說到元朝，我們會馬上意識到它軍力的強盛，地域的寬廣，這些方面在當時可以說都是處于世界超級地位的。但很少有人注意到當時元朝科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平。從科技水平發(fā)達程度的角度說，中國歷史上沒有任何朝代達到像元朝那樣的居于世界領(lǐng)先集團之列的水平或程度。

元朝的科學(xué)技術(shù)取得很高的成就，其中天文學(xué)、數(shù)學(xué)等都居于當時世界先進地位。此時，領(lǐng)先于世界的阿拉伯與波斯科學(xué)技術(shù)傳入中國，原因恐怕在于元朝的帝國有實力征調(diào)大批阿拉伯、波斯等地的科學(xué)、技術(shù)精英前來中國。這些精英掌握著當時世界上最先進的科學(xué)技術(shù)，他們大多是伊斯蘭教徒。這些伊斯蘭教徒和其他先前來華穆斯林一道，與中國其他一些民族經(jīng)過長時間的融合，遂形成一個新的民族——回回?；鼗匕寻⒗c波斯甚至希臘與羅馬的天文、數(shù)學(xué)、化學(xué)、地理、醫(yī)學(xué)、文學(xué)、哲學(xué)、歷史等各方面知識在中國加以傳播和介紹，其中尤以天文、數(shù)學(xué)等科技圖書最多。

應(yīng)該說這些人類文明成果，尤其是一些自然科學(xué)技術(shù)知識出現(xiàn)在元朝時期的中國，具有特別的意義。因為幾千年來，中國在傳統(tǒng)上一貫推崇“學(xué)而優(yōu)則仕”及“重文章輕科技”的思想，例如締造天府之國的李冰父子，遠遠無法與孔孟、朱熹等思想家或理學(xué)家，以及蘇軾之類的文學(xué)家相提并論。但是這種狀況在元朝卻有所不同。元朝重視自然科學(xué)的發(fā)展，其發(fā)展狀況也是歷朝歷代所不具備的，由于元代高度鼓勵貿(mào)易的自由及其特殊的超大疆域，所以形成了一類特殊的科學(xué)家隊伍，這支隊伍與中國本土的科學(xué)家一起把元代的科技水平推向了世界的頂峰。所以，我們應(yīng)該把重點放在這些鮮為人知的外來支援者身上。

元朝的天文學(xué)具有濃厚的“吸收”色彩，但是可以肯定地說，在元朝，天文學(xué)方面的科學(xué)技術(shù)造詣是世界水平的。元世祖忽必烈在尚未登基之前，就征招“回回”為星學(xué)者。他們翻譯及帶來諸如托勒密的《天文大集》，伊本·優(yōu)努斯的《哈基姆星表》等天文學(xué)著作。這些在當時都是世界上比較先進的天文圖書，他們的引進讓中國研究天文學(xué)的科學(xué)家們開闊了眼界，給中國天文學(xué)帶來了活力。

公元1260年，元朝仿造金人的舊制，設(shè)立司天臺。1271正式設(shè)立回回司天臺，1312年設(shè)立回回司天監(jiān)。后來還任用了一大批以札馬剌丁為代表的天文學(xué)家管理此類工作。札馬剌丁等一批天文學(xué)家先后在這里工作，為中國天文歷算的完善和發(fā)展做出了巨大的貢獻。這些天文學(xué)家們不僅帶來或使用一批先進的天文儀器（主要來自阿拉伯及波斯），而且還設(shè)計并制造了許多先進的天文儀器。札馬剌丁自己制作的天文儀器有多環(huán)儀、方位儀、斜緯儀、平緯儀、天球儀、地球儀，觀象儀等7種。這些儀器，當時在世界上是罕見的。研究科學(xué)史的英國李約瑟博士在談及地球儀時說:“除公元前2世紀馬洛斯的克拉特斯古地球儀外，沒有比馬廷·貝海姆1492年的紀錄更早的人。”可是札馬剌丁的地球儀卻誕生于1267年，比馬廷·貝海姆的記錄整整早了225年。

札馬剌丁的地球儀是球狀的，體現(xiàn)了寰球這一科學(xué)概念與設(shè)想。這無疑對中國傳統(tǒng)的“天圓地方”觀念進行了勇敢的否定，這可以與當時布魯諾提出的觀點相提并論，只不過布魯諾沒有札馬剌丁幸運，他最終被當時統(tǒng)治歐洲的教廷燒死。這與當時元朝寬松的科技政策是沒法比的。

這時，我們本土的科學(xué)家，在天文學(xué)方面，也是成績斐然。天文學(xué)家郭守敬設(shè)計、制造了簡儀、仰儀和圭表等天文儀器，比丹麥人第谷的同樣的儀器要早300年。同時，他主張以實際觀測為依據(jù)，在全國各地建立了規(guī)模龐大的天文監(jiān)測網(wǎng)。另外，郭守敬還設(shè)計、制造了大型計時儀器——七燈漏，該儀器是反映中國古代計時機械制造技術(shù)水平的代表作。在歷法方面，札馬剌丁依照阿拉伯歷法編制有《萬年歷》；而王恂與郭守敬等合作，在反復(fù)學(xué)習(xí)、稽考《哈基姆星表》及其他資料的基礎(chǔ)上，于公元1280年編制完成一部著名的歷法——《授時歷》。在編撰《授時歷》的工作中，王恂負責(zé)推演計算，郭守敬負責(zé)實際觀測和制作儀器。《授時歷》以365.2425天為一年，與地球繞太陽一周的實際時間只有26秒的差距，其準確程度相同于現(xiàn)行公歷，自元以來一直延續(xù)使用了約360年。

在數(shù)學(xué)方面，元朝也是其發(fā)展的黃金時期。中國人使用阿拉伯數(shù)字是從元朝開始的。這些美妙的數(shù)字是元朝時期來華穆斯林數(shù)學(xué)家贈與我們的禮物。1957年，在西安元代安西王府遺址中，考古隊員發(fā)現(xiàn)5塊鑄有阿拉伯數(shù)字的鐵塊，其中4塊出土?xí)r夾在鑿刻整齊的兩塊方石中。經(jīng)研究，這是用阿拉伯數(shù)字排列的六六幻方，其縱、橫、對角線的數(shù)字之和為“111”。上述遺跡是1273年修建安西王府時，作為奠基埋藏的。

元朝是繼兩宋后中國數(shù)學(xué)躋身于世界水平的黃金時期。中國數(shù)學(xué)家不但繼承、超越了以往的數(shù)學(xué)成就，而且眾多來華穆斯林數(shù)學(xué)家將先進的數(shù)學(xué)知識傳入中國，使中國的數(shù)學(xué)研究在元朝有了質(zhì)的飛躍。公元1280年，元代數(shù)學(xué)家及天文學(xué)家王恂與郭守敬等制訂《授時歷》時，不但列出了三次內(nèi)插公式（“招差法”），還使用“垛壘、招差、勾股、弧矢之法”進行縝密計算，其中將穆斯林數(shù)學(xué)家發(fā)明的弧三角法應(yīng)用于割圓術(shù)獲得“弧矢割圓術(shù)”（即球面直角三角形解法）最為稱奇。

公元1303年，《四元玉鑒》問世。其作者數(shù)學(xué)家朱世杰將“天元術(shù)”推廣為“四元術(shù)”（四元高次聯(lián)立方程），并提出“消元”的解法；歐洲則在1775年才由法國人別朱提出同樣解法。另外，一般認為歐幾里德的《幾何原本》，是明朝的徐光啟在意大利人利瑪竇的幫助下翻譯并引進中國的，但是有學(xué)者認為，在此前的元代，此書已經(jīng)被來華的穆斯林人帶到中國。也許，在知道這些之前，一個游牧民族統(tǒng)治下的中國，自然科學(xué)發(fā)達到如此程度是不敢想象的。但歷史就是這樣讓一些不可思議一次次地發(fā)生，這才吸引著無數(shù)愛好者來探尋它的偉大魅力。