探索小孔的奥秘
在初识光学的课堂上，老师们常常会为我们演示一个生动的小孔成像实验。他们取一个带有小孔的黑匣子，面对明亮的室外景物，当阳光穿过小孔，投射在匣子的后壁上，一个清晰的倒像便呈现出来。通常，后壁会被一张半透明的纸替代，以便我们能更清晰地看到图像。
这个实验其实就是小孔成像的生动展示。历史上，这一原理最早由战国时代的伟大思想家墨翟提出。在中世纪，人们甚至设计了只有小孔透光的房屋，在白天进入这样的房间，远处的景色如群山、塔楼的倒像就会清晰地出现在墙壁上。
在小孔成像实验中，要想获得清晰的图像，孔的大小至关重要。孔越小，图像越清晰；孔越大，图像越模糊。如果我们拥有一间窗户正对着远方景色的房间，在白天我们或许能在墙上看到远处的模糊影像，这是因为窗户相对于小孔来说太大了。
为何孔越大图像会越模糊呢？这是因为孔大时，光线过于发散。来自物体上部和下部的光线在墙上相互重叠，导致图像不清晰。我们可以通过一个简单的纸画实验来验证这一点：当小孔是一个理想的点时，物体上下部的像是完全分开的；随着孔的尺寸增大，两部分像开始重叠，孔越大，重叠越多，直到完全无法分辨。
最近麻省理工的两位计算机科学家通过新的处理技术，甚至能让像窗户这样的大“孔”也能形成比较清晰的像。他们通过拍摄模糊的倒像，然后利用数码技术处理，使图像变得更清晰。这一创新方法的核心在于使用障碍物来缩小“孔”的尺寸，从而达到更清晰的成像效果。
为了进一步理解这一原理，我们可以想象一束光线从窗户透过，擦过障碍物并投影在树的倒像上。经过上述处理，这束光线会被消除，因为它同时出现在两张照片中。这一处理过程相当于以障碍物作为小孔进行成像，因此干扰图像清晰度的光线会被消除。
为了得到更清晰的图像，我们可以使用更小的障碍物。障碍物也不能太小，因为它需要覆盖原先通过窗户形成的像。这项发明展示了数码技术的魅力，它不仅可以处理大量数据，还可以为我们提供新的研究方法。就像天文学中利用数码照片相减技术来发现超新星一样，这种技术在科学研究领域具有广泛的应用前景。
