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四十多年以来，我每天都要穿过巴黎天文台前面的广场，去我的实验室。这条美丽的青葱小路两旁长满了栗树，沿着巴黎子午线的方向，将路易十四时建造的天文台与卢森堡花园连接了起来。法国大革命期间，天文学家让·巴蒂斯特·约瑟夫·德朗布尔（Jean Baptiste Joseph Delambre）和皮埃尔·梅尚（Pierre Méchain）测定了这条子午线从敦刻尔克到巴塞罗那的弧长，并据此定义了长度单位“米”。当我穿过广场时，从西向东穿过这条假想的线，这条假想线在1880年之前一直是法国版世界地图上经度的起点，后来的地图采用了格林威治子午线，即向西再偏移约2°的一条线。
向南看去，也就是我的右边，我可以欣赏到小路尽头的天文台的白色圆顶。1676年，丹麦天文学家奥勒·罗默（Ole Römer）在这里对木星的卫星们进行了观测，从而首次测量了光速。在我的左边，我可以看到玛丽·德·美第奇（Marie de Médicis）
时期修建的卢森堡宫。工程师艾蒂安-路易·马吕斯（Étienne Louis Malus）通过在家里观察由这座宫殿的窗户反射的太阳光，在1808年发现了光的偏振特性，正如我们在前文中提到的，这些偏振特性在我踏上研究之路的头几年所进行的光抽运实验中发挥了重要作用。
在这座广场上，我经常有机会沉思于光科学的悠久历史。这段历史的主人公当然有物理学家，但也有数学家、天文学家、工程师和航海家。通过回想这些人物，唤起了我年轻时期所有的探索激情。我很喜欢这段历史，因为它说明了几个世纪以来，不同的知识领域是如何共同进步的，以及如何向我们愈发详尽地揭示了这个世界的丰富和奇特之美。为了揭开光的神秘面纱，人们必须学会以更高的敏锐度观察天空和地球，发明新的测量仪器，并开发强大的计算方法。
对精确性的迷恋，在这场知识的大冒险中发挥了至关重要的作用。通过以越来越高的精度测量时间和距离，牛顿力学定律得到了验证，地球的形状和太阳系的大小也被确定。正是通过进一步提高精确度，我们后来发现了相对论定律和量子物理学定律，从而从根本上修正了经典力学的世界观。我在本章和接下来的三章中要讨论的正是这段科学史，它真正起源于伽利略的时代，并将我们引向爱因斯坦和现代物理学的出现。对于光的一系列问题是贯穿始终的主线，但沿途我们也会绕路去别处，整段历史都充满了惊奇和意外的启示。
自古以来，人类一直为光而着迷。与黑暗，即恐怖之源和死亡的象征相反，光是生命和重生的标志。带来光明和散发温暖的太阳，一直是所有原始宗教所崇拜的对象。各种形式的、庆祝四季轮回的活动也是这些信仰表达的一部分。光也是知识的象征，因为我们从这个世界获得的大部分信息都来自于光，从让我们了解宇宙的、来自天空的光，到由我们周围的事物和生命所传递的光，光让我们在环境中定位，并获得可能威胁到我们的危险的警告。
上古时代，人类对光的崇拜是非理性的。对于人类提出的问题，人类自己给出了神话的或宗教的答案，而这些答案并没有揭示出光的奥秘。光是瞬间充满所有空间，还是以有限的速度传播？光是与物质具有相同的性质，还是具有不同的本质？为什么有些介质是透明的，而有些则是不透明的？这些问题没有答案。
早在古代和中世纪，人们已经隐约地理解了支配光线传播的光学定律。巴士拉的数学家、天文学家海什木（Ibn al-Haytham）在大约公元1000年的时候就理解了，光不是从眼睛或我们周围的物体发出的，而是这些物体将来自各种光源的光线，如太阳和灯，反射到我们的瞳孔之中。当然，这种理解仍然是非常定性的。直到17世纪科学方法的诞生，光的秘密才被真正地揭示。从那时起，观察、实验、定量测量和数学理论的发展脚步超越了神话故事。基础学科的知识和仪器设备的发展齐头并进，说明了从那时起，由纯粹的好奇心激发的研究——英国人所说的 蓝天研究 ——与技术之间就已经相辅相成。