Le livre est divisé en deux parties qui se veulent complémentaires : le "physique du paradoxe" qui aborde la question des paradoxes sous un angle plutôt épistémologique. L'autre, les "paradoxes de la physique" traite de la physique proprement dite.
Le paradoxe fait un retour fulgurant dans toutes les activités de production ou de réflexion spéculative de l'homme. Comme si, après des siècles d'apparente stagnation, la physique découvrait qu'elle ne saurait se limiter à une recherche consensuelle. Elle est paradoxale en ce qu'elle est dynamique au-delà de l'apparence d'un immobilisme scientifique.

Ainsi, depuis Euclide jusqu'à l'an mille, on a expliqué (du moins en Occident) que la vision provenait d'un "rayon visuel" issu de l'oeil. Au Xe siècle, l'opticien arabe Alhazen, remplace cette notion par celle de rayons lumineux provenant des objets eux-mêmes et venant frapper l'oeil. Cette idée sembla étrange. Elle le reste psychologiquement : une vue "perçante", un regard qui "fusille" paraissent plus réels que la seule fonction de l'oeil qui consiste à être continuellement frappé par une pluie de photons...