Astronomi
Dimulainya astronomi yang berdasarkan perhitungan matematis dan ilmiah dulu dipelopori oleh orang-orang Babilonia.[10] Mereka menemukan bahwa gerhana bulan memiliki sebuah siklus yang teratur, disebut siklus saros.[11] Mengikuti jejak astronom-astronom Babilonia, kemajuan demi kemajuan kemudian berhasil dicapai oleh komunitas astronomi Yunani Kuno dan negeri-negeri sekitarnya. Astronomi Yunani sedari awal memang bertujuan untuk menemukan penjelasan yang rasional dan berbasis fisika untuk fenomena-fenomena angkasa.[12] Pada abad ke-3 SM, Aristarkhos dari Samos melakukan perhitungan atas ukuran Bumi serta jarak antara Bumi dan Bulan, dan kemudian mengajukan model Tata Surya yang heliosentris — pertama kalinya dalam sejarah. Pada abad ke-2 SM, Hipparkhos berhasil menemukan gerak presesi, juga menghitung ukuran Bulan dan Matahari serta jarak antara keduanya, sekaligus membuat alat-alat penelitian astronomi paling awal seperti astrolab.[13] Mayoritas penyusunan rasi bintang di belahan utara sekarang masih didasarkan atas susunan yang diformulasikan olehnya melalui katalog yang waktu itu mencakup 1.020 bintang.[14] Mekanisme Antikythera yang terkenal (ca. 150-80 SM) juga berasal dari periode yang sama: komputer analog yang digunakan untuk menghitung letak Matahari/Bulan/planet-planet pada tanggal tertentu ini merupakan barang paling kompleks dalam sejarah sampai abad ke-14, ketika jam-jam astronomi mulai bermunculan di Eropa.[15]
Sejarah optik
Setelah selesai kedua kota tersebut, Ibnu Haitham meneruskan pendidikannya ke Mesir dan bekerja di bawah Khalafah al-Hakim, dari daulah Khilafah Fatimiyyah. Belajar yang dilakukannya secara oktodidak yang justru membuatnya tidak hanya mahir atau menguasai fisika optik saja, tapi juga beberapa bidang ilmu pengetahuan ilmu falak, matematika, geometri, pengobatan, filsafat dan farmakologi. Diapun mengunjungi Spanyol untuk melengkapi karya ilmiahnya. Tidak kurang dari 200 karya ilmiah mengenai bebagai bidang sepanjang hidupnya. Tlisan mengnai mata sudah menjadi rujukan penting dalam penelitian sains di Barat. Penelitian pada cahaya telah mengilhami ahli sains Barat seperti Boger, Becon, dan Kepler dalam menciptakan taleskop dan mikroskop. Dialah orang pertama yang menulis dan menemukan berbagai data penting mengenai cahaya.