史学界的绝大多数学者均认同这一著名的历史事件的规模并未达到“战争”或者“文明冲突”的程度。此战的起因源起于高仙芝错误的民族政策，这使得阿拔斯找到了向中亚扩张的理由，但这场中阿民族的首次交锋，并未引发持续多年的战争，因此也未达到两个政治集团之间矛盾的最高冲突的表现形式。我们更多的认为这只是一次武装冲突背景下民族间的交流。中阿两民族完全不同的文化形态与思想模式在这次冲突中形成的高度的集中，使之促进了更为直接的文明交流。
在这次斗争中，唐朝军队虽然战败，但是大量军匠被阿拉伯人俘获后，使得许多中国的先进工艺和技术被阿拉伯人传播到亚欧大陆各个角落，其中最为史学家津津乐道的便是造纸术的传播。中国先进造纸技术的传入，撒马尔罕、巴格达以及大马士革成为了阿拉伯帝国的三大造纸中心，使得曾经在欧洲文化史上起重要作用的埃及草纸和皮纸节节败退并推出了市场，廉价的纸张得以广泛地应用，为之后的文艺复兴铺平了道路。
这次战争被看做是中华民族与穆斯林民族，中华帝国与阿拉伯帝国的第一次也是唯一一次大规模的武装冲突，之后也并未引发持续多年的武装斗争，但是对于此战对于两国之后政治实力的变化及中亚政治格局的影响，不同学者有着不同的观点。王三义等人认为，唐朝经此役后军事实力大为损伤，国力衰弱，无力经略西域及中亚地区，丧失了对此地的控制权。 李方、荣杰等人认为，怛罗斯一役中唐朝虽然战败，但唐朝反而积极进取、稳固自己在中亚的统治，在安史之乱前唐朝依然掌控者中亚和西域。
但是不可否认，这场战役在两个民族的发展史以及整个中亚地区的历史变迁中有着重要的地位和作用。
7世纪初，默罕默德在阿拉伯半岛麦加创建了伊斯兰教，阿拉伯人在伊斯兰教的旗帜下建立了政教合一的哈里发政权。大食帝国（Tay）便是唐朝时期中国人对当时的阿拉伯帝国的称呼。而这一时期大食的向东方扩张所要征服的对象就是中亚各国。而这一时期的唐帝国已经使自己的实力延伸到了中亚，尤其是显庆三年（公元658年），唐帝国平叛了统治西域的西突厥阿史那贺鲁政权后，唐帝国在中亚地区的威望一时间达到极致，使中亚诸国开始臣服于唐朝的统治者。在显庆三年（公元658年）到龙朔元年（公元661年）的四年间，唐朝在中亚的粟特地区设置了康居（康国）、大宛（石国）等8个羁縻都督府州，在吐火罗地区设置了月氏（吐火罗国）、条支（诃达罗支）、高附（骨咄施）、波斯（波斯国）等16个羁縻都督府州，各都督府州之下又设羁縻州、县及军府。安西都护府统辖这24个都督府州。这就使得唐帝国与大食帝国在中亚地区就会遇到势力范围上的冲突。
在怛罗斯之战前，唐帝国与大食帝国就已经发生了三起冲突，但这三次冲突并不是大规模的军事战争，也没有发生正面的军事冲突。这三次分别是波斯复国问题、拔汗那王位问题和保卫安西四镇问题。这正预示、证明着唐帝国和大食帝国在中亚争夺势力范围的必然碰撞。所以说，怛罗斯之战有着其发生的必然性。
事情起始于唐玄宗天宝九年（公元750年），《旧唐书》中记载：
“初，仙芝绐石国王约为和好，乃将兵袭破之，杀其老弱，虏其丁壮，取金宝瑟瑟驼马等，国人号哭，因掠石国王东献之于阙下。其子逃难奔走，告于诸胡国。群胡忿之，与大食连谋，将欲攻四镇。仙芝惧，领兵二万深入胡地，与大食战，仙芝大败。会夜，两军解，仙芝众为大食所杀，存者不过数千。”
从这段记载中可以看出，古人将怛罗斯之战的发生归因于高仙芝的狡诈残暴，高仙芝就任安西节度使时发兵西域讨伐石国，起先与石国国王假意约和，却又背信弃义攻占其国，屠杀老弱，掳掠人口，抢夺财宝，将石国国王送往长安邀功，石国国王却又被处死。石国王子有幸逃跑免受其难，求告于中亚各国，高仙芝的暴行自然引起了诸国的愤慨，诸国转而投向大食，并与大食共谋联合，相攻安西四镇。天宝十年（公元751年），高仙芝率军进军至怛罗斯，在此地与大食军队相遇会战，相持数日后，唐军侧翼的葛罗禄部在战争中叛变倒向大食军队，唐军受到夹击，高仙芝大败，只有少数人逃脱，大量唐人被大食军队俘虏。
高仙芝的战败是必然的，葛罗禄部的临阵倒戈只是加速了高仙芝的战败。最好的结果也是零和的惨胜。虽然对于双方参战的人数上没有明确的定论，但从各方的著述来看，大食军队的人数是绝对多于唐军，仅从这一点上，就可以看出唐军在数量上就处于明显的劣势。对于史书记载或者人们津津乐道的“以多胜少”的案例，这只是个例，只是因为特殊才被人们常常提及，冷兵器时代的战争还多以人数制胜。从唐军自身来看，唐军从兵力分布、武器装备上都处于世界领先水平，但唐军更擅长于出其不意的袭击战和坚守城池的守城战。大食军队本就出自于骁勇善战的游牧民族，最擅长的就是沙漠之战。所以当时的唐朝军队根本无法与数量占优的大食军队进行大规模长时间的阵地战与攻防战。 从唐军将领来说，高仙芝此人最为擅长长途奔袭、分进合击的作战方法，更兼有高超的山地行军艺术。高仙芝也因为自己非凡的军事才能得到统治者的赏识，平步青云。笔者认为，在此役中，高仙芝恃才傲物，固守自己传统的军事策略，在炎热干燥的七月，在沙漠中长途奔袭，远离本土作战，缺少后勤补给，这样自然无法与背临国土、补给充足、熟悉环境的大食军队进行艰苦的攻防战。
怛罗斯之战没有在唐朝和阿拔斯王朝之间引起大规模长时间的对峙与冲突，但这场持续时间不长的战役却对当时东西方最为强大的两大文明产生了深远而不可小觑的影响。
对于唐朝来说，怛罗斯之战之惨败，使得唐朝在西域和中亚的地区的实力受损，统治力度也不如从前，但是，唐朝并没有丧失对于中亚西域的统辖权。荣杰认为，尽管在怛逻斯战役中高仙芝率领的军队损失非常惨重，但这种损失并没有从根本上动摇唐朝在西域的力量，更没有损害到唐朝当时盛强的国力。 对于部分学者所认为的“唐帝国从此衰弱”的观点，我们应该注意到怛罗斯之战结束后中亚的政治格局并未发生大的改变。唐朝并没有退出中亚的舞台，西域各国依然受到唐朝统治者的册封，他们依然会寻求唐朝的保护。如，
“天宝十二载十月，封石国王男邦车俱鼻施为怀化王。”
“天宝十三载闰十一月，东曹国王设阿及安国副王野解及诸胡九国王，并遣上表，请同心击黑衣。”
西方学者勒内·格鲁塞也提到，如果不是唐帝国内部的那场内乱，也许，不过几年，他们就会从阿拉伯人手中夺回他们的霸权，但是，随后爆发的安史之乱却使唐军永远的失去了这个机会，也正是这场来自帝国内部的持续八年的内战，几乎耗尽了这个强盛帝国的所有财富,衰落从那个时候才骤然开始。从废墟中重建的那个帝国已不再是曾经的天可汗帝国。
怛罗斯战役唐朝虽然失败，但是唐军以超常的战斗力使大食军队付出了巨大的代价，以远超唐军的伤亡获得惨胜，使得大食军队无力追击逃跑的唐军。这场战争让大食认识到唐军的强大，使其意识到自己无力向东扩张。因此怛罗斯之战在客观上阻止了大食人对东方的入侵，可以说，怛罗斯一战维护了唐朝在中亚地区的领土和主权完整。怛罗斯之战结束后,唐朝并未因战败退出西域和中亚，反而积极向该地区扩展势力。清初顾祖禹独撰的《读史方舆纪要》有记载：
“天宝十二载（公元753年），陇右节度哥舒翰击吐蕃，拔洪济、大漠等城，悉收九曲部落。”
“天宝十二载（公元753年），安西节度封常清击大勃律，至菩萨劳城，大败之。”
在怛罗斯战后，唐朝与大食的关系并未受到此战的明显的影响，阿拔斯在对华关系方面上与前朝没有什么改变，两国交往频繁。《册府元龟》记载，在怛罗斯之战后的47年里，阿拔斯王朝的使节来华17次，自战后的6年，每年均有阿拔斯使臣来朝，仅753年就来了4次。
此战所带来的最深远的影响在于它促进了东西方文明的交流，使得当时唐朝先进的文化、科学技术传入中亚、西亚，远至北非、西欧。其中最为人们所熟知的即是造纸术的西传。但是不同的观点是，匈牙利学者Harmatta推断，在蔡伦发明纸张后的一个世纪，索格低亚（Sogdiana）就已经用纸通信了；到了3世纪，纸张已传入伊拉克地区。李约瑟指出早在650年造纸术就已经传入中亚的撒马尔罕。到了707年纸张已在阿拉伯半岛麦加被阿拉伯人使用。因此，笔者认为，造纸术虽然在怛罗斯之战之前就传入了阿拉伯，但是在阿拉伯国内并不发达，而大量工匠在此战中被俘，这些工匠出于各种目的，展示出了他们精湛的技艺，得到了阿拔斯统治者的重用，从而在短时间内促进了中亚造纸技术的大繁荣、广泛运用，给世人造成了造纸术是因为怛罗斯之战而传播的表象。在中外的诸多记载中都有提到中国纸的运用，同时提到了中亚第一所大型的造纸厂就建立于撒尔马罕，兴建中的巴格达也出现了中国纸的踪迹。中国纸得到了西方各阶层人民的认同，为世界文化的交流传播做出了巨大的贡献，为后来文艺复兴运动的兴起铺平了道路。除了造纸术的兴盛，被俘的大批工匠为巴格达城的兴建做了杰出的贡献，同时巴格达市场的繁荣也离不开他们。杜环的《经行记》见证了这一时期唐朝与阿拔斯王朝的文明交融与文化交流。
怛罗斯之战的另一个重要影响就是推动了伊斯兰和阿拉伯文化在中亚地区的传播。虽然战后，中亚的大部分地区没有迅速的转化为伊斯兰文化区，但是这次战役却使得伊斯兰教在中亚地区站住了脚跟，伊斯兰教的传播，改变了这一地区人民的生活习惯和宗教信仰，为后来中亚的伊斯兰化奠定了基础。
对于怛罗斯之战的认识不能有失偏颇，既不可过于高估也不可轻视，应当正确理性地看待这次战役，细致剖析此役的方方面面，鉴古正今，为我国正确地处理和对待中阿文化交流提供合理依据。
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