Немногие ученые смогли бы пройти путь, который привел Гюйгенса от его первоначального интереса к преломлению к открытию Титана и колец Сатурна. Ученый расширил представление о диоптрике благодаря математическому изучению линз; он улучшил телескоп, изобретя окуляр, который носит его имя, диафрагму и микрометр, созданные на основе законов геометрии. Также Гюйгенс научился шлифовать линзы, спроектировал и сконструировал станок, чтобы упростить эту работу, и собрал телескоп, который, хоть и не был самым лучшим в мире, но не уступал изделиям самых искусных мастеров того времени. С помощью этого инструмента он открыл новый спутник. Сатурн открыто показывал астрономам свое кольцо во всем его блеске, но ни один ученый не смог понять, что именно он наблюдает. Гюйгенсу же удалось прийти к верному выводу путем логических умозаключений. Вдобавок ко всему он рассчитал период вращения Марса и впервые указал масштабы Солнечной системы.
Такими удивительными способностями в области математики, астрономии и ручного труда невозможно не восхищаться. Когда Гюйгенс впервые начал исследовать свет, он предстал перед ним как совокупность прямых линий.
Но по мере того как Гюйгенс углублялся в изучение природы явления, свет открывал ему другие свои стороны, такие же изменчивые и противоречивые, как облики Сатурна. Ученого ждали новые удивительные тайны.
Чем больше Гюйгенс углублялся в исследование света, тем больше противоречий встречал на своем пути.
От математического описания поведения лучей ученый перешел к поиску ответов на вопрос о том, какова истинная природа этого явления. Первые результаты положили начало современной волновой теории света. Ключом к открытию знаменитого принципа, носящего имя Гюйгенса, стала физическая загадка из тех, которые он так любил: загадка двойного преломления в исландском шпате.
К началу 1660-х годов Гюйгенс стал одним из самых видных ученых своего времени. В те годы создавались Лондонское королевское общество и Французская академия наук, которым принадлежит честь сделать большинство открытий эпохи. Эти организации подтолкнули распространение знаний, под их эгидой появились первые научные журналы — Philosophical Transactions («Философские труды») и Journal des Savants («Журнал ученых»). Эти издания Гюйгенс стал использовать для распространения своих идей, не прекращая писать все более трудоемкие трактаты. Он был принят в оба вышеупомянутых учреждения: несмотря на сдержанность, которая объяснялась иностранным происхождением Гюйгенса, его талант вызывал настоящее восхищение.
