Tiede keskiajan islamilaisessa maailmassa

Tiede keskiajan islamilaisessa maailmassa tarkoittaa islamilaisen sivilisaation maissa suunnilleen vuosien 800–1500 välillä tapahtunutta tieteellistä toimintaa. "Islamilainen maailma" on käsitteenä väljä, sillä 700 vuoden aikana esiintyi keskenään hyvin erilaisia islamilaisia valtakuntia. Tiedemiehet olivat enimmäkseen persialaisia eivätkä arabeja, he edustivat muitakin uskontoja kuin islamia, ja tiedettä harjoitettiin arabian ohella monilla kielillä, kuten persiaksi, hepreaksi tai turkiksi. 
Islamilainen abbasidikalifaatti, pääkaupunkina Bagdad, nousi tieteenharjoituksessa maailman kärkeen 800-luvulla. Kehitys alkoi 700-luvulla antiikin kreikkalaisen kirjallisuuden käännösliikkeenä, mitä seurasi uutta luova toiminta. Kirjojen kääntämistä rahoitti koko arabivaltakunnan yläluokka. Sitä seurannut tieteiden suosiminen jatkui satoja vuosia ja levisi koko islamilaiseen maailmaan. Abbasidikalifaatti alkoi sirpaloitua jo 800-luvulla. Tiede löysi kuitenkin uusia suojelijoita esimerkiksi fatimidien Kairossa, umaijadien Córdobassa ja mongolihallitsijoiden Maraghassa ja Samarkandissa. Kulta-aika alkoi kääntyä laskuun 1100-luvulla, mutta sen vahvimmilla aloilla eli matematiikassa ja tähtitieteessä Eurooppa meni islamilaisen maailman ohi vasta 1400-luvulla. 
Islamilaisen maailman pitkästä johtoasemasta tieteessä on tullut muslimien ylpeydenaihe. Liikkeellä on siksi paljon liioittelua ja myös väärää tietoa. Keskiajalla tieteiden kehitys oli hidasta eikä johtoasema tarkoittanut mitään valtavia edistysaskeleita. 
Alku käännösliikkeessä.
Filosofian ja tieteen nousu abbasidikalifaatissa 700-luvun lopulla ei johtunut islamista tai Koraanista vaan siitä, että Persian Mervistä valtaan nousseet arabialaiset abbasidit alkoivat esiintyä Persian sassanidikuninkaiden perillisinä, jotta heitä ei pidettäisi ulkopuolisina valloittajina. Persian valtauskontoon eli zarathustralaisuuteen kuului ajatus, että kaikki viisaus oli kerran koottu Zarathustran kirjoittamaan Avestaan. Aleksanteri Suuren valloitettua Persian tämä tieto oli hajonnut maailmalle. Sassanidikuninkaat olivat ottaneet tehtäväkseen koota Avesta uudelleen ja alkoivat siksi etsiä kadonnutta tietoa muun muassa kreikkalaisesta tieteellisestä kirjallisuudesta, jota kuninkaat antoivat kääntää pahlaviksi. 
Bagdadin kalifit ryhtyivät jatkamaan tätä alun perin zarathustralaista käännösprojektia ensin poliittista syistä, mutta pian myös tarkoituksena itsessään. Kalifin hovista käännöstoiminnan rahoittaminen siirtyi koko varakkaan yläluokan harrastukseksi. Toimintaa kesti pari sataa vuotta, kunnes käytännössä lähes kaikki käsiin saatu kreikkalainen tieteellinen kirjallisuus oli käännetty. Alkuvaiheessa kirjoja käännettiin kreikasta syyriaksi ja pahlaviksi ja myöhemmin kreikasta ja näistä kielistä arabiaksi. Kirjoja käännettiin myös uudelleen paremman tuloksen saavuttamiseksi. Kääntäjät olivat pääasiassa kalifaatissa eläneitä nestoriolaisia kristittyjä, jotka osasivat sekä kreikkaa että arabiaa. Samalla he loivat arabian kieleen sen tarvitseman tieteellisen sanaston. Arabiaksi käännettynä antiikin kreikan tieteellinen kirjallisuus antoi sysäyksen kehittää tieteenaloja edelleen.
Yleisen uskomuksen mukaan antiikin kreikkalainen kirjallisuus siirtyi arabien käännösliikkeen ansiosta myös Eurooppaan ja säilyi ainoastaan näin häviöltä. Todellisuudessa eurooppalaiset käänsivät antiikin klassikot jo keskiajalla suoraan kreikasta, vaikka käytössä oli myös arabian kautta saatuja käännöksiä. Suurin osa kreikkalaisesta kirjallisuudesta hankittiin eri keinoin Bysantista eikä arabeilta.
Perintö.
Islamilainen maailma säilytti puoli vuosituhatta johtoasemansa tieteenharjoituksen alalla. David C. Lindbergin mukaan sitä osittain selitti islamilaisen maailman heterogeenisuus, sillä se oli jakautunut moniin valtiollisiin, kulttuurisiin ja kielellisiin alueisiin. Näin tieteenharjoitus pääsi jatkumaan vaikka jossakin sen ylle olisi kasautunut esteitä. Vaikka tieteen nousu islamilaisessa maailmassa oli historiallisesti merkittävää, sen arvoa suhteellistaa se, että kehitys ei johtanut suuriin läpimurtoihin. Tieteenharjoituksen tulokset eivät kasautuneet ja johtaneet samanlaiseen tieteellis-tekniseen vallankumoukseen kuin Euroopassa, vaan toiminta kuihtui lopulta yksittäisten tiedemiesten esiintymiseen. Suuri osa uudesta tiedosta vaipui unohduksiin tullakseen löydetyksi vasta nykyaikana. 
Sonja Brentjes toteaa, että islamilaisen maailman tutkijat tekivät uusia keksintöjä varsinkin matematiikassa. Nekin ovat jättäneet jälkensä vain koulumatematiikan perusteisiin, missä tosin nykyinen kirjoitustapa poikkeaa arabialaisten, persialaisten tai turkkilaisten käsikirjoitusten käyttämistä keinoista. Erääksi kehityksen jarruksi islamilaisen maailman matematiikassa jäi ongelmien esittäminen ainoastaan sanallisesti. Lisäksi peruslähtökohdat osoittautuivat usein vääriksi, kuten astrologiassa ja alkemiassa. Myös ptolemaiolainen maailmankuva osoittautui lopulta vääräksi, samoin kreikkalaisilta peritty lääketieteen humoraalioppi. 
Tieteellisen vallankumouksen avainasiana oli matematiikan yhdistäminen kokeelliseen, luonnontieteelliseen tutkimukseen. Nämä seikat liitetään Galileo Galilein työhön 1600-luvulla, mutta tässä hänen varhaisia edeltäjiään olivat jo Ptolemaioksen "Almagest" ensimmäisellä sataluvulla sekä Alhazenin "Kitab al-manazir" tuhatluvulla"." Benjamin Nelsonin ja Toby E. Huffin mukaan olennaisinta tieteen edistymisessä eivät kuitenkaan ole yksittäisen tutkijan keksinnöt vaan kulttuuriset ja institutionaaliset olosuhteet, jotka luovat pohjan laaja-alaiselle tieteenharjoitukselle ja ajatusten vapaalle liikkumiselle. 
Käännösliikkeen taustalla oli yläluokan suosiollinen politiikka, mutta itse tutkimustyötä rahoitettiin jo satunnaisemmin. Hallitsijat saattoivat palkata palvelukseensa yksittäisiä tutkijoita, kuten astrologeja tai matemaatikkoja, mutta pysyviä tutkimusorganisaatioita ei syntynyt. Bagdadissa sijainnut "Viisauden talo" oli mainettaan vaatimattomampi instituutio, ja niin sanotut islamilaiset yliopistot, kuten Timbuktun yliopisto tai al-Karaouinen yliopisto, olivat todellisuudessa koraanikouluja tai uskonnolliseen opetukseen painottuneita madrasoja eivätkä tieteellisiä opinahjoja Eurooppalaisten yliopistojen tapaan. Lähimpänä institutionalisoitumista olivat mongolihallitsijoiden Persiassa ja Keski-Aasiassa rahoittamat tähtitieteelliset observatoriot, mutta ne jäivät lyhytikäisiksi.
Merkittävä syy tieteen kuihtumiseen oli uskonnollisen dogmatismin kasvu. 1000-luvulta alkaen islamissa alkoi vaikuttaa oppi, jonka mukaan luonnossa ei ole syy- ja vaikutussuhteita. Kausaliteetin hylkääminen tarkoitti sitä, että tuli ei polttanut, vaan Jumalan tahto. Al-Misrin mukaan islamista luopumista oli usko Jumalan tahdosta riippumattomiin kausaalisuhteisiin. Niinpä luonnonlakien tutkiminen alkoi muuttua harhaoppiseksi. Ennen 1200 -lukua tutkimusta ja opiskelua koskevissa teksteissä kirjoittajat vielä saattoivat korostaa ylpeyttä saavutuksistaan. 1200-luvulta lähtien yleistyi puhetapa, jossa tekijä korosti olevansa vain Jumalan palvelija tai orja, joka nöyrästi seurasi edeltäjiensä tietä. Muutos kuvasti uudistushenkisen tutkimuksen ja opetuksen riutumista. 
Yleisen uskomuksen mukaan antiikin kreikan tieteellinen perintö siirtyi arabiankielisten käännösten kautta Eurooppaan, missä se vaikutti sivistyksen elpymiseen ja renessanssin syntyyn. Todellisuudessa antiikin klassikkoteokset käännettiin pääosin suoraan kreikan kielestä. Suurin osa näistä teoksista ostettiin tai ryöstettiin Bysantista eikä muslimimaista. Myös arabian kautta latinaan käännetyt teokset levisivät laajalle, mutta harvoin ne olivat ainoita saatavilla olevia käännöksiä. 
Keskiajan islamilaisen maailman keksintöjä on nykyisin alettu propagandasyistä liioitella, jopa vääristellä. Esimerkiksi maailmaa kiertävän "1001 Inventions" - näyttelyn henkenä on korostaa, että "muslimit tekivät sen ensin". Uusi ilmiö on niin sanottu "ijaz -"kirjallisuus, jonka mukaan monet modernin luonnontieteen saavutuksista löytyvät jo Koraanista. Tämä väite, joka liittyy oppiin Koraanin jäljittelemättömyydestä on Suomessa levinnyt islamin oppikirjoihin.
Matematiikka.
Matemaattisissa tieteissä tapahtui erityisen paljon kehitystä keskiajan islamilaisessa maailmassa. Sen perustana oli antiikin kreikkalainen sekä toisaalta intialainen tietämys. Menestyksen perustan loi jokseenkin kaikkien kreikkalaisten matematiikka koskevien tekstien kääntäminen arabiaksi 800-luvulta alkaen, esimerkkeinä Eukleides, Arkhimedes tai Apollonios. Eurooppalaisiin verrattuna kalifaatin tiedemiehet saivat käyttöönsä tehokkaamman merkkijärjestelmän, kun Intiasta omaksuttiin kantalukuun 10 perustuva paikkajärjestelmä, jossa oli oma merkkinsä nollalle. Tämä uudistus yleistyi Euroopassa vasta 1400-luvulla. Matematiikan tutkimus myös jatkui muita aloja pitempään, sillä abstraktin luonteensa takia se oli luonnonfilosofiaa paremmin suojassa uskonnolliselta dogmatismilta, joka islamilaisessa maailmassa alkoi nousta 900-luvulla. Tällaisia suojattuja matemaattisia tieteitä olivat myös tähtitiede ja geometrinen optiikka. Matematiikka jopa hyötyi siitä, että se vastasi moniin islaminuskon tarpeisiin. Niitä olivat Mekan suunnan määrittäminen sekä rukousaikojen ja paastoajan määrittely. Tämäkin ala kohtasi silti paikoin ongelmia, sillä 900-luvulla matemaatikko al-Sijzi kirjoitti, että heillä päin oli lupa tappaa geometrikkoja. Suuri islaminoppinut al-Ghazali kysyi 1000-luvulla, kuinka montaa matemaatikkoa oikeastaan tarvittiin (teologian tarpeisiin).
Algebra.
Kaksi varhaisinta arabialaista matemaattista tekstiä olivat persialaisen al-Khwarizmin (noin 780–850) kirjoittamat teokset. "Hindunumeroitten avulla laskeminen" oli perusteellinen esitys intialaisesta numerojärjestelmästä ja sisälsi desimaalien esittelyn. Al-Khwarizmin teos on säilynyt vain 1100-luvulla latinaksi käännettynä (""Algoritmi de numero Indorum")" ja se toi myös Eurooppaan intialaisarabialaisen lukujärjestelmän. Sana algoritmi tulee al-Khwarizmin nimestä, joka kirjan kannessa sain muodon "Algoritmi".
Toinen al-Kharizmin kirja "Al-kitāb al-mukhtaṣar fī ḥisāb al-ğabr wa’l-muqābala" (Lyhyt algebran laskuoppi) käännettiin latinaksi vuonna 1145 nimellä "Liber Algebræ et Almucabola." Se toimi algebran perusoppikirjana Euroopassa aina 1500-luvulle asti. Lyhennetty latinalainen versio levisi uusina käännöksinä laajalle Euroopassa ja vaikutti oikean, symboleja käyttävän algebran syntyyn. 
Laaja versio "Lyhyestä algebran laskuopista" on säilynyt vain arabiaksi. Kirja käsitteli kokonaislukujen laskusääntöjä sekä ensimmäisen ja varsinkin toisen asteen yhtälöitä. Kirja sisältää kaikki sellaiset lineaariset ja toisen asteen yhtälöt, joilla on positiivinen juuri. Al-Khwarizmi kehitti siinä muun muassa neliöjuuria koskevaa matematiikkaa, pinta-alojen laskemista ja matematisoi islamilaisen lain mukaisen perinnönjaon kysymyksiä. Teos nojautuu hellenistisiin, juutalaisiin ja hindulähteisiin ja niiden kautta aina babylonialaiseen matematiikkaan. Al-Khwarizmi myös esitti, miten kolmion korkeus lasketaan sen sivujen avulla, ja miten ympyröiden ja sektoreiden pinta-aloja lasketaan. 
Al-Khwarizmin "Lyhyt algebran laskuoppi" oli lähempänä alkeita kuin 200-luvulla eläneen Diofantoksen esittämät ongelmat. Kirjan esitystapa oli puhtaasti sanallista jopa niin, että luvut kirjoitettiin sanoin eikä numeroin. Kirja ei vielä sisältänyt algebrallisia symboleita tai yhtälöitä. Algebrallisten ongelmien ratkaisutapa perustuikin Eukleideen geometriaan eikä algebrallisiin menetelmiin. Algebrassa käytetty yhtäläisyysmerkki kehitettiin vasta 1500-luvulla Euroopassa. Vaikka kirja rajoittui alkeisiin, se oli kuitenkin niin kattava, että Al-Khwarizmia pidetään algebran perustajana. Sana algebra "("arab. "al-jabr)" tulee kirjassa esiintyvästä arabian sanasta "al-jabr", joka tarkoitti palauttamista, etenkin negatiivisten lukujen muuttamista positiivisiksi siirtämällä ne yhtälön toiselle puolelle.
Egyptiläinen Abu Kamil (850–930) esitti kirjassaan "Algebra" monet al-Khwarizmin saamat tulokset yleistetyssä ja yksinkertaisemmassa muodossa. Muita tunnettuja algebran kehittäjiä olivat Omar Khaijam ja Nasir al-Din al-Tusi. Arabian kielellä raportoiduista keksinnöistä vain osa siirtyi latinankielisinä käännöksinä Eurooppaan. Silti ainakin al-Khwarizmin, Abu Kamilin ja al-Karajin työt ovat vaikuttaneet Euroopan matematiikan kehitykseen. 
Geometria ja trigonometria.
Islamilaisen maailman geometriaa hallitsi Eukleideen teos "Alkeet," joka käännettiin kreikasta arabiaksi jo kalifi al-Mansurin (764–775) aikana. Teos levisi lukuisina käännöksinä ja kommentaareina islamilaiseen maailmaan ja vaikutti useisiin tieteisiin. Trigonometriassa lähtökohtana oli Ptolemaioksen teos "Almagest," joka käännettiin abbasidien valtakunnassa arabiaksi neljään kertaan. Varhaisin käännös tehtiin kalifi al-Mamunin aikana 830-luvulla. Ennen pitkää "Almagestin" kömpelöt astronomiset jännefunktiot korvattiin intialaisilla sinifunktioilla. Tämä johti myös viiden muun trigonometrisen funktion keksimiseen. 1200-luvulla persialainen Nasir al-Din al-Tusi (k. 1274) tutki geometriaa ja trigonometriaa ja tuotti ensimmäisen järjestelmällisen pallogeometrian esityksen. Persialainen al-Kashi laski 1400-luvulla piin likiarvon 16. desimaaliin asti. Koska maapallon säde oli laskettu, ja maailmankaikkeus arvioitiin 600 000 kertaa maata suuremmaksi, al-Kashi kerskui laskeneensa maailman läpimitan "hevosen karvan tarkkuudella".
Astronomia ja astrologia.
Suurimmat askeleet luonnontieteiden piirissä otettiin astronomiassa, jossa käytettiin hyväksi matemaattisten tieteiden uusia tuloksia. Astronomiaa auttoi myös hallitsijoiden tuntema kiinnostus tähdistä ennustamiseen eli astrologiaan, joka tosin nykyään luetaan näennäistieteisiin. Islamilaisen maailman matemaattinen astronomia oli klassisen kreikkalaisen tieteen jatkoa ja kaukana oppimattoman muslimimaailman alkeellisesta maailmankuvasta. Ptolemaioksen "Almagest" tarjosi lähtökohdan uusille kehitelmille. 
Ptolemaioksen planeettojen liikkeitä koskevien taulukoiden tarkentaminen alkoi kalifi al-Mamunin (786 – 833) aikana. Sen tärkein sovellutusalue oli ennustaminen. Kuun ja auringon liikkeiden entistä tarkempi mittaaminen palveli myös uskonnollisia tarkoituksia. Tätä varten sekä Bagdadissa että Damaskoksessa oli observatorio, jolla ehkä tarkoitettiin vain kiinteää havaintopaikkaa. Työn tuloksena olivat ensimmäiset kreikkalaisista riippumattomat astronomiset taulukot 800-luvulla. Merkittävästä askeleesta vastasi syyrialainen al-Battani (k. 929), joka tunnetaan Euroopassa nimellä Albategni. Hän paransi taulukoiden tarkkuutta ja keksi auringon ja maan välisen etäisyyden vaihtelut. Häntä lainattiin Euroopassa vielä 1500- ja 1600-luvuilla. Islamilaisessa Andalusiassa kalenterityötä tarkensivat niin sanotut Toledon taulukot, jotka Ibn al-Zarqallu kirjoitti 1100-luvulla almohadien valtakunnassa. Taulukoita käytettiin ennustamaan auringon, kuun ja planeettojen liikkeitä suhteessa kiintotähtiin. Ne edustivat alansa huippunsa 1300-luvun alkuun asti.
Astrologian tieteellinen keskus oli aluksi Lähi-idässä, mutta siirtyi sitten Persiaan ja Keski-Aasiaan. Nasir al-Din Tusi (1201 – 1274) sai suojelijakseen Tšingis-kaanin pojanpojan, jonka avulla Maraghan kaupunkiin perustettiin observatorio. Tusi tunnetaan planeettojen liikettä selittävästä (tosin virheellisestä) "Tusin pari" -teoriasta, jota Kopernikus lainasi 1500-luvulla ellei hän sitten keksinyt samaa ajatusta itse. 1300-luvulla Ibn al-Shatir (1305–1375) kehitti islamilaisen astronomian kehittyneimmän planetaarisen mallin Maraghan koulukunnan hengessä. Mallissa oli piirteitä, joita esiintyi myös Kopernikuksella kaksisataa vuotta myöhemmin. 
Islamilaisessa maailmassa nähtiin ensimmäiset observatoriot, jotka eivät olleet pelkästään kiinteitä havaintopaikkoja, vaan sisälsivät myös havaintolaitteistoja, henkilökuntaa ja kirjaston. Niitä perustettiin ainakin Maraghaan (1200-luvulla) ja turkkilais-mongolilaisen timuridien dynastian aikana Samarkandiin (1420). Jälkimmäisessä oli 40 metriä pitkä maahan kaivettu sekstantti, jonka avulla tehtiin tarkkoja havaintoja tähdistä. 
Alkemia.
Alkemiaa pidetään nykyisin näennäistieteenä, mutta uudelle ajalle saakka se nautti tiedemaailman arvostusta. Alkemistien tavoitteena oli tehdä jalometallia muista, vähemmän arvokkaista aineista erilaisten kemiallisten toimenpiteiden avulla. Yleisesti katsotaan, että alkemia oli kreikkalaista alkuperää ja tuli mahdollisesti hellenistisestä Egyptistä. Abbasidikalifeista ainakin al-Mansur (754–775) kiinnostui vähäksi aikaa hankkeesta, ja alkemistien tekstejä käännettiin arabiaksi jo abbasidivallan alkuvuosina. 
Useimmat alkemistien tekemistä kirjoista ovat tuntemattomien tekijöiden kirjoittamia. Monet niistä luetaan persialaiselle alkemistille Jabir ibn Hayyan (n. 721–n. 815), joka Euroopassa tunnetaan nimellä Geber. Hänen nimissään on julkaistu noin 3000 kirjaa, mutta niistä vain yhden katsotaan olevan peräisin Jabirin elinajalta. Monien teosten kirjoittajana pidetään 1200-luvulla elänyttä fransiskaanimunkki Paulus Tarantolaista. Islamin saavutuksia esittelevä näyttely "1001 Inventions" kertoo, että Jabir ibn Hayyan keksi tislaamisen, muutti alkemian kemiaksi ja löysi monia kemian perusasioita, jotka ovat edelleen käytössä. Todellisuudessa tislaaminen ilmeisesti tunnettiin Babyloniassa 1 200 vuotta ennen ajanlaskun alkua. Joidenkin kirjoittajien mukaan tislaaminen liittyy etenkin alkoholiin, jonka nimi tulee arabian sanoista "al-kohol". Arabialainen sana tarkoittaa kuitenkin hienojakoisia aineita yleensä. A.J. Liebmann katsoo, että alkoholin tislaamista eivät keksineet arabit, vaan tekniikka keksittiin Etelä-Italiassa 1000–1100-luvuilla.
Toinen merkittävä alkemisti oli persialainen Abu Bakr al-Razi (865–925), jonka "Salaisuuksien kirja" tunnetaan oppineesta mineraalien sekä alkemistien laitteiden ja työprosessien esittelystä. Kirja käännettiin myös latinaksi. Persialainen filosofi Avicenna (980/990–1037) kritisoi alkemiaa, mutta hänen nimissään kirjoitettiin silti useita alkemistisia teoksia. 
Optiikka.
Optiikka ja mekaniikka olivat keskeisiä alueita, joilla matematiikan tuloksia sovellettiin. Näiden alojen kukoistusaika sijoittui vuosiin 800–1200, ulottui maantieteellisesti koko islamilaiseen maailmaan ja tuotti aluksi arabiankielistä, mutta myöhemmin myös persiankielistä kirjallisuutta. 
Optiikan alalla tärkein hahmo oli Abu al-Hasan ibn al-Haitham (965–1040), jonka massiivinen teos optiikasta "Kitab al-Manazir" eli "Kirja näkemisestä" tai "Kirja optiikasta" käsitti seitsemän nidettä. Se oli kattava esitys valoa koskevista teorioista (osa I), näkemisestä (osa II), optisista illuusioista (osa III) sekä näkemisestä ja valon heijastumisesta ja taittumisesta (osat IV–VII). Teos käännettiin latinaksi 1200-luvun alussa nimellä "De aspectibus," ja sillä oli syvällinen vaikutus eurooppalaiseen tutkimukseen seuraavat 300 vuotta. Alhazen loi näkemisen intramissiota koskevan synteettisen teorian, joka perustui siihen, että näkemisessä aistimukset tulevat valona silmään. Muita merkittäviä optiikasta kirjoittaneita tutkijoita olivat Yaqub al-Kindi (k. 870), Nasir al-Din Tusi (k. 1270) ja Kama al-Diral al-Farisi (k. 1318). Jälkimmäinen esitti pitkälti oikean teorian sateenkaaren syntymisestä valon heijastumisena. 
Mekaniikka.
Mekaniikan alalla edistysaskeleita olivat yksinkertaiset koneet. Sellaisia olivat nostolaitteet kuten vivut ja tuulimylly, joita kolme Musa-veljestä uudisti 800-luvulla. Persiasta tuulimylly levisi koko islamilaiseen maailmaan. Pystysuorassa olevaa tuulimyllyä pidetään kuitenkin puhtaasti eurooppalaisena keksintönä ja sen esikuvana antiikin vesimyllyjä. Nykyisen Turkin alueella elänyt Al-Jazari (1136–1206) kehitti useita mekaanisia laitteita, joiden joukossa oli primitiivinen kampiakseli. Muita laitteita olivat vaa'at ja mitat, joista Thabit ibn Qurra kirjoitti 800-luvulla kirjassa Kitab al-Qarastun. Mitoista kirjoitti myös al-Biruni 1000-luvulla. Matemaattisten instrumenttien kehittämisessä tärkein askel oli astrolabin jatkokehittely. Kreikkalaisten keksimään astrolabiin tehtiin lisäsovellutuksia, joiden avulla voitiin löytää esimerkiksi Mekan suunta.
Lääketiede.
Myös lääketiede sai runsaasti huomiota sen suuren käytännöllisen merkityksen takia, vaikka islamilaisen maailman tärkeimmät tieteelliset saavutukset liittyivätkin matematiikkaan ja matemaattisiin tieteisiin kuten astronomiaan ja optiikkaan. Kun arabikalifaatti syntyi 600-luvun puoliväliin mennessä, sen alaisuuteen jäi Itä-Rooman perintönä useita lääketieteen keskuksia, kuten Aleksandria, Antiokia, Edessa ja Amida. Persiassa Gundeshapur oli hellenisoitunut kaupunki, jossa oli vahva lääketieteen perinne. Sieltä tulivat muun muassa kalifeja vuosikymmeniä hoitaneet nestoriolaiset hovilääkärit, kuten Bukhtishun suku. 
Kristilliset nestoriolaiset lääkärit, kuten Hunain Ibn Ishaq (k. 873 tai 877) vaikuttivat siihen, että islamilainen lääketiede sai kreikkalaisen suunnan intialaisen tai persialaisen asemesta. Hunain kirjoitti kääntäneensä kreikasta 95 Galenoksen tekstiä syyriaksi ja 34 tekstiä arabiaksi. Islamilainen lääketiede nojautui sen jälkeen samoihin kreikkalaisiin lähteisiin kuin keskiajan eurooppalainen lääketiede. Se oli kuitenkin korkeampaa sivistystä, jonka kreikkalaisia oppeja sovellettiin lähinnä yläluokan piirissä jos sielläkään. Tavallinen kansanlääkitys nojautui edelleen kansanparannukseen. Koululääketieteen hyödyllisyys potilaille oli usein kyseenalaista. Esimerkiksi kreikkalainen humoraalioppi suoneniskentöineen tuotti sairaille lähinnä haittaa. Euroopassa päästiin vasta 1800-luvun jälkipuoliskolla sille tasolle, missä koululääketieteestä alkoi olla merkittävää hyötyä sairauksien hoidossa.
Islamilaisen lääketieteen tärkeimpiä saavutuksia olivat kreikkalaisen perinteen organisointi, hiominen ja levitys. Arabiankieliset kommentaarit herättivät suurta kiinnostusta myös Euroopassa. Merkittävimpiä käytännön keksintöjä olivat uudet hoitotavat etenkin silmäsairauksissa, kuten kaihissa. 
Anatomia.
Anatomian kehitystä jarrutti haluttomuus leikellä ruumiita, mikä toisinaan saattoi olla kiellettyä myös uskonnollisista syistä. Muutamia edistysaskeleita otettiin silti myös anatomiassa. Niihin kuuluivat Abu al-Hasan ibn al-Haithamin silmän anatomiaa koskevat tutkimukset ja egyptiläisen Abd al-Latif al-Baghdadin (k. 1231) tutkimus alaleuan luista ja ristiluusta.
Kaikkein hämmästyttävimpänä keksintönä on pidetty keuhkoverenkierron löytämistä vuonna 1242. Kunnian siitä on saanut syyrialainen Ibn al-Nafis. Nykyisin on kuitenkin katsottu, että al-Nafisin esitys oli kaukana keuhkoverenkierron kuvauksesta. Se vastasi Galenoksen (130-201) teoriaa, jonka mukaan pieni osa verestä, muutama tippa, kulkee ravitsemaan keuhkoja. 
Hospitaalit.
Sairaiden hoidon institutionalisoituminen eli sairaaloiden perustaminen on nähty islamilaisen maailman keksintönä. On arveltu, että ristiretkeilijät näkivät Lähi-idässä suuria sairaaloita ja toivat sieltä ajatuksen mukanaan myös Eurooppaan. Itse keksintö oli kuitenkin alun perin roomalainen. Bysantissa kirkko ja luostarit olivat perustaneet sairaaloita jo Konstantinus II:n hallituskaudella 350-luvulta alkaen. Jerusalemissa oli jo 600-luvun alussa kristillinen hospitaali pyhiinvaeltajia varten. Islamilainen maailma joka tapauksessa otti roomalaisen instituution käyttöönsä ja lukuisia sairaaloita perustettiin, varhaisin luultavasti Bagdadiin vuoden 800 tienoilla. Sairaalat olivat hyväntekeväisyyslaitoksia, rahoittajina muun muassa "waaf-"säätiöt, joiden avulla yläluokka onnistui kiertämään keskusvallan harjoittamaa verotusta.
Farmakologia.
Merkittävin arabialainen farmakologinen teos oli Ibn al-Baytarin (k. 1248) Granadan emiraatissa kirjoittama opas, joka luetteli 1 400 lääkeainetta. Jo 800-luvulla arabit käyttivät useita lääkeaineita, joita ei Euroopassa tunnettu, kuten Intian kautta tullut kamferi, Keski-Aasiasta saatu myski ja kreikkalaisilta peritty salmiakki eli "Ammonin suola". Uutuuksiin kuului myös "albarello" eli apteekkien keraaminen lääkepurkki.
Filosofia "(falsafa)".
Antiikin tieteistä ammentava luonnonfilosofinen traditio oli keskiajan islamilaisessa maailmassa uusplatonistista aristotelismia, josta käytettiin nimeä "falsafa" (filosofia)"." Sen piirissä paljon huomiota sai kysymys siitä, noudattiko luonto muuttumattomia luonnonlakeja vai ei. 
Käännösliikkeen myötä arabian kielelle saatiin varhain etenkin Aristoteleen tärkeimpiä teoksia. Abbasidikalifi al-Mahdi (744/745–785) antoi kääntää Aristoteleen logiikkaa ja dialektiikkaa käsittelevän teoksen "Topiikka" syyrian kielestä arabiaksi. Sata vuotta myöhemmin se käännettiin suoraan kreikasta ja myöhemmin vielä uudelleen. Kirja sisälsi Aristoteleen opetuksia argumentaatiosta sellaisissa tilanteissa, joissa vastakkain oli kaksi erilaista näkemystä. Huff katsoo kuitenkin, että islamilainen maailma ei omaksunut antiikin kreikkalais-roomalaista sivistystä kokonaisuudessaan vaan poimi siitä itselleen sopivat osat. Esimerkiksi antiikin rationaalinen henki ei sopinut islamiin, minkä takia järkiperäistä luonnon tutkimista korostaneen Platonin dialogeista ei ainuttakaan käännetty kokonaan arabiaksi.
Islamin "maatalousvallankumous".
Islamilainen sivilisaation parhaina puolina on pidetty maataloutta, ja sen on katsottu edistäneen kastelun käyttöä. Islamin kerrotaan myös levittäneen uusia peltoviljelylajikkeita ja puutarhakasveja. Huomiota ovat saaneet Andrew Watsonin julkaisut, joissa hän on kirjoittanut islamin "vihreästä vallankumouksesta", joka olisi alkanut heti 600-luvun valloitusten jälkeen. Se olisi muodostunut maanviljelysteknologian kehityksestä ja uudesta kasteluteknologiasta, jotka olisivat nostaneet satoisuutta. Watson katsoi, että muslimit levittivät seitsemäätoista uutta viljelykasvia sekä puuvillaa, joista kaikista tuli tärkeä osa maataloutta laajoilla alueilla 600–1000-luvuilla. Watsonin mainitsemia uusia tärkeitä viljelykasveja olivat riisi, sokeriruoko, banaani, sitruuna, limetti, durumvehnä ja durra. Vähemmän tärkeitä uutuuksia olivat vesimeloni, munakoiso, pinaatti, artisokka, taaro, greippi, pomelo, mango ja kookospalmu. Watsonin mukaan maatalousteknisiin uudistuksiin kuuluivat vuoroviljely, uudet kastelutekniikat, maanalaiset kastelukanavat ("qanats)" ja mekaaniset pumput. 
Maatalousvallankumouksen kritiikkiä.
Watsonin näkemyksiä on laajasti arvosteltu. Peter Christensen katsoi, että arabivalloitus johti sassanidien Persian kastelujärjestelmän romahdukseen, mistä se ei koskaan toipunut. Arabivalloittajat olivat paimentolaisia, jotka tarvitsivat mieluummin laidunmaita kuin peltoja. Mesopotamiassa ongelmiksi muodostuivat ajan myötä kastelun aiheuttama suolaantuminen sekä kulkutaudit. Kasteluun perustuvan viljelyn huippu olisi siten saavutettu sassanidien kaudella. Espanjassa arabivalloitus ei Glickin mukaan muuttanut maisemaa, sillä arabit rakensivat kastelujärjestelmiään aikaisemman roomalaisaikaisen kanavaverkoston pohjalle.
Viljelylajikkeista Decker tutki Watsonin väitteitä durumvehnän, riisin, puuvillan ja artisokan osalta. Deckerin mukaan kolme ensimmäistä tunnettiin jo sekä roomalaisessa että persialaisessa maailmassa ja artisokka roomalaisessa. Durumvehnä oli levinnyt koko Rooman vallan alueelle Välimerellä ja kuului tärkeimpiin ruoka-aineisiin. Deckerin mukaan muslimeilla ei ollut mitään roolia durumvehnän levittämisessä. Riisiä Mesopotamiassa oli viljelty jo kauan ennen islamia, ja myöhäisantiikin aikana sen viljely oli levinnyt länttä kohti. Arabivallan aikana riisinviljely Mesopotamiassa ei lisääntynyt vaan jäi vehnän ja ohran varjoon kuten ennenkin. Riisin viljelyä Espanjassa pidetään muslimien suursaavutuksena, mutta nähtävästi sen taloudellinen merkitys jäi vähäiseksi, ja vehnä ohra pysyivät sielläkin tärkeimpinä ravintokasveina. Puuvillan viljely tunnettiin sekä roomalaisessa maailmassa että Persiassa ennen islamia. Persiassa puuvilla oli tärkeä raaka-aine kankaiden valmistuksessa, kun taas roomalaisessa maailmassa sillä oli merkitystä etenkin Egyptissä. Artisokka tunnettiin samoin Rooman valtakunnassa jo ennen islamia. Decker arvioi, että maatalousympäristö ei juurikaan muuttunut aikaisemmasta islamin nousun myötä.
Kuvitellut keksinnöt.
Jotkut muslimit korostavat islamilaisen maailman tieteellisiä saavutuksia keskiajalla ja haluavat lukea ne nimenomaan islaminuskon ansioiksi. Islamilaisen kulta-ajan keksintöjä on esitellyt varsinkin Ahmed Salimin vuonna 2006 perustama järjestö ""1001 invention"s", joka on tuottanut maailmanlaajuisia kasvatusohjelmia, näyttelyitä, filmejä ja kirjoja islamilaisen tieteen saavutuksista keskiajalla. Hanke on saanut julkisuutta ja arvovaltaisia kumppaneita. Useat tieteenhistorioitsijat ovat arvostelleet sen levittämiä tietoja epäluotettavuudesta ja vääristelystä. Toinen esimerkki islamilaisen maailman keksintöjen liioittelusta on Delhin yliopiston fysiikan professori Sobhit Majahanin teos "Keksinnöt ennen ja nyt" (2008).
Ayda Albayrak on Helsingin Sanomissa luetellut esimerkkeinä Islamilaisissa kulttuureissa kehitettyinä ja ideoituna kymmenen keksintöä. Niitä olisivat rokottaminen, yliopisto, numerot, näköaistin ymmärtäminen, ajan mittaaminen, säveltavut, kahvi, kosmetiikka, parfyymit ja leikkausvälineet. Albayrak katsoo myös, että "ensimmäinen miehitetty lentoyritys" tehtiin islamilaisessa Espanjassa tuhat vuotta ennen Wrightin veljeksiä ja ennen Leonardo Da Vincin suunnittelemia siipiä. Tällä hän viittaa kansantarinaan siitä, että Abbas ibn Firnas -niminen henkilö olisi hypännyt Córdoban moskeijan minareetista tukikepeillä varustettuun viittaan pukeutuneena. Tieteenhistorioitsijoiden kirjoittamassa teoksessa "1001 Distortions" osoitetaan, että väitteet ovat virheellisiä jokaisen luetellun keksinnön osalta. 
Myös oppiin Koraanista ihmeenä on kuulunut uskomus, että se sisältää kaiken tarpeellisen tiedon. Tähän on nykyaikana liittynyt modernien tieteellisten keksintöjen etsiminen Koraanista eli niin sanottu "ijaz" -kirjallisuus."" Yle:n mukaan vastaavasti hindulaisuutta on propagoitu etsimällä hindulaisuuden vanhoista teksteistä modernin tieteen saavutuksia.
Pseudo-al-Waqidin historiateoksen englanniksi kääntänyt Suleiman al-Kindi kirjoittaa, että muslimit ovat tietämättömiä menneestä historiastaan ja ovat sen takia kehittäneet alemmuudentunteen suhteessa länteen. Kyseessä on myös ollut lännen harkittu strategia. Eräät tieteenhistorioitsijat ovat arvelleet, että muslimien innokkuus kehittää kuvitteellista loistavaa menneisyyttä johtuu tästä alemmuudentunteesta.