要想敏锐地在观察中捕捉到事物的本质与特征，还需要观察者具有广博的知识与创造性的思维。良好的观察力是和灵活运用广阔的知识基础分不开的。一方面，观察是我们获得知识的前提条件，另一方面，丰富的知识经验又是我们提高观察力的重要因素。
1838年，施莱登在《论植物发生》一文中指出，所有植物体都是细胞的组合，同时充分肯定了细胞核在细胞中的重要作用。在动物学界，一些科学家已经提出了有核细胞是动物组织共有成分的观点，并认为细胞是动物组织的基本结构单位。当施莱登在与施旺共同进餐时把自己关于植物细胞的观点告诉施旺时，施旺顿时感悟到，核在动物细胞中的作用也与核在植物细胞中的作用一样。通过进一步归纳、研究，施旺很快就得出了细胞是动物和植物共同的基本结构单位，这是细胞学说的核心结论。
施莱登与施旺的成功应归功于他们充分运用归纳推理观察法的结果。那么，什么是归纳推理观察法呢？
所谓归纳观察法就是以观察为基础，透过观察到的现象，经分析、归纳推理和总结，抓住事物的属性、规律，从而获得科学认识的一种观察方法。在科技史上，细胞的发现是一种始于观察，通过归纳推理而获得正确认识的经典模式。归纳推理法是细胞发现者所用的基本方法。
正如动植物本身的形态千差万别一样，动植物细胞的形态也有很大差别。如1675年一位科学家描绘的山慈菇花瓣的一串细胞，很像我们日常生活中见的“蒜瓣”；1682年另一位科学家描绘的漆树细胞，则像一件手工织成的“毛衣”；胡克多次提到细胞酷似蜂窝；列文虎克则指出人的血细胞是中凹扁平形，等等。这表明，如果没有一种“心镜”——科学的分析能力和思维能力，那显微镜使人们看到的只能是一个更为混乱、差异更大的世界，一个使人们更为眼花缭乱、更为茫然的世界。
科学家没有停留在对各种具体细胞的观察与描绘上，而是从一开始就试图归纳出细胞的共同特点。最先提出的是“小球假说”，由于早期的显微镜尚未消去色差，在观察细胞时往往会出现由光线衍射引起的光晕，所以，从17世纪后期开始一直到19世纪20年代，科学家们大多认为“动物体的所有部分都由小球组成”，也就是把所有的动物细胞都看成是“小球”。19世纪20年代，显微镜校正了球面像差，发现除了在牛奶中有小球之外，很多动物器官和组织中都没有小球。不但没有“小球”，而且没有其他的统一形态。从此，“小球假说”便销声匿迹，科学家们也放弃了从形态上寻找细胞共同点的努力。
“小球假说”虽被否定，但科学家提出并试图证明这种假说的方法则是正确的：
其一，它是把细胞作为一种独立的对象来研究，而不仅仅只研究某种具体物质的细胞。
其二，它试图找出细胞的共同点，而不仅仅只描绘各种各样的具体细胞。
其三，它是以观察为基础提出的假说，而不是毫无依据的猜想。
因此，尽管“小球假说”本身是错误的，但它对细胞学说的产生则起了重要的推进作用，当科学家因显微镜的改进看到了各种动物组织的真实细胞后，他们绘出的细胞图，实际上就已经包括细胞膜、细胞质、细胞核三种主要成分。在此基础上，德国植物学家施莱登和动物学家施旺分别于1838年和1839年对细胞进行了理论概括，从而建立了具有划时代意义的细胞学说。
施莱登与施旺在思维方法上的一个明显特点，就是从细胞在植物体和动物体中的地位和作用这一角度来探讨细胞的共同性，而不是像“小球假说”那样从细胞的形态上探讨细胞的共同性。
总之，世间万物既是千差万别的，又是相互联系的，如果我们每个人都用自己聪慧的双眼去观察一切，那么这个纷繁复杂的世界，呈现在我们面前的必将是一幅美丽清晰的画卷。否则，没有这种高质量的报告式记录的汇总，观察日记的积累就会显得目的性不强，因而也不易坚持了。
如果我们在适当的时候将某些高质量的观察报告加以认真修改、组织，向某些报刊或征文竞赛积极投稿；如果能得到更多人的认同和赞许，将会极大地提高自身进一步观察的积极性。
如同生活与学习的丰富多彩一样，观察的方法也远远不止本书所述。每个人有自己观察事物的角度，有自己的学习风格，有自己独特的思维特性，因此完全可以结合自身实际创造出更多的行之有效的观察方法。
人们普遍认为，著名的科学家的观察力必是非常敏锐的，思维也是非常敏捷的。但量子力学的创始人，诺贝尔奖得主玻尔却并不是这样。他的观察力和理解力都较常人缓慢，看电影时，他常常跟不上情节的发展。在科研讨论中，当一个个物理学者拜访他，就量子论的某个复杂问题发表宏论时，在场人往往都明白，只有玻尔还迷离恍惚，大家只好向他再次解释，他才渐渐明白。
但玻尔却创造了一套适合于自身特点的观察方法和思维方法。早在哥本哈根读大学时，他就以实验观察的细心和思维的缜密而崭露头角。1906年，他通过细心的实验和严密的观察、推理，精确地利用振动射流测定了水的表面张力，从而获得科学院颁发的金质奖章。这种独特的观察方法奠定了玻尔成功的基础。1912年，他师从物理学大师卢瑟福，从此他全力以赴，发愤工作，终于提出了原子结构理论，对量子力学的形成起了巨大的推动作用。
玻尔的成就影响了当时的许多物理学家。20世纪20年代，以玻尔为中心，在哥本哈根理论物理研究所，聚集了一支强大的科学研究队伍，形成了世界上力量最雄厚的理论物理学派——哥本哈根学派。
然而，即使是同一学派，这些著名科学家的观察方法依然是各有特色的。矩阵力学的创始人海森伯虽然一直在玻尔指导下工作，但他的观察和思维方法却不是以缜密见长，而是以大胆著称，正因为如此，他提出了著名的“测不准原理”，因而获得了诺贝尔物理学奖。
自己创造观察方法，除了依据自身特点外，还要敢于质疑。我国宋代学者陆九渊说：“小疑则小进，大疑则大进”。法国作家巴尔扎克说过：“打开一切科学的钥匙都毫无疑问的是问号。”质疑，体现了一种求知欲，包含着智慧的火花；质疑是一种探索精神，孕育着创造。因此，在学习和生活中，要敢于质疑，做到不迷信、不守旧、不唯书、不唯师，敢于发表自己的见解。这样，观察时才会独辟蹊径，创造出独特的观察方法。
