7世紀前期，世界局勢發(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力。經(jīng)過四大哈里發(fā)執(zhí)政時期的開疆拓土，阿拉伯人消滅了盛極一時的薩珊波斯，又對式微的拜占庭帝國進行了進一步打擊，到了8世紀初，進入了倭馬亞王朝的阿拉伯人已經(jīng)擁有了一個地跨歐亞非三洲的大帝國。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)。

倭馬亞王朝極盛時期形勢圖（8世紀初）

花拉子米與馬蒙地圖

阿拉伯人僅僅用了一個世紀，就從沙漠里的小部落發(fā)展成了當(dāng)時世界上最強大的帝國之一。在對外開拓的過程中，他們也不斷地吸收、學(xué)習(xí)周圍各個文明的文化和技術(shù)，以彌補自身的不足。當(dāng)倭馬亞王朝崛起之后，阿拉伯人開始集中引進周圍各國的知識、技術(shù)和思想。他們對古希臘和古羅馬的科學(xué)、哲學(xué)進行了針對自身情況的改良和套用，這對新生的伊斯蘭文明產(chǎn)生了決定性的影響，也對古典時期遺產(chǎn)在中世紀時期的傳承和保護做出了極大的貢獻。

阿拉伯人最早的地圖是軍事地圖，因為阿拉伯崛起的歷史就是一段軍事擴張的歷史，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，把世界簡化為一只鳥的形狀，鳥頭是中國，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越廣，他們對這只假想的世界鳥進行了調(diào)整，不過總體來說，在倭馬亞王朝時代，世界鳥就是阿拉伯人的地理知識框架。

8世紀中葉，阿拔斯王朝（黑衣大食）取代了倭馬亞。此時的阿拉伯帝國已經(jīng)基本完成了擴張，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，從而積累下來形形色色帶有不同民族風(fēng)格的知識和傳說，也從各地不同的文明那里學(xué)習(xí)了制作地圖的方法。比如來自印度人的數(shù)學(xué)和天文知識，讓阿拉伯人的地理學(xué)和制圖學(xué)從一開始就站上了一個較高的起點線。而拜占庭帝國則給阿拉伯人帶來了托勒密的制圖學(xué)著作，它們被中世紀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，加以認真地學(xué)習(xí)和鉆研。

阿拉伯人的早期地圖（斯特拉斯堡國家和大學(xué)圖書館）

阿拔斯王朝的第七任君主馬蒙（Al-Ma'mun）是一位科學(xué)愛好者，他擴建了巴格達圖書館，并夢想將世界上所有用其他文字書寫的知識全部都翻譯成阿拉伯文。他同時也是一個地圖控，雖然在位時間不長，卻有一項象征意義重大的“政績工程”——馬蒙世界地圖。他發(fā)動宮廷上下所有的學(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)他對科學(xué)（尤其是制圖學(xué)）的癡迷，還象征著他至高無上的權(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。

雖然這幅地圖沒能流傳至今，但從當(dāng)時人的描述中，我們可以想象出這幅地圖規(guī)模之大、內(nèi)容之詳細、繪制之精美，遠遠超出了中世紀歐洲的所有地圖。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誤，而這要歸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。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（斯特拉斯堡國家和大學(xué)圖書館）

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，尋找各個城鎮(zhèn)和其他地點的經(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“政績工程”做到盡可能的準確，花拉子米展開了一項“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)商旅和軍人們對不同地點間行走距離的記載，重新計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。他將這些新計算的坐標歸攏到一起，組成了一份列表，里面含有2402座城市的坐標列表，以及關(guān)于地形地貌的描述。

花拉子米地理坐標列表的手稿

在這份列表里，花拉子米修正了當(dāng)時被穆斯林視為權(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地中海大小的過高估計，托勒密認為地中海的東西跨度有63個經(jīng)度，而花拉子米經(jīng)過重新計算，認為它只有50個經(jīng)度，這與實際情況基本相符。他的努力讓馬蒙的地圖在正確性上遠超之前的任何世界地圖。雖然這幅地圖已經(jīng)在歷史長河中損毀，但馬蒙留下的地理坐標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。

不拘小節(jié)的巴爾希學(xué)派

花拉子米于850年去世，此時的阿拔斯王朝開始衰落，呼羅珊地區(qū)已脫離帝國，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求學(xué)，后來他一生的大部分時間都留在了那里。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地球氣候的劃分。在古希臘時期，亞里士多德根據(jù)緯度，將地球劃分為7個不同的氣候帶。包括花拉子米在內(nèi)的穆斯林學(xué)者將這7個氣候帶進行阿拉伯本土化，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)論終究無法達成廣泛的認可。于是，巴爾希召集了一大批有名的地理學(xué)家，一起來研究這個問題，希望能找到答案。

這些地理學(xué)家認為，這個問題之所以難以解答，是因為他們對阿拉伯的地理知識還缺乏足夠深入的認識。于是，他們開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。在這樣的動機之下，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節(jié)，而更多是以體現(xiàn)每個區(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世紀復(fù)制品，圖片：哥倫比亞大學(xué)）

標準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）、四張原屬拜占庭帝國區(qū)域的分省地圖、以及14個原薩珊波斯省份的分省地圖。每張分省地圖都有一頁左右的文字描述，它們記錄了每個省份的道路、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法像后來歐洲人發(fā)明的地圖冊那樣，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。這是因為巴爾希學(xué)派對投影、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確，導(dǎo)致無法拼接，這不能不說是個遺憾。

這些地圖在設(shè)計上都非常幾何化，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、星形等簡單幾何形狀，這和中世紀歐洲的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)派這樣畫圖的目的和宗教無關(guān)，而是為了刪繁就簡、突出主題。他們認為省略不必要的細節(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世紀里不斷地被各個穆斯林國家所復(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)在制圖中的運用，但同為穆斯林的比魯尼（Al-Biruni，973－1048）卻正好相反，他對用數(shù)學(xué)方法來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。他出生的時候，原來被阿拉伯人占領(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。比魯尼年輕時曾先后游歷多國，并以其淵博的學(xué)識得到了這些國家君主的禮遇。1017年，伽色尼王朝的蘇丹把比魯尼招進了宮中，讓其擔(dān)任宮廷學(xué)者。不久之后，伽色尼向印度擴張，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，從此他對天文和地理產(chǎn)生了濃厚的興趣——尤其是對經(jīng)緯度的準確測量。

比魯尼的畫像

在1030年前后，伽色尼王朝達到極盛，其疆域東到帕米爾高原，西到扎格羅斯山脈。和此前所有見證了大國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)對太陽高度角變化周期進行了仔細的觀察和研究，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，比魯尼開始了他的繪圖工作。他要面對的最大的挑戰(zhàn)是重新尋找地圖的基準經(jīng)線。古典時代早期地圖的基準都位于地中海東部，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王朝的首都都在巴格達，因此他們繪制地圖的基準點自然選擇了巴格達。可是伽色尼王朝不同，雖然此時它盛極一時，但地中海東部和巴格達并不在其統(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經(jīng)度，作為新的本初子午線。

可是加茲尼遠離各大傳統(tǒng)文明的核心區(qū)，歷史上沒有留下其經(jīng)度的記載，于是測量加茲尼的經(jīng)度成為了繪制新地圖最關(guān)鍵的一步。比魯尼認為，此時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，他要借此機會，把此前被人忽略的加茲尼地區(qū)融合進已有的經(jīng)緯度體系網(wǎng)絡(luò)里。為了做到這一點，他派人分南北兩條路線，從巴格達前往加茲尼，記錄下各地之間的距離，以及各地的特定時間的太陽高度角（可推出緯度），然后根據(jù)球面幾何和地球的半徑，就能以巴格達的經(jīng)度為標準，依次確定出從巴格達到加茲尼途徑中每個重要地點的精確經(jīng)度，最終得到加茲尼的經(jīng)度。

萬事俱備，只欠東風(fēng)。此時他所需要的最后一個參數(shù)就是地球的半徑。在羅馬帝國時代，有人已經(jīng)在埃及測算過地球的周長，但當(dāng)時所用的距離單位為“步”，和穆斯林所用的距離單位無法做到精確的換算。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方法而食不安寢。傳說有一天，他登上了克什米爾的一座山峰，站在山頂眺望遠方。陽光下，山峰的陰影指向前方，而陰影盡頭的藍天下，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)，想出了一個利用山峰的高度，以及遠眺視線之間的夾角，來測得地球半徑的方法。

比魯尼測算地球半徑的大致方法

他立即派人去尋找一座陡峭（容易測量高度）卻又可攀登，而且周圍有廣闊平原的山，最后，索爾特嶺（Salt Range）的一座高出周圍平原四百多米的山峰被選中（約在今巴基斯坦首都伊斯蘭堡以南120千米處的南達納要塞遺址附近）。然后，他用當(dāng)時已有的儀器測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坐標系的標準半徑少了17千米。根據(jù)這樣的數(shù)據(jù)，他測出了加茲尼城（以及加茲尼到巴格達之間一些重要城市）的經(jīng)度，并完成了一幅當(dāng)時在數(shù)學(xué)上最為精確的地圖。

后人復(fù)原的比魯尼地圖

此后的時間里，比魯尼根據(jù)他新測算出的地球半徑，去不停地修改前人們的記錄里關(guān)于各地地理坐標的謬誤。在1037年，他意識到在亞洲以東、歐洲和非洲以西的海域?qū)嵲谑翘^寬廣了，從非洲最西端到中國最東海岸的整個歐亞非大陸的寬度，不到地球周長的五分之二。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提出“比重”概念的人，這是他在進行地圖測繪的過程中總結(jié)出來的，不過可惜的是他沒有對此進行更深入的研究。雖然擁有了空前精確的地圖，伽色尼王朝的強盛期卻并沒有持續(xù)多久，很快就被新一代西亞霸主塞爾柱帝國所擊敗，然后江河日下，最終被古爾王朝所滅。不過，地圖繪制者比魯尼的成果持續(xù)影響著穆斯林世界，乃至之后啟蒙運動時代的歐洲。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，也被譽為“真正開啟了大地測量學(xué)（geodesy）之人”。