量子革命提昇了人類了解物質與其本質的能力，DNA 的結構由華生與克里克以 X-射線繞射發現。

物理學家經常以射線照射物質，藉由它們背後所投射的影像，配合己經建立的經驗或知識，來理解物質的結構。這可以用手勢比出影像的手影戲（hand shaow puppet 附圖）來作比諭。

我們藉由觀看人手的平面影子來聯想表演者所要表達的事物。〔補充：拉塞福用 alpha 粒子朿照透過金箔片，從箔片後面的散射條紋，基於力學撞擊的原理，來反推斷定原子的結構。即使是今日用於研究物質之最基本結構的高能粒子加速器，也是透過分析撞擊之後碎片的種類與運動情況，來試圖探索粒子的最微小構造。〕

X-射線與普通的可見光同樣是電磁波的一種，只是其波長比可見光短很多，與原子間的距離相當。如此造成當 X-射線通過晶體時，原子的特定排列方式會造成 X-射線向特定的不同方向散射出去，也就是所謂的繞射現象。X-射線繞射現象所造成的條紋，無法直接告訴我們原子排列的狀況〔補充：電子全像術〕，科學家一樣必須經由反覆猜測原子排列的模型，透過數學運算模擬出繞射條紋，並與實驗的條紋來比對，直到符合所要求的精確度，才算是成功地定出原子排列的方式。