目錄
一、前言
二、科學成就
1、數學
2、天文學
3、醫藥學
4、化學
5、物理
6、實驗法
7、生物學
8、地理學
三、文獻翻譯
四、阿拉伯帝國與中華文明的交流
五、關於焚燒亞曆山大圖書館的謊言
六、地位與學者評價
七、結束語
一、前言
自公元7世紀起至其後的一、二百年間，阿拉伯人初步建立起一個西起西班牙比利牛斯山脈，東至大唐西部邊境與印度信德地區的橫跨亞、非、歐的世界性帝國——阿拉伯帝國。這一帝國的文明達到很高的水平，其科學、技術及文化成就，即使在帝國之後相當長一段時期內，仍然保持領先地位，直至文藝複興，世界科學中心才由那裏轉往歐洲。阿拉伯帝國的科學成就對人類社會的發展產生不可磨滅的印記，它在人類文明史上占有重要的篇章。
與其它文明不同的是，阿拉伯帝國的科學成就與伊斯蘭是密不可分的。因為在伊斯蘭進入阿拉伯土地之前的漫長歲月中，蒙昧的阿拉伯人以及帝國內其他一些後來皈依伊斯蘭的民族完全籠罩在古埃及、印度、希臘、羅馬與波斯文明的陰影之中。隨著阿拉伯人版圖與活動範圍的擴張，許多民族如波斯人成為信奉由阿拉伯人率先傳播的伊斯蘭教的穆斯林。由於踐行伊斯蘭所倡導的真主之下人人平等的思想，因此帝國的阿拉伯人及其他民族在科學文化上持寬容與兼收並蓄的態度，從而大大推動了那個時代科學的進步和發展。
1、數學
任何十指健全的人都知道，從一數到十，最方便的記錄方法是使用阿拉伯數字。這種奇妙的數字是聰明的阿拉伯帝國的穆斯林從印度人那兒吸收，並將之介紹到西方與東方的；同時，這些穆斯林向世界推廣了數字“0”與十進製。具體地說，正是借助花拉子密（al’Khwarizmi，拉丁語名為Algorismus，公元780~850年）著名的《印度計算法》一書，這種對世界產生難以估量影響的奇妙數字才為世人了解並接受。因此，人們把這種數字稱作阿拉伯數字。今天，阿拉伯數字已經與我們的生活密不可分了。
阿拉伯數字無疑是方便而先進的數字體係，具有諷刺意味的是，愛好數學的教皇西爾維斯特二世（Sylvester II，公元945～1003年，任職：公元～1003年）大約在公元1000年前後，曾經試圖在基督教世界中推廣使用這種數字體係，結果卻收效甚微。
圖2－1－1：前蘇聯1983年發行的紀念花拉子密的郵票
中學生進入中學學習的第一門數學課程是什麼？答案是代數學。代數學是人類步入數學以及其它自然科學領域的基礎。雖然代數學的萌芽久矣[代表人物：丟番圖（Diophantus，公元200？～284年？）]，但是它是在阿拉伯帝國的穆斯林手裏正式成為數學的一門學科的。因此當後來的數學家們孜孜不倦地學習花拉子密的代數學著作時，沒有人懷疑代數學是阿拉伯帝國的穆斯林創立的。
這位偉大的數學家在其著作中首次明確提出，代數學的數學問題都是由根（x）、平方（x2）和數（常數）三者組成，並且分六章敘述六種類型的一、二次方程的求解問題。花拉子密最具影響的代數學著作——《算術和代數論著》，是人類曆史上第一部關於代數學的論著，此書的拉丁文譯本直至文藝複興時期還作為教科書在歐洲的大學中被廣泛使用。
花拉子密對代數學的貢獻是不可磨滅的，由他的名字——al’Khwarizmi的拉丁語譯名——Algorismus，不僅派生出“Algorithm”或“Algorism”（“運算法則”或“十進製”），後來還演變出現在的對數一詞——logarithm（簡寫為“log”）；算術“arithmetic”一詞的來源也與之類似。他在代數學中使用“還原、移項”一詞的阿拉伯語音譯“al-jabr”，傳入歐洲後便演變為我們今天使用的“algebra”（代數）。
20世紀最具影響力的科學史學家、《科學史導引》的作者喬治·薩頓（Gee Sarton，1884～1956年）對花拉子密的評價是“那個時代最偉大的數學家、迄今所有時代最崇高者之一”。他在讚揚花拉子密的代數學的意義的時候說：“在數學上，從希臘人的靜態宇宙概念到伊斯蘭的動態宇宙觀，第一步是由現代代數學的奠基者——花拉子密邁出的。”希提（Phillip Hitti，1886～1978年）在《阿拉伯通史》中對花拉子密評價說：“他是伊斯蘭教最偉大的科學家之一，對於數學思想影響之大，是中世紀時代任何著作家所不能及的。花拉子密不僅編輯了最古的天文表，而且編寫了關於算術和代數學的最古老的書籍。”
阿布·卡米勒（Abu Kamil，公元850～930年）是花拉子密代數學的直接繼承者之一，著名的《代數》一書就出自他的手筆，他本人也表明，他在代數學方麵的工作是建立在花拉子密代數學基礎之上的。阿布·卡米勒在代數學上的地位，可謂上承花拉子密，下啟卡拉吉（al-Karaji，公元953～1029？年），而且還為意大利數學家斐波那奇（Fibonacci，1170～1250年）的研究奠定了基礎。此外他還寫了《測量與幾何》與《計算技巧珍本》等諸多數學著作。《代數》其實包括三個部分的章節，即①二次方程的解法，②代數學在正五邊形與十邊形上的應用，及③丟番圖等式與趣味數學問題；其中，第二部分章節，就是把埃及、巴比倫的實用數學與希臘的理論幾何相結合，用幾何學方法證明代數解法的合理性。《測量與幾何》是一部指導大地測繪的實用性書籍，例如講解如何測量各種不同圖形的對角線、周長、麵積，以及測量各種不同形狀物體（六麵體、棱柱體、棱錐體及圓錐體）的體積與表麵積。《計算技巧珍本》則涵蓋幾何和代數兩方麵的內容，但其主要成就是關於四次方程的個別解法與如何處理無理係數的二次方程。除了上述留傳下來的三部著作之外，公元10世紀的《科學書目》一書還列舉了阿布·卡米勒另外一些著作，包括Book of Fortune、Book of the Key to Fortune、Book of the Adequate、Book on Omens、Book of the Kernel、Book of the Two Errors和Book oion and Diminution。
奧瑪爾·海亞姆（Omar Khayyam，1048～1131年，兼詩人）是《代數問題的論證》（簡稱《代數學》）一書的作者，在數學尤其是代數學曆史上堪稱最傑出者之一。作者開創的用圓錐曲線解三次方程的方法，並依此將三次方程進行分類，可謂是對代數學發展的卓越貢獻。奧瑪爾·海亞姆的傑出還在於，他當時已經發現三次方程具有不止一個根，並且證明了另一個根的存在。他寄語後來人說到：“也許我們之後的人們會解決這個問題。”這一期望後來在16世紀由三位意大利人——費爾羅（del Ferro，1465～1526年）、塔塔利亞（Tartaglia，1499～1557年）與斐拉裏（Ferrari，1522～1565年）變為現實，他們找到了解所有三個根的一般方法。另外，奧瑪爾·海亞姆還進一步發展了二項式定理。
在希臘數學中，“數”的概念一般僅僅擴展到簡單的加法和乘法運算，然而從算術運算到代數的飛躍，使人類第一次生長出在一切自然科學領空飛翔的翅膀……
阿拉伯人金迪（al’Kindi，公元801～873年）是那個時代的科學多麵手，還是在算術學方麵頗有造詣的數學家，並且寫了許多這方麵的著作，涉及範圍包括印度（阿拉伯）數字、調和數、數字排列、相對值、比例、數字的處理與相消或相約，以及用有窮證明無窮等。在幾何學方麵，金迪擅長於平行理論的研究，他甚至給出一條（數學）引理以證明或否定某種可能性——即在同一平麵上的數條直線，既非平行，也不相交。金迪還寫了兩本關於光幾何學的書籍。根據1987年在土耳其伊斯坦布爾發現的蘇萊曼時期的奧斯曼帝國的檔案，金迪也是迄今已知的最早的（根據字母的使用頻率）破譯密碼的專家，可謂密碼分析學或密碼破譯學的鼻祖。金迪的手稿英譯名為“On Deg essages”（《密碼信息的破解》）。
圖2－1－2：金迪手稿《密碼信息的破解》首頁
塔比特（Thabit ibn Qurrah，公元826～901年，兼物理學家）是一位卓有成就的數學家，他在數學方麵的地位主要在於，將數的概念擴展到實數，提出“積分”，建立了某些球麵三角學及“解析幾何”定理。他在公元850年左右寫了一本書——《互滿數的確定》，揭示了建立“互滿數”的一般數學方法。
阿拉伯帝國的穆斯林對於數學的另一巨大貢獻是三角學（三角函數），其學術思想可能主要來源於印度與希臘的三角學知識。三角學是隨著一些探究宇宙奧秘的科學家在觀測天體運行與研究天文曆算的過程中發展起來的。眾所周知，研究天文演變的規律離不開三角學或數學知識，所以作為天文學家的最重要條件是，首先他必須是一位數學家。
阿拔斯王朝（公元750～1258年，中國史書稱“黑衣大食”）的巴塔尼（al’Battani，歐洲人也稱作Albatenius，公元850～929年）就是這樣一位偉大的天文學家與數學家。他完成了三角學的建立與係統化工作。在從事天文學研究的過程中，巴塔尼首先係統性地創建了三角學即三角函數這一數學分支的許多重要概念，如正弦、餘弦、正切、餘切。我們今天在中學學習的一些三角函數公式就是巴塔尼提出的；另外，關於球麵三角形的餘弦定理也是這位數學家對人類的貢獻。而正割與餘割的概念則是阿拉伯帝國的另一數學家兼天文學家瓦法（al’Wafa，也稱Albuzjani，公元940～998年）建立的，瓦法還指出正弦理論也可以運用在球麵幾何學上。
2、天文學
阿拉伯帝國的科學家們對天文學一直保持著濃厚的興趣，在哈裏發馬蒙執政時期（公元813～833年），他們已經能夠嫻熟地運用諸如星盤、等高儀、象限儀、日晷儀、天球儀和地球儀之類的天文儀器從事天文學研究。
圖2－2－1：穆斯林天文學家使用的星盤（圖片來源：聯合國教科文組織，
.unesc/pao/exhib/islam.htm
）
前文提及的巴塔尼（al’Battani，歐洲人也稱作Albatenius，公元850～929年）是對歐洲影響最大的天文學家。他的《天文論著》（又名《星的科學》）頗具學術價值，後來的一大批天文學家諸如哥白尼（icus，1473～1543年）、第穀（Tycho，1546～1601年）、開普勒（Kepler，1571～1630年）、伽利略（Galileo，1564～1642年）等人，無不研習巴塔尼的著作並受益非淺。他所創製的天文曆表——《薩比天文》，一直是其後幾個世紀歐洲天文學家的基本讀物。
圖2－2－2：中世紀最偉大的天文學家——巴塔尼
巴塔尼出生於美索不達米亞的哈蘭（位於今土耳其東南部）的一個崇拜星辰的塞比教派家庭，這恐怕與其日後對天文學產生濃厚的興趣，以及學習製作天文儀器的技能不無影響；但是他本人則是虔誠的穆斯林。巴塔尼的工作主要是在阿拔斯王朝（公元750～1258年，中國史書稱“黑衣大食”）著名的安條克（位於今土耳其境內）與拉卡（位於今敘利亞境內）天文台完成的。
這位偉大的天文學家的主要成就在於，他不僅編錄了489顆天體，而且把一年的時間長度精確至365天5小時48分24秒，重新計算出（春秋二分點的）分點歲差為54.5“，以及測定黃赤交角（赤道平麵與黃道平麵的交角）為23度35分（現在已知數值為23度26分）。它們比托勒密（Ptolemy，公元2世紀）的《天文學大成》的描述更為準確。巴塔尼提出地球在一條變動著的橢圓形軌道上運動（偏心率），發現太陽遠地點的“進動”（即太陽距離地球最遠點的位置是變化的，這是巴塔尼最著名的發現），以及認為日環食可能是一種日全食。他對於太陽運行的觀測比哥白尼還要精確，並且在幾個世紀之後還被上述歐洲的天文學家所采用。
巴塔尼的《天文論著》於1116年由意大利提沃利的普拉托（Plato，11～12世紀）譯成拉丁語。
蘇菲（al’Sufi，公元903～986年）所著《恒星圖像》（或譯作《恒星星座》），一書，是伊斯蘭天文學觀測的三大傑作之一。蘇菲根據自己的實際觀測，在書中確定了48顆恒星的位置、星等和顏色，並且繪製出精美的星圖與列有恒星的黃經、黃緯及星等的星表。他還為許多天體進行了名稱鑒定，提出許多天文術語，許多現在世界上通用的天體名稱都來源於蘇菲的命名，例如牽牛星、畢宿五、天津四等。蘇菲的星圖也是關於恒星亮度的珍貴的早期資料。公元964年，正是他最早記錄下仙女星座。這位的天文學家對天文學界的影響是顯而易見的，例如以他的名字命名的“蘇菲星團”，國際天文學會還以用他的名字命名月球表麵一處環形山來紀念他。
圖2－2－3：公元964年蘇菲發現並描述的“蘇菲星團”（大約包括40顆星體）
前文提及的瓦法（al’Wafa，也稱Albuzjani，公元940～998年）是巴格達天文學派最後一位著名人物。已知他曾測定過黃赤交角和分至點，並且是提出“月球出差”的第一位天文學家；此外他還為托勒密的《天文學大成》編撰了簡編本。
奧瑪爾·海亞姆（Omar Khayyam，公元1048～1131年）在當時由突厥塞爾柱王朝管轄的伊斯法罕，參與並領導了天文曆表的編撰與曆法改革工作，製定的賈拉利曆的精確程度已經十分接近格利高裏曆，根據這部曆法測定一天的長度為365.24219858156天（後來由於政局的動蕩曆法改革工作被迫終止）。
比魯尼（Biruni，公元973～1050年）堪稱那個時代理論水平與實踐能力俱佳的“天才”，天文學（與數學）是其深入涉足的領域。他在一部近1500頁的著名的百科全書——《馬蘇迪之典》中，測定了太陽遠地點的運動，並且首次指出其與歲差變化存在略微的差別。《馬蘇迪之典》是一部集天文、地理和民族學的通科著作。比魯尼還設想地球是自轉的。他在寫給好友、同時代的著名醫學家伊本·西那（ibn Sina，西方人稱為阿維森納Avia，公元980～1037年）的信中，甚至提出地球繞太陽運轉的學說，並且認為行星的軌道是橢圓形而非圓形的。地球繞太陽運轉的觀點還表現在比魯尼的一部天文學百科全書——《占星入門解答》之中。他說，如果認為地球是在圍繞太陽運轉的話，那麼就不難解釋其他星體的運動情況。另外，至於我們今天所說的銀河係，比魯尼發現它是由“無數的各種星體組合而成”。
其實，比魯尼是一位勤奮、多產、涉獵範圍廣博的科學家，他一生寫作了涵蓋20多門學科的大約146部著作（隻有22部傳世），其中多數是與數學及天文學有關的，例如《投影》。
在法提瑪王朝（公元909～1171年，中國史書稱“綠衣大食”）哈裏發哈基姆（al’Hakim）統治時期（公元966~1020年），天文學家尤努斯（也譯作尤尼，ibn Yunus，公元950？~1009年）在參考200多年以來天文觀測數據的基礎之上完成了《哈基姆星表》（也譯作《哈基姆曆數書》），並還用正交投影的方法解決了許多球麵三角函數問題。尤努斯的傑出在於，他的計算細致而精準，例如，他注意到投向地平線的光線的折射所引起的誤差，並且首次給出被觀測物體的40分差角。他對月食的觀測記錄是極其可靠與可信的，其30次月食報告為近、現代天文學家，例如西蒙·紐科姆（Simon Newb，1835~1909年），研究月球的長期加速度提供了珍貴的天文資料。
穆斯林的信仰要求禮拜的定時，而這與太陽與月亮或其它天體的運動是密切相關的。尤努斯就是一位可以給出精確時間的天文學家，而且他的天文曆表可以在伊斯蘭曆、科普特曆（一種古代埃及人使用的曆法）、古敘利亞及波斯曆之間進行轉換或換算，以方便人們的使用。
1080年，西班牙穆斯林天文學查爾卡利（al’Zarqali，西方人稱為Arzachel，11世紀）完成《托萊多星表》（也譯作《托萊多天文表》），其中有天文儀器（尤其是阿拉伯人擅長的儀器——星盤）的結構介紹與使用方法。《托萊多星表》對托勒密體係進行了修正，以一個橢圓形的“均輪”代替“本輪”。另外，《天文表》也是查爾卡利的傑作。
在對於宇宙體係的認識上，穆斯林天文學家質疑托勒密的本輪學說，並試圖建立一個真正的宇宙體係。
先後經曆過阿拔斯王朝與蒙古人建立的伊爾汗國兩個時代的天文學家（兼數學家）圖西（al’Tusi，1201～1274年），不僅建立了月球的運動模型，而且還在1247年提出所謂的“圖西力偶”定理（即線性運動可以由圓周勻速運動演化而成，反之亦然）。科學史學家喬治·薩裏巴（Gee Saliba，1939～）在評價“圖西力偶”定理時說：“如果僅靠歐幾裏得（Euclid，約公元前3世紀）的《幾何原本》和托勒密的《天文學大成》等古希臘的數學和天文著作中所提供的數學信息，哥白尼天文學的數學大廈根本不可能建立起來。構建這一大廈所需要的，實際上也是哥白尼本人所利用的，是兩種新的數學原理。而這兩種數學原理卻都是在哥白尼以前大約300年間發現的，並為伊斯蘭世界的天文學家們明確地用來改進希臘天文學。”文中所提到的數學原理之一，便是圖西的“圖西力偶”定理，它在16世紀初被哥白尼采用。
圖西一生寫作了關於天文、數學（幾何與三角學）、物理、哲學、倫理學及邏輯學等學科的100多部著作，甚至還整理過伊本·西那的《醫典》，但是其中最著名的是《伊爾汗天文表》（或譯作《伊爾汗曆數書》）。
位於今伊朗境內的、聞名遐爾的馬拉蓋天文台也是在圖西倡議下建立於伊爾汗國初期，其天文儀器甚至在當時被帶到中國的元大都。馬拉蓋天文台的遺跡至今尚存，成為人類文化遺產。
圖2－2－4：馬拉蓋天文台複原圖
喬治·薩裏巴在談及阿拉伯帝國天文學與哥白尼天文學關係的時候說道：“當我們想到哥白尼天文學本身給我們帶來的所謂‘哥白尼革命’這樣的概念時……我們便不難想像到哥白尼的數學天文學與在他以前用阿拉伯語寫作的天文學家們之間的交融了。或者換句話說，就不難理解為什麼阿拉伯天文學與哥白尼天文學之間的模糊邊界會是這樣有趣了。”
凱文·克裏斯納斯（Kevin Krisas）則對某些蓄意抹殺伊斯蘭天文學成就的態度給予直率的批評。他在《世界天文學中心》一書第二章的開頭即寫到：“那種認為在托勒密之後，天文學研究陷入沉睡直到哥白尼時代才得以蘇醒的看法，是一常見的錯覺……那些認為阿拉伯人沒有做出自己的貢獻的人們，對於這一學科並未進行過調查研究。”他還進一步指出，中世紀的天文學家的一個共同點就是，他們都是用阿拉伯語書寫科學著作的，即使是猶太人與基督徒也莫不如此。
事實上，阿拉伯帝國天文學在今天已經落下永久的烙印，甚至現在人們使用的很多與天文有關的詞彙，諸如“azimuth”（地平經度、方位角）、“nadir”（天底）、“zenith”（天頂），等等，都是源自阿拉伯語。
可以肯定地講，阿拉伯帝國的天文學家對於宇宙天體的認識，是人類天文學史上由托勒密到哥白尼之間最重要的銜接。
3、醫藥學
阿拉伯帝國在醫學上取得了相當出色的成果。
拉齊（al’Razi，歐洲人稱其為Rhazes，公元865～925？年）不但是一位傑出的化學家與哲學家，還是一位著名的醫學家。他學識深邃而廣泛，一生寫作了200多部書，尤以醫學（與化學）方麵的著作影響巨大。拉齊曾先後擔任雷伊（位於伊朗德黑蘭附近）和巴格達醫院院長，並從事學術著述，被譽為“阿拉伯的蓋倫”、“穆斯林醫學之父”。