7世紀(jì)前期，世界局勢(shì)發(fā)生了很大的變化。橫空出世的伊斯蘭教很快發(fā)展成了一股以阿拉伯人為核心的全新的政治和軍事勢(shì)力。經(jīng)過(guò)四大哈里發(fā)執(zhí)政時(shí)期的開(kāi)疆拓土，阿拉伯人消滅了盛極一時(shí)的薩珊波斯，又對(duì)式微的拜占庭帝國(guó)進(jìn)行了進(jìn)一步打擊，到了8世紀(jì)初，進(jìn)入了倭馬亞王朝的阿拉伯人已經(jīng)擁有了一個(gè)地跨歐亞非三洲的大帝國(guó)。阿拉伯人的迅速崛起，增添了中東歷史的多面性和不確定性。在這樣的歷史條件下，伊斯蘭文明發(fā)展出了自己的制圖學(xué)。

倭馬亞王朝極盛時(shí)期形勢(shì)圖（8世紀(jì)初）

花拉子米與馬蒙地圖

阿拉伯人僅僅用了一個(gè)世紀(jì)，就從沙漠里的小部落發(fā)展成了當(dāng)時(shí)世界上最強(qiáng)大的帝國(guó)之一。在對(duì)外開(kāi)拓的過(guò)程中，他們也不斷地吸收、學(xué)習(xí)周?chē)鱾€(gè)文明的文化和技術(shù)，以彌補(bǔ)自身的不足。當(dāng)倭馬亞王朝崛起之后，阿拉伯人開(kāi)始集中引進(jìn)周?chē)鲊?guó)的知識(shí)、技術(shù)和思想。他們對(duì)古希臘和古羅馬的科學(xué)、哲學(xué)進(jìn)行了針對(duì)自身情況的改良和套用，這對(duì)新生的伊斯蘭文明產(chǎn)生了決定性的影響，也對(duì)古典時(shí)期遺產(chǎn)在中世紀(jì)時(shí)期的傳承和保護(hù)做出了極大的貢獻(xiàn)。

阿拉伯人最早的地圖是軍事地圖，因?yàn)榘⒗绕鸬臍v史就是一段軍事擴(kuò)張的歷史，而軍用地圖是行軍打仗不可或缺的工具。目前記載中已知最早的阿拉伯軍事地圖，是由阿拉伯帝國(guó)早期的名將優(yōu)素福（ibn Yusuf）繪制的里海沿岸的地圖。除了軍事擴(kuò)張以外，阿拉伯人也早早地發(fā)揮出了他們的文學(xué)想象。在早期的文學(xué)創(chuàng)作里，阿拉伯人根據(jù)被他們征服的波斯人歸納的地理知識(shí)，把世界簡(jiǎn)化為一只鳥(niǎo)的形狀，鳥(niǎo)頭是中國(guó)，右翼是印度，左翼是可薩人所在的高加索山北側(cè)，尾巴是北非。隨著阿拉伯人的視野越來(lái)越廣，他們對(duì)這只假想的世界鳥(niǎo)進(jìn)行了調(diào)整，不過(guò)總體來(lái)說(shuō)，在倭馬亞王朝時(shí)代，世界鳥(niǎo)就是阿拉伯人的地理知識(shí)框架。

8世紀(jì)中葉，阿拔斯王朝（黑衣大食）取代了倭馬亞。此時(shí)的阿拉伯帝國(guó)已經(jīng)基本完成了擴(kuò)張，發(fā)展文化、科學(xué)和商貿(mào)成為了的主要任務(wù)。阿拉伯人是一個(gè)善于經(jīng)商的民族，他們所處的地理位置讓他們得以和不同地區(qū)的人打交道，從而積累下來(lái)形形色色帶有不同民族風(fēng)格的知識(shí)和傳說(shuō)，也從各地不同的文明那里學(xué)習(xí)了制作地圖的方法。比如來(lái)自印度人的數(shù)學(xué)和天文知識(shí)，讓阿拉伯人的地理學(xué)和制圖學(xué)從一開(kāi)始就站上了一個(gè)較高的起點(diǎn)線。而拜占庭帝國(guó)則給阿拉伯人帶來(lái)了托勒密的制圖學(xué)著作，它們被中世紀(jì)的歐洲基督教文明所拋棄、遺忘，但穆斯林們卻如獲至寶，將其統(tǒng)統(tǒng)翻譯成了阿拉伯文，加以認(rèn)真地學(xué)習(xí)和鉆研。

阿拉伯人的早期地圖（斯特拉斯堡國(guó)家和大學(xué)圖書(shū)館）

阿拔斯王朝的第七任君主馬蒙（Al-Ma'mun）是一位科學(xué)愛(ài)好者，他擴(kuò)建了巴格達(dá)圖書(shū)館，并夢(mèng)想將世界上所有用其他文字書(shū)寫(xiě)的知識(shí)全部都翻譯成阿拉伯文。他同時(shí)也是一個(gè)地圖控，雖然在位時(shí)間不長(zhǎng)，卻有一項(xiàng)象征意義重大的“政績(jī)工程”——馬蒙世界地圖。他發(fā)動(dòng)宮廷上下所有的學(xué)者，遍歷所有能找到的古希臘、古羅馬乃至波斯、印度的地理典籍，繪制了一張巨大的地圖。這張地圖不僅為了體現(xiàn)他對(duì)科學(xué)（尤其是制圖學(xué)）的癡迷，還象征著他至高無(wú)上的權(quán)力——世界上的一切都在他的掌控之中，所有重要的區(qū)域都在他的統(tǒng)治之下。

雖然這幅地圖沒(méi)能流傳至今，但從當(dāng)時(shí)人的描述中，我們可以想象出這幅地圖規(guī)模之大、內(nèi)容之詳細(xì)、繪制之精美，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了中世紀(jì)歐洲的所有地圖。甚至有人直言不諱地指出，這幅地圖從外觀和內(nèi)容上都超過(guò)了托勒密地圖。除此之外，這幅地圖還修正了托勒密世界地圖上的一些錯(cuò)誤，而這要?dú)w功于參與了地圖制作的著名學(xué)者花拉子米（Muhammad ibn Musa al-Khwarizmi，780 - 850）。

蘇聯(lián)為紀(jì)念花拉子米誕辰1200年而發(fā)行的郵票

花拉子米是效力于馬蒙的諸多學(xué)者之一，他這一生留下了太多的貢獻(xiàn)。比如，他把印度人發(fā)明的數(shù)字傳播到了中東及歐洲，并成功地使其冠名“阿拉伯?dāng)?shù)字”。他還提出了“代數(shù)”一詞，并發(fā)明了象限儀。在地理學(xué)和制圖學(xué)上，花拉子米同樣留下了自己的印跡。他有多幅傳世的地圖作品，也是主導(dǎo)馬蒙地圖繪制的學(xué)者之一。

花拉子米繪制的尼羅河地圖，左北右南（斯特拉斯堡國(guó)家和大學(xué)圖書(shū)館）

為了繪制馬蒙的地圖，他殫精竭慮地收集了一大批不同文明留下的地理資料，尋找各個(gè)城鎮(zhèn)和其他地點(diǎn)的經(jīng)緯度。他發(fā)現(xiàn)這些記載中有許多互相矛盾之處。為了讓馬蒙的“政績(jī)工程”做到盡可能的準(zhǔn)確，花拉子米展開(kāi)了一項(xiàng)“光榮而艱巨”的任務(wù)。他利用自己在天文學(xué)和數(shù)學(xué)上的造詣，根據(jù)商旅和軍人們對(duì)不同地點(diǎn)間行走距離的記載，重新計(jì)算了托勒密地圖及一些其他典籍中記載地名的經(jīng)緯度坐標(biāo)。他將這些新計(jì)算的坐標(biāo)歸攏到一起，組成了一份列表，里面含有2402座城市的坐標(biāo)列表，以及關(guān)于地形地貌的描述。

花拉子米地理坐標(biāo)列表的手稿

在這份列表里，花拉子米修正了當(dāng)時(shí)被穆斯林視為權(quán)威的托勒密地圖中的一些謬誤。比如，他指出印度洋并不是一個(gè)巨大的陸間海，而是和大西洋一樣的廣闊海洋；他也修正了托勒密對(duì)地中海大小的過(guò)高估計(jì)，托勒密認(rèn)為地中海的東西跨度有63個(gè)經(jīng)度，而花拉子米經(jīng)過(guò)重新計(jì)算，認(rèn)為它只有50個(gè)經(jīng)度，這與實(shí)際情況基本相符。他的努力讓馬蒙的地圖在正確性上遠(yuǎn)超之前的任何世界地圖。雖然這幅地圖已經(jīng)在歷史長(zhǎng)河中損毀，但馬蒙留下的地理坐標(biāo)為此后阿拉伯世界的制圖學(xué)及地理學(xué)發(fā)展做出了偉大的貢獻(xiàn)。

不拘小節(jié)的巴爾希學(xué)派

花拉子米于850年去世，此時(shí)的阿拔斯王朝開(kāi)始衰落，呼羅珊地區(qū)已脫離帝國(guó)，形成了塔希爾王朝。就在這一年，在塔希爾王朝的巴爾赫（今阿富汗境內(nèi)），另一位對(duì)阿拉伯制圖學(xué)發(fā)展產(chǎn)生了重大影響的人出生了，他就是阿布·扎伊德·巴爾希（Abu Zayd al-Balkhi，850 - 934）。巴爾希成年后去巴格達(dá)求學(xué)，后來(lái)他一生的大部分時(shí)間都留在了那里。他創(chuàng)建了巴爾希地理學(xué)派（Balkhi School of Geographers），匯集了當(dāng)時(shí)伊斯蘭世界最為優(yōu)秀的地理學(xué)家和制圖學(xué)家。

850年左右巴爾赫的位置示意圖

最初，巴爾希學(xué)派的創(chuàng)立，是為了研究亞里士多德對(duì)地球氣候的劃分。在古希臘時(shí)期，亞里士多德根據(jù)緯度，將地球劃分為7個(gè)不同的氣候帶。包括花拉子米在內(nèi)的穆斯林學(xué)者將這7個(gè)氣候帶進(jìn)行阿拉伯本土化，并致力于研究它們之間的邊界究竟在何處，但他們所有的結(jié)論終究無(wú)法達(dá)成廣泛的認(rèn)可。于是，巴爾希召集了一大批有名的地理學(xué)家，一起來(lái)研究這個(gè)問(wèn)題，希望能找到答案。

這些地理學(xué)家認(rèn)為，這個(gè)問(wèn)題之所以難以解答，是因?yàn)樗麄儗?duì)阿拉伯的地理知識(shí)還缺乏足夠深入的認(rèn)識(shí)。于是，他們開(kāi)始深入地去研究西亞各地的區(qū)域地理，并為之繪制區(qū)域地圖。在這樣的動(dòng)機(jī)之下，巴爾希學(xué)派繪制了一大批精美的地圖。和花拉子米不同，巴爾希學(xué)派的地圖并不追求大而全。他們對(duì)伊斯蘭文明以外的地區(qū)興趣不大，也不一定在意具體城市的細(xì)節(jié)，而更多是以體現(xiàn)每個(gè)區(qū)域的概況以及區(qū)域之間的空間聯(lián)系為主要目的。也正因如此，除了總覽圖以外，巴爾希學(xué)派還喜歡分別繪制分區(qū)地圖，從而組成一本地圖集。

由巴爾希親自繪制的一幅地圖

巴爾希學(xué)派的著名人物伊斯塔赫里繪制的波斯灣地圖（14世紀(jì)復(fù)制品，圖片：哥倫比亞大學(xué)）

標(biāo)準(zhǔn)的巴爾希地圖集包含一張世界的總覽地圖、兩張海圖（分別是印度和地中海）、四張?jiān)瓕侔菡纪サ蹏?guó)區(qū)域的分省地圖、以及14個(gè)原薩珊波斯省份的分省地圖。每張分省地圖都有一頁(yè)左右的文字描述，它們記錄了每個(gè)省份的道路、城鎮(zhèn)、山脈、河流等內(nèi)容。這種地圖和馬蒙的地圖各有利弊。巴爾希學(xué)派的地圖集對(duì)于介紹分區(qū)的區(qū)位地理比較有用，這種把分區(qū)地圖做成地圖集的方式也是一種創(chuàng)舉，但其在總體的科學(xué)性和準(zhǔn)確性上并不如馬蒙的世界地圖。

這些地圖集中的分省地圖無(wú)法像后來(lái)歐洲人發(fā)明的地圖冊(cè)那樣，能讓每張地圖連接在一起，從而拼形成一張總地圖，因此西方主流學(xué)者并未將其看做是近現(xiàn)代意義的地圖冊(cè)。這是因?yàn)榘蜖栂W(xué)派對(duì)投影、比例尺、經(jīng)緯度和量化地理學(xué)都不感興趣，因此在數(shù)學(xué)上這些地圖不一定準(zhǔn)確，導(dǎo)致無(wú)法拼接，這不能不說(shuō)是個(gè)遺憾。

這些地圖在設(shè)計(jì)上都非常幾何化，道路是直線或弧線，河流是平行線，湖泊通常是正圓形，而城鎮(zhèn)可以是圓形、方形、星形等簡(jiǎn)單幾何形狀，這和中世紀(jì)歐洲的T-O地圖在外觀上有相似之處，但在本質(zhì)上完全不同。巴爾希學(xué)派這樣畫(huà)圖的目的和宗教無(wú)關(guān)，而是為了刪繁就簡(jiǎn)、突出主題。他們認(rèn)為省略不必要的細(xì)節(jié)能夠更有利于研究區(qū)域之間的總體聯(lián)系。 巴爾希學(xué)派的地圖作品在之后的幾個(gè)世紀(jì)里不斷地被各個(gè)穆斯林國(guó)家所復(fù)制，除了阿拉伯文版本以外，還有波斯文和突厥文的版本，并作為參考出現(xiàn)在其他學(xué)科的著作里。

重新丈量世界的比魯尼

巴爾希學(xué)派不重視數(shù)學(xué)在制圖中的運(yùn)用，但同為穆斯林的比魯尼（Al-Biruni，973－1048）卻正好相反，他對(duì)用數(shù)學(xué)方法來(lái)在理解世界十分著迷。比魯尼是出生于花剌子模附近的塔吉克人，其祖上曾在薩珊波斯為官。薩珊波斯被阿拉伯人征服之后，他們一家都成為了穆斯林。他出生的時(shí)候，原來(lái)被阿拉伯人占領(lǐng)的中亞地區(qū)已經(jīng)分裂出薩曼、白益、齊亞爾和伽色尼等國(guó)。比魯尼年輕時(shí)曾先后游歷多國(guó)，并以其淵博的學(xué)識(shí)得到了這些國(guó)家君主的禮遇。1017年，伽色尼王朝的蘇丹把比魯尼招進(jìn)了宮中，讓其擔(dān)任宮廷學(xué)者。不久之后，伽色尼向印度擴(kuò)張，比魯尼隨軍出征。在印度，他四處游歷，學(xué)習(xí)梵文及印度人的天文和地理知識(shí)，從此他對(duì)天文和地理產(chǎn)生了濃厚的興趣——尤其是對(duì)經(jīng)緯度的準(zhǔn)確測(cè)量。

比魯尼的畫(huà)像

在1030年前后，伽色尼王朝達(dá)到極盛，其疆域東到帕米爾高原，西到扎格羅斯山脈。和此前所有見(jiàn)證了大國(guó)崛起的穆斯林君主一樣，伽色尼蘇丹也想要一幅反映遼闊領(lǐng)土的地圖，這樣的任務(wù)自然而然地落到了因博學(xué)而受到青睞的比魯尼的手上。此前，周游印度的比魯尼在旁遮普地區(qū)對(duì)太陽(yáng)高度角變化周期進(jìn)行了仔細(xì)的觀察和研究，提出了地球自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)以及地軸傾斜角的理論。接到任務(wù)后，比魯尼開(kāi)始了他的繪圖工作。他要面對(duì)的最大的挑戰(zhàn)是重新尋找地圖的基準(zhǔn)經(jīng)線。古典時(shí)代早期地圖的基準(zhǔn)都位于地中海東部，比如羅德島或亞歷山大港。伊斯蘭文明崛起后，倭馬亞和阿拔斯兩個(gè)王朝的首都都在巴格達(dá)，因此他們繪制地圖的基準(zhǔn)點(diǎn)自然選擇了巴格達(dá)。可是伽色尼王朝不同，雖然此時(shí)它盛極一時(shí)，但地中海東部和巴格達(dá)并不在其統(tǒng)治范圍內(nèi)，因此比魯尼必須在伽色尼的首都加茲尼城附近重新選定一個(gè)經(jīng)度，作為新的本初子午線。

可是加茲尼遠(yuǎn)離各大傳統(tǒng)文明的核心區(qū)，歷史上沒(méi)有留下其經(jīng)度的記載，于是測(cè)量加茲尼的經(jīng)度成為了繪制新地圖最關(guān)鍵的一步。比魯尼認(rèn)為，此時(shí)的伽色尼王朝是伊斯蘭文明的一面旗幟，首都加茲尼城是穆斯林世界的新中心，他要借此機(jī)會(huì)，把此前被人忽略的加茲尼地區(qū)融合進(jìn)已有的經(jīng)緯度體系網(wǎng)絡(luò)里。為了做到這一點(diǎn)，他派人分南北兩條路線，從巴格達(dá)前往加茲尼，記錄下各地之間的距離，以及各地的特定時(shí)間的太陽(yáng)高度角（可推出緯度），然后根據(jù)球面幾何和地球的半徑，就能以巴格達(dá)的經(jīng)度為標(biāo)準(zhǔn)，依次確定出從巴格達(dá)到加茲尼途徑中每個(gè)重要地點(diǎn)的精確經(jīng)度，最終得到加茲尼的經(jīng)度。

萬(wàn)事俱備，只欠東風(fēng)。此時(shí)他所需要的最后一個(gè)參數(shù)就是地球的半徑。在羅馬帝國(guó)時(shí)代，有人已經(jīng)在埃及測(cè)算過(guò)地球的周長(zhǎng)，但當(dāng)時(shí)所用的距離單位為“步”，和穆斯林所用的距離單位無(wú)法做到精確的換算。因此比魯尼需要自己重新求出地球的半徑。這談何容易，比魯尼為了找到這個(gè)方法而食不安寢。傳說(shuō)有一天，他登上了克什米爾的一座山峰，站在山頂眺望遠(yuǎn)方。陽(yáng)光下，山峰的陰影指向前方，而陰影盡頭的藍(lán)天下，微微彎曲的地平線映入了比魯尼的眼簾。他突然靈光一現(xiàn)，想出了一個(gè)利用山峰的高度，以及遠(yuǎn)眺視線之間的夾角，來(lái)測(cè)得地球半徑的方法。

比魯尼測(cè)算地球半徑的大致方法

他立即派人去尋找一座陡峭（容易測(cè)量高度）卻又可攀登，而且周?chē)袕V闊平原的山，最后，索爾特嶺（Salt Range）的一座高出周?chē)皆陌俣嗝椎纳椒灞贿x中（約在今巴基斯坦首都伊斯蘭堡以南120千米處的南達(dá)納要塞遺址附近）。然后，他用當(dāng)時(shí)已有的儀器測(cè)得了山的高度和不同眺望視線之間的角度，并以此求得地球半徑為6339.6千米，這只比今天通用的WGS84坐標(biāo)系的標(biāo)準(zhǔn)半徑少了17千米。根據(jù)這樣的數(shù)據(jù)，他測(cè)出了加茲尼城（以及加茲尼到巴格達(dá)之間一些重要城市）的經(jīng)度，并完成了一幅當(dāng)時(shí)在數(shù)學(xué)上最為精確的地圖。

后人復(fù)原的比魯尼地圖

此后的時(shí)間里，比魯尼根據(jù)他新測(cè)算出的地球半徑，去不停地修改前人們的記錄里關(guān)于各地地理坐標(biāo)的謬誤。在1037年，他意識(shí)到在亞洲以東、歐洲和非洲以西的海域?qū)嵲谑翘^(guò)寬廣了，從非洲最西端到中國(guó)最東海岸的整個(gè)歐亞非大陸的寬度，不到地球周長(zhǎng)的五分之二。于是他提出，在那里應(yīng)該有一片未知的大陸。這比哥倫布發(fā)現(xiàn)美洲早了四百多年。除此之外，他還是世界上第一個(gè)提出“比重”概念的人，這是他在進(jìn)行地圖測(cè)繪的過(guò)程中總結(jié)出來(lái)的，不過(guò)可惜的是他沒(méi)有對(duì)此進(jìn)行更深入的研究。雖然擁有了空前精確的地圖，伽色尼王朝的強(qiáng)盛期卻并沒(méi)有持續(xù)多久，很快就被新一代西亞霸主塞爾柱帝國(guó)所擊敗，然后江河日下，最終被古爾王朝所滅。不過(guò)，地圖繪制者比魯尼的成果持續(xù)影響著穆斯林世界，乃至之后啟蒙運(yùn)動(dòng)時(shí)代的歐洲。他成為了制圖學(xué)乃至地理學(xué)發(fā)展史上最重要的人物之一，也被譽(yù)為“真正開(kāi)啟了大地測(cè)量學(xué)（geodesy）之人”。