기원전 5세기경 묵자라는 중국 춘추전국시대 학자가 있었다.그는 빛을 이용하여 천막을 치고 작은 구멍을 뚫어 영화관 같은 것을 만든다.그는 논리적 사고를 했다. 제후국을 돌며 평화를 말하기도 하고 어려운 백성도 잘 헤아릴 줄 아는 학자였다.진시황제가 중국을 통일하고 법가를 국가 사상으로 받아들인다.법가 이외의 사상이 담긴 책은 모두 불지르고 유생들은 갱도에 묻는 분서갱유를 단행한다.묵자의 사상 역시 사라지게 된다.
중동 지역에서는 이븐 알하이삼 이라는 천문학자가 나타난다.당시 사람들은 사물을 보는 것이 사람 눈에서 광선이 나가 물체에 닿고 돌아오면 물체를 본다고 생각했다. 그는 의문을 품는다. 밤하늘의 별은 그러기에는 너무 먼 거리였다.그는 사막한가운데 천막에 작은 구멍을 뚫어 빛의 직진성을 알아낸다.당시 이슬람 제국은 천문학과 수학이 고도로 발달했다. 오늘날 알고리즘,알케미등은 아랍어에서 유래된 것이다.인도의 아라비아 숫자그리고 0의 개념도 아라비아를 통해 유럽에 전해진다.그는 과거 문헌을 의심하고 오직 논증과 실험을 통해 진실을 탐구하라는 과학적 정신을 세상에 전파한다.
알하이삼의 발견한 원리로 망원경이 발명되고 갈릴레이는 우주를 관찰하게 된다.아이작 뉴턴은 프리즘을 통해 빛이 색이 한 개가 아니고 무지개 색깔처럼 여러개 라는 것을 관찰한다. 뉴턴은 이를 스펙트럼이라 명한다.윌리엄 허셜은 뉴턴의 실험에서 한 발 더나아간다.프리즘에서 분리된 빛을 흰종이에 비춘 후 각 색깔 별로 온도를 재고 기록한다.빨간색 바깥쪽에 보이지 않는 곳이 빨간색보다 온도가 높음을 발견한다. 눈에 보이지 않는 적외선 발견의 순간이다.빛은 프리즘을 통과하면서 굴절되고 색깔마다 파장이 다르다. 파장이 다르므로 속도도 다르다. 그 속도 차이로 빛이 무지개 빛으로 갈라지는 것이다.
윌리엄 허셜과 비슷한 시기 프라운 호퍼는 거울 제조 공장에서 일하고 있었다.공장일을 마치면 그는 주인집에서 허드레일을 하였다. 어느날 주인집이 무너진다. 이 때 백성을 사랑하는 막시 밀리언 왕자가 프라운 호퍼를 구해준다. 그리고 그가 공부할 수 있도록 후원한다.27살 무렵 그는 광학기기 설계자가 되었고 당시 그의 일은 국가 기밀이였다.그는 망원경으로 별을 관찰 할 때 중간에 프리즘을 넣는다. 그랬더니 스펙트럼 사이사이 검은 선을 보게 되고 의문을 품게된다. 39살 그는 젊은 나이에 세상에 떠나고 떠나기 전 비밀을 취급할 수 있는 조폐국 국장이 그의 실험과 기술을 기록한다.프라운 호퍼가 발견한 것은 분광학의 시초였다.모든 원소는 원자와 전자로 이루어져 있다. 전자는 한 곳에 가만히 있지 않고 일정한 궤도를 왔다 갔다 한다. 궤도는 정해져 있고 에너지를 잃었다 얻었다 하면서 날뛴다.에너지를 얻으면 궤도를 올라가고 잃으면 빛을 방출한다. 이렇게 전자가 왔다 갔다 하면서 에너지의 빈틈이 생기는데 이것이 스펙트럼의 검은 선이였던 것이다.모든 원소는 전자의 갯수가 다르다. 따라서 스펙트럼의 검은 선도 각 원소마다 다르게 된다. 이것을 이용하면 우리는 빛을 통해 물질을 알 수 있다.인류가 지구상에 있으면서 각 별들의 구성물질을 분석할 수 있는 것은 이 스펙트럼 선 덕분이다. 별에서 나오는 스펙트럼 선을 분석해서 별의 구성 원소를 알아 낼 수 있다.
인류는 망원경의 발달로 더 먼 우주를 바라보게 된다. 분광학으로 먼 은하의 성분도 관찰 할 수 있게 된다.이런 노력으로 생명체 및 별이 우주에 있는 원소로 부터 왔다는 것도 밝혀 낸다. 우주의 구성 원소나 지구 상의 원소가 다르지 않은 것이다.빛에는 가시광선만 있는 것이 아니다. 적외선,라디오파,자외선,감마선등 수많은 파장의 빛이 존재한다.이런 여러 파장의 빛으로 우주를 관찰함으로써 인류는 우주의 비밀에 더 가까이 가게 되었다.이 모든 것의 시작이 프라운 호퍼의 작은 발견에서 시작되게 된다.
