米卢廷·米兰科维奇

米卢廷·米兰科维奇（Милутин Миланковић，Milutin Milanković，1879年5月28日－1958年12月12日）是一位塞尔维亚土木工程师、地球物理学家和天文学家。因为冰河时期的研究而闻名；他提出了地球长期气候变化和地球轨道的周期性变化关系，也就是今日的米兰科维奇循环。米兰科维奇提出了地球科学的两大贡献。第一个是关于地球日照的学说（Canon of the Earth's Insolation），该学说特别指出了太阳系各行星气候特征；第二个贡献是解释地球气候变迁是因为地球和太阳相对位置的变化，这解释了过去地球冰河时期的发生时间，并可预测地球未来气候变化。

## 早年生活

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米兰科维奇出生在奥匈帝国达利（今属克罗地亚）的一个东正教塞尔维亚商人和地主家庭中，米兰科维奇和他的双胞胎妹妹是七个孩子中年龄最长的两个。因为米兰科维奇的健康因素，他在家里接受他的小学教育，由他的父亲和私人教师，以及家庭的一些亲戚和朋友教学，其中有一些是有名的哲学家、发明家和诗人。他的父母在他幼年时发现了他的数学天赋。除了数学以外，他的父亲还向他介绍许多人物和团体，并教他评论和誊写，以及阅读史诗。米兰科维奇的父亲于1886年10月27日去世后由他的亲戚Vasа Muačević照顾并支持他的一切，直到去世为止。米兰科维奇在出生地的家中完成了小学教育后，他进入了位于奥西耶克Realka的中学就读。

米兰科维奇在中学的第一个学期结束后成为班级中学业成绩最佳的学生，直到毕业为止。这时候他遇到了一位真正的工程师和发明家，他在比尔森的斯柯达公司火炮工厂任职的亲戚Andrа Radovanović让他得到了世界性的承认。米兰科维奇热切地了解他的亲戚担任工程师的一切事物。他在就读中学时他的数学老师，一位28岁的年轻塞尔维亚人博士弗拉基米尔·瓦利卡（Vladimir Varićak），注意到了米兰科维奇在数学上的天赋。这位老师在米兰科维奇选择科学为志业上有很大的影响。米兰科维奇于1896年以最优异成绩于中学毕业，并代表塞尔维亚王国的中学毕业生面见奥地利君主。

米兰科维奇的家人希望他能选择一些高等农业学校，因为必须要有人能管理他的家庭所拥有的广大土地。米兰科维奇本人想要学习电机工程，但因为在维也纳没有这样的学校，他因此选读土木工程。米卢廷的堂兄弟Veselin在前一年前往维也纳就读工程学明显影响了他继续在维也纳受教育的决定。因此他在1896年10月5日和他的堂兄弟一起前往维也纳。

当时一位桥梁工程学教授Johann Brick是当时维也纳顶尖的力学专家，他在米兰科维奇求学的第五年教导了最重要的科目。在他的教学中，年轻的米兰科维奇获得了以后进行科学研究的强大灵感。米卢廷在1902年于土木工程学系毕业后在奥匈帝国服役了一年，于1903年回到维也纳继续他的博士学业。1904年他25岁时他以论文《压力曲线的理论》（Beitrag zur Theorie der Druck-kurven）获得博士学位。毕业后他决定在一些大型建设公司工作。

## 建设公司任职

在1905年初，米兰科维奇进入在维也纳的建设公司Adolf Baron Pittel Betonbau-Unternehmung担任工程师。自他在第一年的稳定工作之后，他在设计一个钢筋混凝土仓库时遇到了问题。公司的负责人Baron Pittel在维也纳是以建造钢筋混凝土建筑物闻名，而他经常让米兰科维奇这位有工程博士学历的年轻土木工程师进行复杂的建筑设计。同样地，米兰科维奇被分配到设计部门，这并不是一个简单的工作。因为当时没有数学公式可以确定钢筋混凝土梁和支承板的精确尺寸，这些分析是比现在复杂的。

米兰科维奇使用他在博士论文中建立的一般弹性理论的有效性进行长时间和困难的计算后，他在科学期刊上发表了标题《Contribution to the theory of reinforced-concrete beams》的论文。他在这些研究中提出的解决方案吸引了结构工程师，尤其是设计师的注意，并且很快被收入书籍和建筑手册。米兰科维奇是第一位不使用当时流行的几何设计法，以数学方式建模的专家，而他的方式在当时很受欢迎。结果就是他的方式大量使用在位于外西凡尼亚塞贝什（Sebeș）的水力电厂水道，这是他早期生涯中让人注目的成果。

米兰科维奇在维也纳的建设公司任职五年中获得了极高声誉，因为他设计了不少建案。除了外西凡尼亚塞贝什的水道（类似古桥）以外，他设计了位于奥地利赛梅林山口和皮滕（Pitten）的水道、斯洛文尼亚克拉尼、匈牙利Banhidi、奥地利Isla的桥梁，以及克虏伯的一个新金属工厂。而他在该公司期间也参与了贝尔格莱德在萨瓦河岸边的污水处理系统。1908年奥匈帝国并吞波斯尼亚使奥匈帝国和塞尔维亚之间引发战争危机。在奥匈帝国的塞尔维亚人，尤其是知识分子受到当局相当大的压力。虽然他在工程的工作有丰厚收入，他开始渴望研究科学，同时这只在他是自由从业的土木工程师才能实现。

1909年是米兰科维奇一生的关键转折点。他被贝尔格莱德大学邀请担任应用数学副教授，同时也教古典力学、天体力学和理论物理学。因此米兰科维奇迁往贝尔格莱德居住。米兰科维奇虽然离开了维也纳，但还是和许多奥地利科学家以及研究机构保持紧密联络，并互相交换科学讯息和构想。只要情况允许，他就会去维也纳或奥地利其他地方拜访朋友和合作者、参加重要的科学研究或以顾问、设计者的身份参与重大工程。

米兰科维奇搬到塞尔维亚王国之后仍持续和他在维也纳求学的朋友，工程师和建设公司负责人Petar Putnik设计和建筑许多工程，并且设计了尼什和克尼亚热瓦茨（Knjaževac）之间铁路线上的一座铁路桥。米兰科维奇朋友的想法是在这个铁路线上建造塞尔维亚第一座钢筋混凝土桥，并且以两侧岩石做天然支撑，每个跨距10米。而他非常喜欢这个想法并很快进行了后来将可适用于所有桥梁的静力计算。之后塞尔维亚政府于1912年委托Petar Putnik的建设公司进行这个桥梁建筑。

## 天体力学和冰河期之谜

米兰科维奇的科学研究以《气候的数学理论贡献》（Contribution to the mathematical theory of climate）于1912年4月5日出版于贝尔格莱德。他研究的是当时最知名的气候学家尤利乌斯·冯·汉恩（Julius von Hann）的相关工作成果。米兰科维奇注意到一个成为他主要研究课题的重要问题。这个问题就是关于冰河期。米兰科维奇的书《The schedule sun radiation on the earth's surface》于1913年6月5日在贝尔格莱德出版。

1914年时米兰科维奇的科学著作《关于冰河期的天文理论问题》（About the issue of the astronomical theory of ice ages）出版。同年米兰科维奇回到当时由奥匈帝国统治的出生地和Christine Topuzović结婚。在塞尔维亚的七月危机期间，奥匈帝国对境内塞尔维亚人的压力更大。这个危机导致了第一次世界大战的爆发。但在米兰科维奇结婚后不久，身为塞尔维亚公民的他遭到奥匈帝国当局逮捕，并先后关押在卡尔洛瓦茨和奥西耶克。之后他在妻子、亲戚Vasa和维也纳大学教授伊曼纽·克如伯（Emanuel Cuber）的帮助下获释，条件是必须远离与塞尔维亚的边界。奥匈帝国境内的塞尔维亚人政治领袖斯韦托扎尔·普里比切维奇注意到了米兰科维奇，并安排他逃亡到匈牙利北部。在那里他先被奥匈帝国军方拘禁在滨湖新锡德尔（Neusiedl am See），后来转往布达佩斯，并且每天都要向当地派出所报到，而他就在布达佩斯四年直到战争结束。

虽然米兰科维奇被拘禁在布达佩斯，他在当时仍致力于研究后来广为大众所知的“米兰科维奇循环”。战争结束后他在1920年出版了他的专书。该书先由塞尔维亚科学与艺术学院出版，之后再由法国巴黎的格西尔－韦拉斯（Gauthier-Villars）以标题《太阳辐射造成的热现象数学理论》（Théorie mathématique des phénomènes thermiques produits par la radiation solaire）出版。

米兰科维奇在布达佩斯时遇到了匈牙利科学院图书馆馆长科罗曼·冯·西利亚（Koloman von Celia），他对数学有极大的爱好，因此安排米兰科维奇在匈牙利中央气象研究所进行研究。他在该地任职的两年期间发展了关于火星的气候变迁数学模型，并于1916年出版了《火星气候研究》（Researching of the climate planet Mars）。当欧洲陷入激战期间，米兰科维奇研究火星的气候，以了解行星上的生物是否会影响气候。他计算的火星日照量和表面与低层大气年均温在数十年后第一个火星探测登陆艇登陆后得到证实。事实上，米兰科维奇已经建立了地球和其他行星上的气候模式。

第一次世界大战结束后，米兰科维奇和家人于1919年3月19日回到贝尔格莱德，当时塞尔维亚人、克罗地亚人和斯洛文尼亚人王国已经成立。米兰科维奇继续在贝尔格莱德大学任教，并升任正教授。除了科学研究和教学以外，米兰科维奇仍然是位土木工程师。建设公司以高薪聘请他担任工程师，并设计了位在尼什的烟草工厂，以及位于斯科普里、韦莱斯（Veles）、卡瓦达尔奇（Kavadarci）和卡佩尔约纳（Čapljina）的烟草仓库；以及国家银行的设施，这包含了在贝尔格莱德的印钞厂以及斯科普里和比托拉的分行。

米兰科维奇在对太阳系天体进行科学研究同时也致力于科学普及，因此他在1925到1928年期间写了一本科学普及的书《穿越时空－一位天文学家的信》（Through Space and Centuries - Letters of an Astronomer），该书的形式是一位天文学家写信给一位不知名女孩。在该书中是以时间轴的方式描述，一开始是地球的形成与冷却（相当于希腊神话中提坦的时代），接着是介绍古文明和文艺复兴时代人们的思想，接着就是和他相同的时代思想，以及包含冰河期循环的气候数学模型。书中他带着读者到月球、火星、金星等其他太阳系的行星，以了解天体力学中的复杂问题。这本给社会大众阅读的书出版于1928年。

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米兰科维奇的研究成果让他在科学界获得了相当的知名度。尤其是他的“地球表面的日射量变化”。这个结果直到1924年著名气候学家和气象学家弗拉迪米尔·彼得·柯本和他的女婿阿尔弗雷德·魏格纳在他们发表的气候与地质学相关著作中提到了米兰科维奇的研究成果才得到广泛接受。

在米兰科维奇提供了这些科学贡献后，他于1927年被邀请合著两本重要的书籍。第一本是气候学手册（德语：Handbuch der Klimatologie），第二本则是地球物理学手册（Gutenberg's Handbuch der Geophysik）。第一本书中他写下了《气候变迁的气候学与天文学理论的数学原理》（Mathematische Klimalehre und astronomische Theorie der Klimaschwankungen），于1930年以德文出版，接着在1939年翻译成俄文出版。该书进一步特别以地球为例发展了行星气候理论。

米兰科维奇推导出了一个可以计算冰盖和地球的太阳日照量变化时，冰盖状态变化的公式。他设法建立了一个夏季日照量和积雪边界高度的数学关系式，从而知道积雪量如何因为夏季日照量的变化而增减。这个结果于1938年以论文《气候变迁的天文理论新结果》（New results of the astronomical theory of climate change）出版。事实上，现代地质学家可以使用他的研究成果得到一个在过去65万年中积雪高度变化的图表。

米兰科维奇在第二本教科书中编写了四个章节发展和制定他的地球两极长期运动理论；而他的冰河期理论（米兰科维奇循环）则建立于先前詹姆士·克洛尔的研究成果上。米兰科维奇使用更多的地球轨道计算进一步发展了克洛尔的部分工作，而这些数学则是由色度学先驱路德维希·皮尔格里姆（Ludwig Pilgrim）于1904年发展出来的。米兰科维奇充分了解到他的太阳辐射理论已经成功完成，但他的理论相关论文分散在多个不同出版物中，他因此决定将相关论文收集成册出版。

## 最重要的成就

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米兰科维奇从许多书籍和期刊收集关于他的太阳辐射理论研究相关资料。1939年他开始进行他最重要的工作，编写包含了他将近三十年研究的书《Canon of Insolation of the Earth and Its Application to the Problem of the Ice Ages》，其中大部分是公式、计算和图解。但也总结了许多可以解释气候变化和11次冰河期的可能解释原因（米兰科维奇循环）。

为了安排和编写该书，米兰科维奇花了两年时间。手稿于纳粹德国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日纳粹德国空军轰炸贝尔格莱德。在轰炸期间印刷厂和所有的书遭到炸毁，除了一本印刷第一日米兰科维奇带走的一本已印好的以外。塞尔维亚遭到占领后的1941年5月，两位德军军官开车到米兰科维奇在贝尔格莱德的家，而这两人是米兰科维奇朋友Wolfgang Selera的地质学生。因此他决定将仅存的一本书送到他在德国弗赖堡的朋友处。米兰科维奇在战前就对轨道上或近轨道的发射物感兴趣，因此进行了关于纬度和轨道的数学计算。目前仍不知道米兰科维奇的论文是否和现代火箭的前身V-2火箭有关联。他的书后来在塞尔维亚皇家科学院以四开，626页出版；之后又出版德文版本《Kanon der Erdbestrahlung und seine Anwendung auf das Eiszeitenproblem》；不久该书就引起欧洲和国际相关领域专家的重视。

在纳粹德国占领塞尔维亚期间（1941年－1944年），米兰科维奇避免了公开活动，并开始写关于他的科学研究之外的相关自传。他的自传在战后以标题《Memories, experiences and knowledge - from 1909 to 1944》于1952年在贝尔格莱德出版。

1958年米兰科维奇遭受中风在贝尔格莱德去世。他被埋葬在达利他的家族墓地。

## 对他的“教条”挑战

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在米兰科维奇去世后，大多数的科学家开始挑战他的“教条”，并且不再承认他的研究成果。但在他去世十年后，甚至是他的最重要的成就出版50年后，他的理论重新被考虑。该著作于1969年被以色列科学翻译计划翻译成英文的标题是"Canon of Insolation of the Ice-Age Problem"，并由美国商业部和国家科学基金会出版。

## “教条”的重生

米兰科维奇的研究一开始受到承认的速度是很慢地，但之后所有的事实都指出他的理论是正确的。CLIMAP计划（Climate: Long Range Investigation, Mapping and Production）最终解决并证明了米兰科维奇循环。在1972年基于深海钻探岩心，科学家确认了直到70万年前的气候变化事件。他们根据岩心分析结果和四年后的结论显示过去50万年气侯曾经因为地球自转轴的转轴倾角变化和进动（类似陀螺仪的运动）造成的缓慢运动有关（参见大年 (岁差年)）。而米兰科维奇在1924年就以复杂的计算（只用铅笔、纸和巧妙的数学公式）完成了这项工作。在NASA所编的"On the Shoulders of Giants"，米兰科维奇被认为是世界上所有科学家中最聪明的十个人之一。因此他的画像现位于华盛顿特区一个博物馆中和艾萨克·牛顿、约翰内斯·开普勒、伽利略·伽利莱、尼古拉·哥白尼并列。

## 儒略改革历

米兰科维奇于大约1923年提出儒略改革历。被900除后余数200或600的年份是闰年，与格里历被400整除的状况不同。部分的正教会组织在1923年5月的东正教会议上接受了儒略改革历。但部分东正教会只将1923年10月13日改成10月1日后实施，以及修改了闰年计算方式以外，复活节等宗教节日仍使用儒略历计算。在米兰科维奇提出儒略改革历时已经有地球自转周期可能不是常数的质疑出现，但直到1930年代石英钟和原子钟相关技术开始发展后才得到确认。地球自转周期的变化是公历和儒略改革历之间长期误差的原因。

## 其他工作

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米兰科维奇除了科学研究之外，对于科学发展史也有极大的兴趣。他编写了一本天文学史的教科书，和两本让社会大众阅读的书籍：《Through Space and Centuries》是以小说笔法记述天文学史，另一本书《Through the Realm of Science》则是叙述精密科学的发展。

米兰科维奇曾以塞尔维亚文写下三卷自传《Recollection, Experiences and Vision》。该自传至今尚未被翻译成其他种语言；因此他的儿子瓦斯科·米兰科维奇（Vasko Milanković）写了另一本传记《我的父亲米卢廷·米兰科维奇》（My father, Milutin Milanković）。

米兰科维奇于1920年获选为塞尔维亚科学与艺术学院的通讯会员，1924年成为正式会员。1925成为南斯拉夫科学与艺术学院的通讯会员以及位于德国哈雷利奥波第那科学院院士。他也是南斯拉夫和其他国家许多科学学会和组织的会员。

## 轶事

米兰科维奇晚年做了一些琐碎的研究，例如计算以混凝土能建造的最高建筑物。他的灵感来自旧约圣经，并在1955年以"The Babylonian tower modern techniques"发表。最后米兰科维奇计算出"Babylonian tower of concrete to the sky"的结果：如果以混凝土建筑巴别塔的基础宽是1.4公里，塔高会达到20.25公里。这个高度是无法超过的，建筑物的静力平衡会在这个棘手的界线上达到极限。

## 命名事物

- 月球上的米兰科维奇环形山，位于月球背面。
- 火星上的米兰科维奇撞击坑 (火星)，直径118公里，坐标北纬54.4、东经213.3。
- 小行星1605

## 著作

### 塞尔维亚语

- Milankovitch, M（1909）Osobina kretanja u jednom specijaliziranom problemu triju tela, Belgrade
- Milankovitch, M（1911）O kinematičkoj simetriji i njenoj primeni na kvalitativna rešenja problema dinamike, Belgrade
- Milankovitch, M（1911）O opštim integralima problema n tela, Belgrade
- Milankovitch, M（1912）O teoriji Mišelsonova eksperimenta, Zagreb
- Milankovitch, M（1912）Prilog teoriji matematske klime, Belgrade
- Milankovitch, M（1913）O rasporedu sunčeve radijacije na površini 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）Kalorična godišnja doba i njihova primena u paleoklimatskom problemu, Belgrade
- Milankovitch, M（1926）Ispitivanja o termičkoj 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 računu planetskih poremećaja, 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 : beleške o životu velikog matematičara Mihaila Petrovića : ilustrovano sa 4 fotografije, Belgrade
- Milankovitch, M（1947）Osnovi nebeske mehanike, Belgrade
- Milankovitch, M（1947）Osnivači prirodnih nauka : Pitagora, Demokritos, Aristoteles, Arhimedes, Belgrade
- Milankovitch, M（1948）Istorija astronomske nauke od njenih prvih početaka do 1727, Belgrade
- Milankovitch, M（1948）Astronomska teorija klimatskih promena i njena primena u geofizici, Belgrade
- Milankovitch, M（1950）Kroz carstvo nauka : slike iz života velikih naučnika, Belgrade
- Milankovitch, M（1952）Uspomene, doživljaji i saznanja iz godina 1909 do 1944., Belgrade
- Milankovitch, M（1953 Dvadeset dva veka hemije, Kragujevac
- Milankovitch, M（1953）O Ptolemajevu izračunavanju 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, doživljaji i saznanja posle 1944 godine, Belgrade

### 德语

- Milankovitch, M（1905）Beitrag zur Theorie der Betoneisenträger, Vienna
- Milankovitch, M（1907）Die vorteilhafteste Konstruktionshőhe 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

## 外部链接

- Life and Scientific Work of Milutin Milanković
- Solar Radiation and Milanković
- Milankovitch Cycles and the Shift of the Tropic of Cancer
- Precession and the Milanković Theory
- Document containing facsimile of first page of Milanković's work, p.3, Serbian Academy of Science and Arts.
- NASA Earth Observatory article in the "on the shoulders of giants" series

45°N 29°E

## 基本资料

- 原文名：Милутин Миланковић、Milutin Milanković
- 原文名：sr
- 出生日期：1879年5月28日
- 出生地：

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奥匈帝国达利（Dalj）、（今属克罗地亚）
- 逝世日期：1958年12月12日
- 逝世地：南斯拉夫贝尔格莱德
- 国籍：塞尔维亚
- 研究领域：地球物理学、天文学家、土木工程
- 宗教：塞尔维亚正教会
- 知名于：米兰科维奇循环、日射量