米盧廷·米蘭科維奇
早年生活
米盧廷·米蘭科維奇的出生地
米蘭科維奇出生在奧匈帝國達利(今屬克羅地亞)的一個東正教塞爾維亞商人和地主家庭中,米蘭科維奇和他的雙胞胎妹妹是七個孩子中年齡最長的兩個。因為米蘭科維奇的健康因素,他在家里接受他的小學教育,由他的父親和私人教師,以及家庭的一些親戚和朋友教學,其中有一些是有名的哲學家、發(fā)明家和詩人。他的父母在他幼年時發(fā)現(xiàn)了他的數(shù)學天賦。除了數(shù)學以外,他的父親還向他介紹許多人物和團體,并教他評論和謄寫,以及閱讀史詩。米蘭科維奇的父親于1886年10月27日去世后由他的親戚Vasа Mua?evi?照顧并支持他的一切,直到去世為止。米蘭科維奇在出生地的家中完成了小學教育后,他進入了位于奧西耶克Realka的中學就讀。
米蘭科維奇在中學的第一個學期結束后成為班級中學業(yè)成績最佳的學生,直到畢業(yè)為止。這時候他遇到了一位真正的工程師和發(fā)明家,他在比爾森的斯柯達公司火炮工廠任職的親戚Andrа Radovanovi?讓他得到了世界性的承認。米蘭科維奇熱切地了解他的親戚擔任工程師的一切事物。他在就讀中學時他的數(shù)學老師,一位28歲的年輕塞爾維亞人博士弗拉基米爾·瓦利卡(Vladimir Vari?ak),注意到了米蘭科維奇在數(shù)學上的天賦。這位老師在米蘭科維奇選擇科學為志業(yè)上有很大的影響。米蘭科維奇于1896年以最優(yōu)異成績于中學畢業(yè),并代表塞爾維亞王國的中學畢業(yè)生面見奧地利君主。
米蘭科維奇的家人希望他能選擇一些高等農(nóng)業(yè)學校,因為必須要有人能管理他的家庭所擁有的廣大土地。米蘭科維奇本人想要學習電機工程,但因為在維也納沒有這樣的學校,他因此選讀土木工程。米盧廷的堂兄弟Veselin在前一年前往維也納就讀工程學明顯影響了他繼續(xù)在維也納受教育的決定。因此他在1896年10月5日和他的堂兄弟一起前往維也納。
當時一位橋梁工程學教授Johann Brick是當時維也納頂尖的力學專家,他在米蘭科維奇求學的第五年教導了最重要的科目。在他的教學中,年輕的米蘭科維奇獲得了以后進行科學研究的強大靈感。米盧廷在1902年于土木工程學系畢業(yè)后在奧匈帝國服役了一年,于1903年回到維也納繼續(xù)他的博士學業(yè)。1904年他25歲時他以論文《壓力曲線的理論》(Beitrag zur Theorie der Druck-kurven)獲得博士學位。畢業(yè)后他決定在一些大型建設公司工作。
建設公司任職
在1905年初,米蘭科維奇進入在維也納的建設公司Adolf Baron Pittel Betonbau-Unternehmung擔任工程師。自他在第一年的穩(wěn)定工作之后,他在設計一個鋼筋混凝土倉庫時遇到了問題。公司的負責人Baron Pittel在維也納是以建造鋼筋混凝土建筑物聞名,而他經(jīng)常讓米蘭科維奇這位有工程博士學歷的年輕土木工程師進行復雜的建筑設計。同樣地,米蘭科維奇被分配到設計部門,這并不是一個簡單的工作。因為當時沒有數(shù)學公式可以確定鋼筋混凝土梁和支承板的精確尺寸,這些分析是比現(xiàn)在復雜的。
米蘭科維奇使用他在博士論文中建立的一般彈性理論的有效性進行長時間和困難的計算后,他在科學期刊上發(fā)表了標題《Contribution to the theory of reinforced-concrete beams》的論文。他在這些研究中提出的解決方案吸引了結構工程師,尤其是設計師的注意,并且很快被收入書籍和建筑手冊。米蘭科維奇是第一位不使用當時流行的幾何設計法,以數(shù)學方式建模的專家,而他的方式在當時很受歡迎。結果就是他的方式大量使用在位于外西凡尼亞塞貝什(Sebe?)的水力電廠水道,這是他早期生涯中讓人注目的成果。
米蘭科維奇在維也納的建設公司任職五年中獲得了極高聲譽,因為他設計了不少建案。除了外西凡尼亞塞貝什的水道(類似古橋)以外,他設計了位于奧地利賽梅林山口和皮滕(Pitten)的水道、斯洛文尼亞克拉尼、匈牙利Banhidi、奧地利Isla的橋梁,以及克虜伯的一個新金屬工廠。而他在該公司期間也參與了貝爾格萊德在薩瓦河岸邊的污水處理系統(tǒng)。1908年奧匈帝國并吞波斯尼亞使奧匈帝國和塞爾維亞之間引發(fā)戰(zhàn)爭危機。在奧匈帝國的塞爾維亞人,尤其是知識分子受到當局相當大的壓力。雖然他在工程的工作有豐厚收入,他開始渴望研究科學,同時這只在他是自由從業(yè)的土木工程師才能實現(xiàn)。
1909年是米蘭科維奇一生的關鍵轉折點。他被貝爾格萊德大學邀請擔任應用數(shù)學副教授,同時也教古典力學、天體力學和理論物理學。因此米蘭科維奇遷往貝爾格萊德居住。米蘭科維奇雖然離開了維也納,但還是和許多奧地利科學家以及研究機構保持緊密聯(lián)絡,并互相交換科學訊息和構想。只要情況允許,他就會去維也納或奧地利其他地方拜訪朋友和合作者、參加重要的科學研究或以顧問、設計者的身份參與重大工程。
米蘭科維奇搬到塞爾維亞王國之后仍持續(xù)和他在維也納求學的朋友,工程師和建設公司負責人Petar Putnik設計和建筑許多工程,并且設計了尼什和克尼瓦茨(Knja?evac)之間鐵路線上的一座鐵路橋。米蘭科維奇朋友的想法是在這個鐵路線上建造塞爾維亞第一座鋼筋混凝土橋,并且以兩側巖石做天然支撐,每個跨距10米。而他非常喜歡這個想法并很快進行了后來將可適用于所有橋梁的靜力計算。之后塞爾維亞政府于1912年委托Petar Putnik的建設公司進行這個橋梁建筑。
天體力學和冰河期之謎
米蘭科維奇的科學研究以《氣候的數(shù)學理論貢獻》(Contribution to the mathematical theory of climate)于1912年4月5日出版于貝爾格萊德。他研究的是當時最知名的氣候學家尤利烏斯·馮·漢恩(Julius von Hann)的相關工作成果。米蘭科維奇注意到一個成為他主要研究課題的重要問題。這個問題就是關于冰河期。米蘭科維奇的書《The schedule sun radiation on the earth"s surface》于1913年6月5日在貝爾格萊德出版。
1914年時米蘭科維奇的科學著作《關于冰河期的天文理論問題》(About the issue of the astronomical theory of ice ages)出版。同年米蘭科維奇回到當時由奧匈帝國統(tǒng)治的出生地和Christine Topuzovi?結婚。在塞爾維亞的七月危機期間,奧匈帝國對境內(nèi)塞爾維亞人的壓力更大。這個危機導致了第一次世界大戰(zhàn)的爆發(fā)。但在米蘭科維奇結婚后不久,身為塞爾維亞公民的他遭到奧匈帝國當局逮捕,并先后關押在卡爾洛瓦茨和奧西耶克。之后他在妻子、親戚Vasa和維也納大學教授伊曼紐·克如伯(Emanuel Cuber)的幫助下獲釋,條件是必須遠離與塞爾維亞的邊界。奧匈帝國境內(nèi)的塞爾維亞人政治領袖斯韋托扎爾·普里比切維奇注意到了米蘭科維奇,并安排他逃亡到匈牙利北部。在那里他先被奧匈帝國軍方拘禁在濱湖新錫德爾(Neusiedl am See),后來轉往布達佩斯,并且每天都要向當?shù)嘏沙鏊鶊蟮?,而他就在布達佩斯四年直到戰(zhàn)爭結束。
雖然米蘭科維奇被拘禁在布達佩斯,他在當時仍致力于研究后來廣為大眾所知的“米蘭科維奇循環(huán)”。戰(zhàn)爭結束后他在1920年出版了他的專書。該書先由塞爾維亞科學與藝術學院出版,之后再由法國巴黎的格西爾-韋拉斯(Gauthier-Villars)以標題《太陽輻射造成的熱現(xiàn)象數(shù)學理論》(Théorie mathématique des phénomènes thermiques produits par la radiation solaire)出版。
米蘭科維奇在布達佩斯時遇到了匈牙利科學院圖書館館長科羅曼·馮·西利亞(Koloman von Celia),他對數(shù)學有極大的愛好,因此安排米蘭科維奇在匈牙利中央氣象研究所進行研究。他在該地任職的兩年期間發(fā)展了關于火星的氣候變遷數(shù)學模型,并于1916年出版了《火星氣候研究》(Researching of the climate planet Mars)。當歐洲陷入激戰(zhàn)期間,米蘭科維奇研究火星的氣候,以了解行星上的生物是否會影響氣候。他計算的火星日照量和表面與低層大氣年均溫在數(shù)十年后第一個火星探測登陸艇登陸后得到證實。事實上,米蘭科維奇已經(jīng)建立了地球和其他行星上的氣候模式。
第一次世界大戰(zhàn)結束后,米蘭科維奇和家人于1919年3月19日回到貝爾格萊德,當時塞爾維亞人、克羅地亞人和斯洛文尼亞人王國已經(jīng)成立。米蘭科維奇繼續(xù)在貝爾格萊德大學任教,并升任正教授。除了科學研究和教學以外,米蘭科維奇仍然是位土木工程師。建設公司以高薪聘請他擔任工程師,并設計了位在尼什的煙草工廠,以及位于斯科普里、韋萊斯(Veles)、卡瓦達爾奇(Kavadarci)和卡佩爾約納(?apljina)的煙草倉庫;以及國家銀行的設施,這包含了在貝爾格萊德的印鈔廠以及斯科普里和比托拉的分行。
米蘭科維奇在對太陽系天體進行科學研究同時也致力于科學普及,因此他在1925到1928年期間寫了一本科學普及的書《穿越時空-一位天文學家的信》(Through Space and Centuries - Letters of an Astronomer),該書的形式是一位天文學家寫信給一位不知名女孩。在該書中是以時間軸的方式描述,一開始是地球的形成與冷卻(相當于希臘神話中提坦的時代),接著是介紹古文明和文藝復興時代人們的思想,接著就是和他相同的時代思想,以及包含冰河期循環(huán)的氣候數(shù)學模型。書中他帶著讀者到月球、火星、金星等其他太陽系的行星,以了解天體力學中的復雜問題。這本給社會大眾閱讀的書出版于1928年。
米蘭科維奇的研究成果讓他在科學界獲得了相當?shù)闹?。尤其是他的“地球表面的日射量變化”。這個結果直到1924年著名氣候學家和氣象學家弗拉迪米爾·彼得·柯本和他的女婿阿爾弗雷德·魏格納在他們發(fā)表的氣候與地質(zhì)學相關著作中提到了米蘭科維奇的研究成果才得到廣泛接受。
在米蘭科維奇提供了這些科學貢獻后,他于1927年被邀請合著兩本重要的書籍。第一本是氣候學手冊(德語:Handbuch der Klimatologie),第二本則是地球物理學手冊(Gutenberg"s Handbuch der Geophysik)。第一本書中他寫下了《氣候變遷的氣候學與天文學理論的數(shù)學原理》(Mathematische Klimalehre und astronomische Theorie der Klimaschwankungen),于1930年以德文出版,接著在1939年翻譯成俄文出版。該書進一步特別以地球為例發(fā)展了行星氣候理論。
米蘭科維奇推導出了一個可以計算冰蓋和地球的太陽日照量變化時,冰蓋狀態(tài)變化的公式。他設法建立了一個夏季日照量和積雪邊界高度的數(shù)學關系式,從而知道積雪量如何因為夏季日照量的變化而增減。這個結果于1938年以論文《氣候變遷的天文理論新結果》(New results of the astronomical theory of climate change)出版。事實上,現(xiàn)代地質(zhì)學家可以使用他的研究成果得到一個在過去65萬年中積雪高度變化的圖表。
米蘭科維奇在第二本教科書中編寫了四個章節(jié)發(fā)展和制定他的地球兩極長期運動理論;而他的冰河期理論(米蘭科維奇循環(huán))則建立于先前詹姆士·克洛爾的研究成果上。米蘭科維奇使用更多的地球軌道計算進一步發(fā)展了克洛爾的部分工作,而這些數(shù)學則是由色度學先驅維?!て柛窭锬罚↙udwig Pilgrim)于1904年發(fā)展出來的。米蘭科維奇充分了解到他的太陽輻射理論已經(jīng)成功完成,但他的理論相關論文分散在多個不同出版物中,他因此決定將相關論文收集成冊出版。
最重要的成就
在諾威薩的米蘭科維奇紀念碑
面額2000塞爾維亞第納爾上的米蘭科維奇
米蘭科維奇從許多書籍和期刊收集關于他的太陽輻射理論研究相關資料。1939年他開始進行他最重要的工作,編寫包含了他將近三十年研究的書《Canon of Insolation of the Earth and Its Application to the Problem of the Ice Ages》,其中大部分是公式、計算和圖解。但也總結了許多可以解釋氣候變化和11次冰河期的可能解釋原因(米蘭科維奇循環(huán))。
為了安排和編寫該書,米蘭科維奇花了兩年時間。手稿于納粹德國和其盟友入侵南斯拉夫前四日的1941年4月2日送印,不久后在4月6日納粹德國空軍轟炸貝爾格萊德。在轟炸期間印刷廠和所有的書遭到炸毀,除了一本印刷第一日米蘭科維奇帶走的一本已印好的以外。塞爾維亞遭到占領后的1941年5月,兩位德軍軍官開車到米蘭科維奇在貝爾格萊德的家,而這兩人是米蘭科維奇朋友Wolfgang Selera的地質(zhì)學生。因此他決定將僅存的一本書送到他在德國弗賴堡的朋友處。米蘭科維奇在戰(zhàn)前就對軌道上或近軌道的發(fā)射物感興趣,因此進行了關于緯度和軌道的數(shù)學計算。目前仍不知道米蘭科維奇的論文是否和現(xiàn)代火箭的前身V-2火箭有關聯(lián)。他的書后來在塞爾維亞皇家科學院以四開,626頁出版;之后又出版德文版本《Kanon der Erdbestrahlung und seine Anwendung auf das Eiszeitenproblem》;不久該書就引起歐洲和國際相關領域專家的重視。
在納粹德國占領塞爾維亞期間(1941年-1944年),米蘭科維奇避免了公開活動,并開始寫關于他的科學研究之外的相關自傳。他的自傳在戰(zhàn)后以標題《Memories, experiences and knowledge - from 1909 to 1944》于1952年在貝爾格萊德出版。
1958年米蘭科維奇遭受中風在貝爾格萊德去世。他被埋葬在達利他的家族墓地。
對他的“教條”挑戰(zhàn)
米盧廷·米蘭科維奇胸像
米蘭科維奇在貝爾格萊德的住所。
在米蘭科維奇去世后,大多數(shù)的科學家開始挑戰(zhàn)他的“教條”,并且不再承認他的研究成果。但在他去世十年后,甚至是他的最重要的成就出版50年后,他的理論重新被考慮。該著作于1969年被以色列科學翻譯計劃翻譯成英文的標題是"Canon of Insolation of the Ice-Age Problem",并由美國商業(yè)部和國家科學基金會出版。
“教條”的重生
米蘭科維奇的研究一開始受到承認的速度是很慢地,但之后所有的事實都指出他的理論是正確的。CLIMAP計劃(Climate: Long Range Investigation, Mapping and Production)最終解決并證明了米蘭科維奇循環(huán)。在1972年基于深海鉆探巖心,科學家確認了直到70萬年前的氣候變化事件。他們根據(jù)巖心分析結果和四年后的結論顯示過去50萬年氣侯曾經(jīng)因為地球自轉軸的轉軸傾角變化和進動(類似陀螺儀的運動)造成的緩慢運動有關(參見大年 (歲差年))。而米蘭科維奇在1924年就以復雜的計算(只用鉛筆、紙和巧妙的數(shù)學公式)完成了這項工作。在NASA所編的"On the Shoulders of Giants",米蘭科維奇被認為是世界上所有科學家中最聰明的十個人之一。因此他的畫像現(xiàn)位于華盛頓特區(qū)一個博物館中和艾薩克·牛頓、約翰內(nèi)斯·開普勒、伽利略·伽利萊、尼古拉·哥白尼并列。
儒略改革歷
米蘭科維奇于大約1923年提出儒略改革歷。被900除后余數(shù)200或600的年份是閏年,與格里歷被400整除的狀況不同。部分的正教會組織在1923年5月的東正教會議上接受了儒略改革歷。但部分東正教會只將1923年10月13日改成10月1日后實施,以及修改了閏年計算方式以外,復活節(jié)等宗教節(jié)日仍使用儒略歷計算。在米蘭科維奇提出儒略改革歷時已經(jīng)有地球自轉周期可能不是常數(shù)的質(zhì)疑出現(xiàn),但直到1930年代石英鐘和原子鐘相關技術開始發(fā)展后才得到確認。地球自轉周期的變化是公歷和儒略改革歷之間長期誤差的原因。
其他工作
位于奧西耶克的米蘭科維奇涂鴉肖像。
米蘭科維奇除了科學研究之外,對于科學發(fā)展史也有極大的興趣。他編寫了一本天文學史的教科書,和兩本讓社會大眾閱讀的書籍:《Through Space and Centuries》是以小說筆法記述天文學史,另一本書《Through the Realm of Science》則是敘述精密科學的發(fā)展。
米蘭科維奇曾以塞爾維亞文寫下三卷自傳《Recollection, Experiences and Vision》。該自傳至今尚未被翻譯成其他種語言;因此他的兒子瓦斯科·米蘭科維奇(Vasko Milankovi?)寫了另一本傳記《我的父親米盧廷·米蘭科維奇》(My father, Milutin Milankovi?)。
米蘭科維奇于1920年獲選為塞爾維亞科學與藝術學院的通訊會員,1924年成為正式會員。1925成為南斯拉夫科學與藝術學院的通訊會員以及位于德國哈雷利奧波第那科學院院士。他也是南斯拉夫和其他國家許多科學學會和組織的會員。
軼事
米蘭科維奇晚年做了一些瑣碎的研究,例如計算以混凝土能建造的最高建筑物。他的靈感來自舊約圣經(jīng),并在1955年以"The Babylonian tower modern techniques"發(fā)表。最后米蘭科維奇計算出"Babylonian tower of concrete to the sky"的結果:如果以混凝土建筑巴別塔的基礎寬是1.4公里,塔高會達到20.25公里。這個高度是無法超過的,建筑物的靜力平衡會在這個棘手的界線上達到極限。
命名事物
月球上的米蘭科維奇環(huán)形山,在月球背面。
火星上的米蘭科維奇撞擊坑 (火星),直徑118 km,位于54.4N, 213.3E。
小行星1605
著作
塞爾維亞語
Milankovitch, M(1909)Osobina kretanja u jednom specijaliziranom problemu triju tela, Belgrade
Milankovitch, M(1911)O kinemati?koj simetriji i njenoj primeni na kvalitativna re?enja problema dinamike, Belgrade
Milankovitch, M(1911)O op?tim integralima problema n tela, Belgrade
Milankovitch, M(1912)O teoriji Mi?elsonova eksperimenta, Zagreb
Milankovitch, M(1912)Prilog teoriji matematske klime, Belgrade
Milankovitch, M(1913)O rasporedu sun?eve radijacije na povr?ini zemlje, Belgrade
Milankovitch, M(1914)O pitanju astronomskih teorija ledenih doba, Zagreb
Milankovitch, M(1916)Ispitivanje o klimi planeta Marsa, Zagreb
Milankovitch, M(1923)Reforma Julijanskog kalendara, Belgrade
Milankovitch, M(1923)Kalori?na godi?nja doba i njihova primena u paleoklimatskom problemu, Belgrade
Milankovitch, M(1926)Ispitivanja o termi?koj konstituciji planetskih atmosfera, Belgrade
Milankovitch, M(1928)Kroz vasionu i vekove : pisma jednog astronoma, Novi Sad
Milankovitch, M(1929)O oscilacijama temperature u raznim slojevima Zemljine atmosfere, Belgrade
Milankovitch, M(1935)Nebeska mehanika, Belgrade
Milankovitch, M(1939)O upotrebi vektorskih elemenata u ra?unu planetskih poreme?aja, Belgrade
Milankovitch, M(1941)Kanon der Erdebestrahlung und seine anwendung auf das eiszeitenproblem, Belgrade
Milankovitch, M(1944)Kroz vasionu i vekove : jedna astronomija za svakoga, Belgrade
Milankovitch, M(1946)Isak Njutn i Njutnova Principija, Belgrade
Milankovitch, M(1946)Mika Alas : bele?ke o ?ivotu velikog matemati?ara Mihaila Petrovi?a : ilustrovano sa 4 fotografije, Belgrade
Milankovitch, M(1947)Osnovi nebeske mehanike, Belgrade
Milankovitch, M(1947)Osniva?i prirodnih nauka : Pitagora, Demokritos, Aristoteles, Arhimedes, Belgrade
Milankovitch, M(1948)Istorija astronomske nauke od njenih prvih po?etaka do 1727, Belgrade
Milankovitch, M(1948)Astronomska teorija klimatskih promena i njena primena u geofizici, Belgrade
Milankovitch, M(1950)Kroz carstvo nauka : slike iz ?ivota velikih nau?nika, Belgrade
Milankovitch, M(1952)Uspomene, do?ivljaji i saznanja iz godina 1909 do 1944., Belgrade
Milankovitch, M(1953 Dvadeset dva veka hemije, Kragujevac
Milankovitch, M (1953)O Ptolemajevu izra?unavanju broja Pi. Belgrade
Milankovitch, M(1955)Nauka i tehnika tokom vekova, Sarajevo
Milankovitch, M(1955)Tehnika u toku davnih vekova, Belgrade
Milankovitch, M(1955)Vavilonski toranj moderne tehnike, Belgrade
Milankovitch, M(1957)Uspomene, do?ivljaji i saznanja posle 1944 godine, Belgrade
德語
Milankovitch, M(1905)Beitrag zur Theorie der Betoneisentr?ger, Vienna
Milankovitch, M(1907)Die vorteilhafteste Konstruktionsh?he und Verlagsweite der Rippen der Hennebiqueschen Decke, Vienna
Milankovitch, M(1932)Bahnkurve der sakularen polverlagerung, Belgrade
Milankovitch, M(1933)Das Problem der Verlagerungen der Drehpole der Erde in den exakten und in den beschreibenden Naturwissenschaften, Belgrade
Milankovitch, M(1954)Uber den anteil der exakten wissenschaften an der erforschung der geologischenvorzeit, Belgrade
Milankovitch, M(1956)Aristarchos und Apollonios - das heliozentrische und das geozentrische Weltsystem des klassischen Altertums, Belgrade
Milankovitch, M(1957)Astronomische Theorie der Klimaschwankungen :ihr Werdegang und Widerhall, Belgrade
參見
米蘭科維奇循環(huán)
氣候變化科學史
米盧廷·米蘭科維奇文化與科學中心
坐標:45°29′8.37″N18°59′21.00″E? / ?45.4856583°N 18.9891667°E? / 45.4856583; 18.9891667
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