不是完全遥不可及的。
今天，激光能够发射至月球，并反射回来，并且能轻易地融化掉器官，来做角膜成型，或者在人的头发直径般粗细的光纤中传播。未来，这种令人惊讶的相干光源也许会推进飞机，甚至是火箭。
狮子为什么能从银幕中冲出来
如果我们把人类的眼睛和兔子的眼睛再比较一下，还会得到另一个结论：人的双眼看到的东西是立体的，而兔子看到的东西基本上是平面的。因为立体感的产生是靠两只眼睛共同观察一个物体的结果。
把一本厚书立在你的眼前，分别单独用两只眼睛观察这本书，也就是每次只用一只眼睛看。比较每次看到的样子，你会发现两次不一样。
只用一只右眼看的时候，会对右边多看见一点，而只用左眼看时会对左边多看见一点，这两个略微有点差别的图像同时传到大脑中，经过大脑的加工就综合成一个完整的有立体感的物像，使我们生活在一个立体的世界。
立体图像要比平面图像丰富有趣得多，看过立体电影的同学都知道这一点。当立体电影中的狮子朝着观众奔跑过来的时候，你会情不自禁地吓一跳，因为你会觉得这只狮子真的向自己冲过来了。电影银幕明明是平的，怎么会出现立体的形象呢？原理就是通过双眼视觉得到的一种感觉。为了弄清这个道理，让我们先从观察一种立体图片说起：
有一种立体图片，是由红绿两种颜色组成。仔细看，红线条的画面和绿线条的画面微微错开，使你觉得画面印刷质量不好，不清晰。这并不是印刷问题，而是按照人类的双眼视觉的特点特别制造出来的。观察这种图画，先要用硬纸片做一副眼镜，一个镜片用红色玻璃纸，另一个镜片用绿色玻璃纸。戴上这副一红一绿的眼镜再看这幅画，里面的东西就立起来了。原因是利用红、绿两种玻璃纸，能把重合的两幅图分开。透过红色玻璃纸看，红色线条变浅了，绿色线条变黑了，只能看清楚绿色线条；而另一只眼睛是透过绿色的玻璃纸，因此只能看清红色线条，红色线条变黑了。两只眼睛分别看到两幅稍稍有些差别的图画，能在大脑里形成一幅立体的图像，就像两只眼睛同时在看一件真实的东西一样，因此感到图片上的东西立起来了。
立体照片是用一种特殊的照相机拍摄出来的。最简单的办法是利用两架照相机仿照人的两只眼睛的距离(镜头之间相距6～7厘米)并排放置，同时拍摄一个景物，两架照相机得到的两张底片稍微有些差别，就像两只眼睛看到的一样。把两张底片分别用红绿两种颜色叠印在一张相纸上，就制成了一幅立体照片，再戴上一红一绿的眼镜一看，平面的照片也马上变成有立体感的照片了。
早期的立体电影也是这样制作的。两架摄影机同时拍摄一个场面，得到两份电影片，一份染成红色的，一份染成绿色的，同步放映在银幕上。看立体电影的观众须戴上一副红绿眼镜，就可以看到立体电影了。
