第一节 伊斯兰天文学的历史轨迹与内容

伊斯兰天文学源远流长。早在伊斯兰教产生之前，生活在沙漠地带的阿拉伯原住民就已经具有观测太空的传统和一些基本的天文知识。他们习惯靠星辰来断定游牧和旅行的方向，而对恒星和行星的运行也具备一定的认识。不过，上述技能和认识还比较初步。伊斯兰天文学产生于阿拉伯人建立的伊斯兰帝国。它是在广泛吸收古代印度和古代希腊相关成就，并融汇阿拉伯半岛及波斯古代天文、星占学知识的基础上，由帝国的天文学家建立起来的。伊斯兰天文学大体经历三个重要时期，各时期都有不同的成就。

一 起步和准备时期

从穆罕默德创教到伍麦叶王朝统治的结束（公元610—750年）。此时期伊斯兰天文学处于起步和为日后发展准备的时期。这样一个时期，首先得到关注的问题是与宗教生活密切相关的伊斯兰教历。在前伊斯兰时代，阿拉伯流行的是一种太阴历，它是以12个朔望月为1年。如此则与太阳回归年难以同步而导致与季节变化脱节。为解决这一问题，即采取在适当时候外置一闰月来加以调整。可是伊斯兰教的创立者穆罕默德反对这样置闰，倡导和推行一种纯阴历。如在《古兰经》和《圣训》中，都可以看到先知在这一问题上，他是有所坚持、且一再重申有关原则的。

依真主的判断，月数确是十二月。真主创造天地之日，已记录在天经之中（9∶36）[1]

又，艾卜·胡赖腊有如下表述。

穆圣说：“我们属于文盲，不会写，也不会算。计月份是这样的，这样的，这样的（三次出示双手，意即一月为三十天）；计月份是这样的，这样的，这样的（第三次出示双手时，缩回了一个拇指，即二十九天）”。

综合上面所引，先知倡导的编制历法的基本原则是：依照月亮的圆缺计月，大月30天，小月29天，一年12个月。不过，仅有这些原则，自然还是不能保证编制出一种合理、科学的历法。首先，即使以月亮的圆缺，也即以月球绕地球公转计月，其一月的时间应是29日12时44分3秒，全年历时354日8时48分33.6秒。如此若一太阴年以354日计，则所余8时许积至3年就多出1日。所以，必须考虑设置闰日，方可避免与月亮的实际运行情况脱节。其次，任何历法都有它的起算点，也就是历元，纯阴历的伊斯兰教历自然不能例外。鉴于上述情形，伊斯兰学者逐步解决了这些问题。对于置闰，伊斯兰教学者以30年为周期，设置平年（354日）和闰年（355日）。于第2、5、7、10、13、16、18、21.26、29年计11年为闰年，其余19年为平年。所谓闰年就是于该年的12月末加1日。而关于历元，最终做如下规定：公元622年9月24日，穆罕默德率众由麦加迁往麦地那，为纪念这一伊斯兰教史上意义非凡的“迁徙”“出走”（阿拉伯音译为“希吉来”），第二任哈里发欧麦尔规定，把“希吉来”定为纪元年号。为沿袭太阴年传统，又把迁徙实际日期提前两个月零几日，使得希吉来纪元元旦和太阴历元旦相符合。将该年阿拉伯太阴历岁首（公元622年7月16日）定为伊斯兰教历元年元旦。按照我国历史纪年，伊斯兰教历元年元旦，相当于唐高祖武德五年（壬午）六月初三（癸丑）日。至此，纯阴历的伊斯兰教历基本确定。

需要注意的是，此后文献中所见的伊斯兰历法，远比上述介绍的要复杂、丰富得多。除推算纯阴历的伊斯兰教历必要的数据和方法外，还融入了太阳历的因素，特别是还包括推算日月及五大行星运行位置的若干数据及方法等，甚至若干星表等内容。鉴于日月及五大行星位置的观测推算及恒星星表等因素较为后起，这里仅稍稍涉猎一下伊斯兰历法中的太阳历因素。

伊斯兰历法中的太阳历因素，被称为“宫分年”，又称为“宫分历”，其实际上是黄道十二宫的一种应用。作为人类识别、划分星空的一种方法，黄道十二宫起源甚早，可能产生于两河流域的古巴比伦，后来流传于希腊、印度和阿拉伯。以太阳为中心，地球绕太阳旋转经过的轨迹称为黄道。黄道被等分为十二段（每段占居30°的宽度），并以代表性的星座命名，即白羊、金牛、双子、巨蟹等十二宫。从历法上来看，黄道十二宫的划分，本身就是一种太阳历。从春分点起算，太阳在黄道带上视运动每经过30度为一宫，其实也就是一个太阳月。视运动每完成360度，也就是一个太阳年，相当于365日5时48分许。如上所述，纯阴历的伊斯兰教历，一年仅有354或355天。因不置闰月之故，就完全与太阳年，特别是与一年的季节变化完全脱节。为解决这样的问题，伊斯兰历法便将黄道十二宫因素引入，借助黄道宫度确定季节，以此形成太阳年法，即宫分年。至于这种因素何时加入，具体有着怎样的历史过程，文献中似不存在明确、一致的说法。有人认为是吸收了古代波斯伊嗣侯太阳历，历元为公元632年6月16日。宫分年的前6个月中，除4月为32天外，其余都是31天；在后6个月中，除9、10两个月为29天外，其余都是30天。平年365天，历128年置闰31次。逢闰之年，增加一闰日于双鱼宫（十二月）之末，为366日。

综合来看，伊斯兰历法两种年法即月分年和宫分年，其功能明显不同，月分年即伊斯兰教历，主要用于安排宗教生活和计时记事；宫分年即太阳历部分，则在于明确季节变换，用于安排经济生活。

正统哈里发和伍麦叶王朝时期（公元632—750年），伊斯兰天文学的贡献，自然不止创立了月分历和宫分历的伊斯兰历法。事实上，即使看起来较为简单的伊斯兰教历，也有它复杂和难于操作的一面。这主要体现在伊斯兰教历九月（称“斋月”，或按音译名为“莱麦丹月”）的起、终点的安排上，它主要不是依据推算而是实际观测。这是《古兰经》和先知确定的原则。

艾布·胡莱勒传述，穆圣说：你们且莫封斋，直至看见新月；你们也不要开斋，直到新月再现。倘若新月被云掩蔽，你们当进行推算，也就是说，你们要算足三十天。（《圣训》）

（真主说）他们询问新月的情状，你说：新月是人事和朝觐的时计。（《古兰经》2∶189）

除了斋月的起、终点需要实际观测外，对于穆斯林来说，确定每日祈祷的时刻及各地清真寺的朝向，也需要开展天象观测或辅助于具体的推算等，也就是说，从伊斯兰教创立之日起，在教历外，穆斯林实际上已涉及更为广泛的天文学问题。伊斯兰经典中的有关经文于此恰恰可以激发和鼓励教徒去开展这方面的探讨和研究。

天地的创造，昼夜的轮流，利人航海的船舶，真主从云中降下雨水，借它而使已死的大地复生，并在大地上散布各种动物，与风向的改变，天地间受制的云，对于能了解的人看来，此中确有许多迹象。（2∶164）

他曾以太阳为发光的，以月亮为光明的，并为月亮而定列宿，以便你们知道历算。真主只依真理而创造之，他为能了解的民众而解释一切迹象。（10∶5）

昼夜的轮流，以及真主在天地间所造的森罗万象，在克己的民众看来，此中确有许多迹象。（10∶6）

你们要观察天地之间的森罗万象。（10∶101）

我确已在天上创造了（十二）宫，我为观察者而修饰了天空。（15∶16）

日、月是依定数而运行的。（55∶5）

既然真主“依真理”创造的星空潜藏着种种“迹象”和“定数”，信徒自然就难以抑制寻求、探索的渴望和热情。何况，伊斯兰教总是大力贬斥愚昧，倡导人们去追求知识和智慧：例如，“据真主看来，最劣等的动物确是那些装聋作哑，不明真理的人”（8 ∶22）；又如，“他以智慧赋予他所意欲的人；谁禀赋智慧，谁确已获得许多福利。唯有理智的人，才会觉悟”（2 ∶269）。这些经文都号召人们学习知识、追求智慧、探索真理，而天文现象、宇宙奥秘，自然也属于知识、智慧和真理。文献记载也表明，早在伍麦叶王朝时期，穆斯林对域外典籍的翻译已经起步，如哈里发穆阿威叶的孙子哈立德·叶基德就曾让生活在叙利亚、埃及一带的精通阿拉伯语的基督教徒，将有关医学、炼金术和星相学的希腊文、古叙利亚文和科普特文的著作翻译成阿拉伯文。[2]

二 翻译引进、打造辉煌时期

时间大体与阿拔斯王朝的历史相始终（公元751—1258年）。尽管伊斯兰天文学在正统哈里发和伍麦叶王朝时期已经起步，但也正如历史表明的那样，那时穆斯林忙于军事征服以及缔造帝国版图和推行伊斯兰教，对有关天文学成果的传承、学习（主要表现为对相关文献的引进、翻译）尚无系统，没有计划，仅出于个人自愿，因而成效不大。事实上伊斯兰天文学真正的发生、发展，正是从翻译、引进有关成果这一最基础性的工作开始的。在伊斯兰文化史上，正式的、大规模的翻译运动，发生于公元8世纪中期到9世纪中后期的一百多年间，此即著名的“百年翻译运动”：

自公元750年到900年的近200年间，阿巴斯王朝以阿拉伯人特有的一种民族心态，即对古代文明的嗜好以及对被征服地区人民的风俗习惯和文化知识的吸纳战略，使穆斯林成为希腊古典学术思想的继承者，成为“整个中世纪时期高举文明火炬的人物”[3]。

总之，军事征服后的社会安定，经济繁荣，哈里发及伊斯兰社会高层的大力倡导，帝国上下翻译典籍、研究学问，一时争先恐后，形成风气。

翻译、引进的文献，分别来自印度、波斯、叙利亚和希腊等，这里也只能略举其要，如公元771年，易卜拉欣·法萨里（Ibrāhīm Fazāri）将印度的一篇题名为《西德罕塔》[Siddhānta，阿拉伯译名是《信德欣德》（Sindhind）]的天文学论文译为阿拉伯语，就立即被学者当作范本。不久之后，波斯萨珊王朝时代编纂的《帕莱维历表》（Pahlawi zij）也被译出。希腊的成分，虽然在最后加入，却是最重要的成分[4]。托勒密（Ptolemy）的《四部集》《天文大集》、亚里士多德的《逻辑学》和欧几里得的《几何原本》等，都不仅译出，而且有了重译本甚至注释本。

翻译赢来了学术，“古代名著译成阿拉伯语后，在几个世纪期间，由阿拉伯人的智力加以重大改变，增加了许多新颖的贡献”[5]。以致“哪些是翻译的，哪些是创作的，要想划一条分界线，往往是划不清楚的”[6]。综合来看，阿拔斯王朝时期，伊斯兰学者在天文学领域的主要贡献是以下四个方面。

（一）对托勒密体系的修正和补充

托勒密是古代希腊天文学的集大成人物。科学史家认为：“对中世纪的阿拉伯和拉丁文明来说，《至大论》就成为无与伦比的、令人敬畏的遗产；对于他们的天文学家来说，托勒密这位先辈简直就是高山仰止。”[7]不过，敬畏、崇拜并不能阻止人们追求真理的脚步，即使最优秀的成果也一定存在缺陷，可以改进和发展。进入阿拔斯王朝时代，帝国各地建起大型天文台，天文学家们使用精密的仪器，通过认真观测，深入研究，对托勒密体系展开修正和补充，显示出伊斯兰天文家继往开来的活力和勇气。其中哈里发麦蒙统治时期（公元813—833年），对天体运动进行系统的观测，校正了托勒密《天文大集》里的黄道斜角、二分点的岁差和岁实等[8]。同时，包括花剌子密（Abū‘Abdallāh Muhammad ibn Mūsā al-Khwārizmi,780-850）在内的天文学家还精密地测量过地球子午线一度之长，并据此推算地球的体积及圆周[9]。白塔尼（Muhummad al-battani，约858—928）的观测和研究，在订正托勒密许多错误的同时，修正了太阳轨道和某些行星轨道的计算方法，证明太阳环食的可能性，更正确地确定了黄道斜角，提出决定新月可见度的独创理论[10]。比鲁尼（Bīrūni,973-1050）讨论了地球以地轴为轴而自转的问题，而且对地球的经度和纬度做出了精密测定[11]；塞尔柱克王朝素丹哲拉勒丁·麦里克沙（1072—1092年在位）执政时，精密地测定了回归年的长度等，并据此测定对现行历法做出重要改革[12]。西班牙后伍麦叶王朝时期的天文学家宰尔嗄里（Zarqāli，约1029—约1087），与一些穆斯林和犹太教徒合作，开展观测和研究，经过长期测定，得出较为理想的太阳远地点在黄道上的运动值[13]。

上所举仅荦荦大者，而事实上，对托勒密体系的修正和补充，是中世纪整个伊斯兰天文学的重要内容。

（二）完成一批重要的天文学著作

这方面的成就，不胜枚举。这里略提数种，以见一斑。例如，《花剌子密历表》是伊斯兰天文学史上较早的一个历表。撰成一个半世纪以后，西班牙天文学家麦只里帖（? —约1007）曾加以校正，成为东西各种历表的蓝本；苏非（? —986）的《恒星集》被誉为伊斯兰“观测天文学上的一部杰作”[14]，书中给有关的星图画出了星等。比鲁尼《古代遗迹》讨论了古代各国人民的历法和纪元。埃及的伊本优努斯（? —1009）《哈基木天文表》，计算理论、方法和数据俱全，汇编了自829年至1004年间阿拉伯天文学家和他本人的许多观测记录。西班牙的宰尔嗄里等，编制《托莱多天文表》，其中有仪器的结构和用法的说明，并以椭圆形的均轮代替水星轮，兴起了反托勒密思潮。

上述撰述及其他未提到的更多的论著，既是对域外相关成果的继承，也是在伊斯兰文化土壤中的发展创新，还为同时代和后来人的进一步开拓、研究竖起路标和丰碑，在伊斯兰天文学史上具有重要地位。

（三）对天文计算方法的贡献

正确、先进的数学方法的运用，是天文学取得进步的关键之一。伊斯兰天文学、星占学十分重视数学方法的应用，以至于有学者将这一点视为“伊斯兰天文学家常见的通病：缺乏观测。他们致力于将数学应用于天文学，但他们的工作场所经常是书房而不是开放的天空”[15]。无论如何，伊斯兰天文家在此方面取得不少进展。他们已知二次方程有两个根，会运用曲线图解高次方程。在继承印度的遗产中，有最重要的发展是三角学。以致有人认为“正如代数学和解析几何学一样，三角学大部分是阿拉伯人创立的”[16]。伊斯兰学者深入探讨了平面三角形和球面三角形。白塔尼提出了今天用的三角比的许多初步概念；伊本·优努斯用正交投影的方法解决了许多球面三角学的问题。

其实，将印度算术及数字（包括零号），特别是后者引入阿拉伯，成为著名的“阿拉伯数字”，也可算得上是穆斯林的一项特殊贡献。由于这一套数字的应用，对天文计算方法的改进和推动作用，是无法估量的。

（四）观测设备、仪器的创造，特别是星盘的改良

观测设备、仪器方面，伊斯兰天文家最初所使用的，是小型和便携式的。后来随着对观测精度要求的提高，则寻求对大型、固定仪器的建造，其中就有扬名于世的大型天文台的兴起。它们一般是受到君主和有势力者的赞助，所以往往资金雄厚，仪器（如象限仪、星盘、日晷仪、天球仪和地球仪等）完备，工作团队庞大。

星盘被认为是一种“用途广泛而且便于观测和计算的仪器”[17]，它的出现可以追溯到古代希腊，在伊斯兰世界得到改良而臻于完备。其基本原理是将天球坐标投影到圆盘形的平面上。仪器的基本部件是一黄铜圆盘，圆盘背面设置一个可以围绕圆盘中心轴旋转的观测条。只需简单地将此装置悬挂起来，这样它就垂直竖立了，沿着观测条看并让观测条指向要测量的天体，就可以在圆盘边沿的刻度上读出该天体的地平高度。星盘的正面是一个计算装置，包括天球和当地坐标系统，使用者可以由此测量天体的位置[18]。另外，星盘还有测定每天的时间（此功能类似今日的时钟）、指示某个天文事件发生的时刻等用途。科学史家指出：“在伊斯兰和基督教的中世纪，星盘对于天文学、星占学、星占医学来说，都是基本的仪器。”[19]

三 蒙古人统治下的后续发展时期

1258年，阿拔斯王朝在蒙古大军的围攻之下寿终正寝，伊利汗国在伊斯兰帝国的废墟上建立起来，伊斯兰天文学在蒙古统治者的支持下获得继续发展。旭烈兀“迷恋星占学”，从1259年始，在大不里士城南马拉加（在今伊朗北部）动工建造大型天文台，台上安置许多先进仪器，工作人员包括来自中国[20]、西班牙在内学者，由担任首相职务的著名天文学家纳速剌丁·图西（Nasir al-Din al-Tusi,1201-1280）主持。天文台用十多年的时间，完成了一部《伊儿汗历数书》（Zij Il-Khānī），测定岁差常数为每年51″[21]，相当准确。纳速剌丁还以一个球在另一个球内的滚动，来解决行星的视运动，他对三角学的研究也很有成绩。

伊利汗国灭亡之后一百年，帖木耳帝国君主乌鲁伯格（Ulūgn Beg,1394-1449）在撒马尔罕（今乌兹别克境内）建立天文台，此天文台最大的成就是对1000多颗恒星进行长时间的位置观测，并在此基础上编成《新古拉干历数书》（后世称之为《乌鲁伯格天文表》）。这份成果被认为达到当时世界上的最高水平，成为中世纪重要的星表之一[22]。