黄书奇
在《望月怀远》中,张九龄写下这样一句广为流传的诗句:“海上生明月,天涯共此时。”我们常常用这句古诗来寄托情感,但这当中也蕴含着物理现象。人们总是喜欢看潮起潮落,望日出月升,来怀念故人。无论是在古时,还是现在,观月听海仿佛已经成了人们一生中必不可少的一件事,而月球与大海仿佛也被紧密地联系在一起,分不开,拆不散。如果大海没有了月球的陪伴,会怎么样呢?会孤单到再也掀不起“涟漪”吗?
大海的“涟漪”其实就是潮汐。何为潮汐?潮汐是沿海地带的一种自然现象,它是海面垂直方向涨落的体现形式。中国古代书籍中有很多关于潮汐的记载,比如《颜氏家訓·归心》中所写:“潮汐去还,谁所节度?”
有人曾认为潮汐是大风刮出来的,这是一种错误的认知。其实,中国古书中对于潮汐的产生早就有所记载:“涛之起也,随月盛衰。”这两句出自由东汉王充所著的《论衡》,意思是潮起潮落受月球的圆缺影响。唐朝著名天文学家窦叔蒙在他的《海涛志》当中,明确记载了潮汐的形成与月球有紧密的联系,并且指出潮汐在时间上出现的规律性。这是中国最早对于潮汐产生原因的相关记载和历史依据。牛顿发现了万有引力以后,拉普拉斯用数学的方式证明了月球与潮汐的关系。
月球对地球上的海水是有吸引力的,而这种吸引力是在万有引力的作用下形成的。月球对海水的这种吸引力称为“引潮力”。地球是圆形的,月球也是圆形的,月球围绕着地球转,而地球的各个部分距离月球的远近是不一样的,因此地球上的海水距离月球的远近就不同,引潮力就会有差异。当地球上的海水正向面对月球时,海水的引潮力会变大;反之,引潮力会变小。而海水又受离心力及天体本身运动的影响,朝着背对着月球的方向前进,地球不同地区的海水所承受的引潮力会不断地发生变化,由此海水涨落,潮汐形成。月球环绕地球旋转,背对着地球时会使海水产生潮汐,面对地球时会再一次产生潮汐,也就是旋转过程中会产生两次潮汐。潮汐的时间是很有规律的,它的周期是24小时48分。
众所周知,钱塘江大潮是天下奇观,它的形成不仅仅是月球的功劳,也有太阳的贡献。我们都知道,钱塘江大潮的最佳观赏时间在每年的中秋前后,为什么是这个时候呢?当太阳、地球、月球几乎处在一条直线上的时候,月球对地球和太阳对地球的引潮力会合二为一,也就是引潮力最大的时候,钱塘江大潮的奇观也由此而来。
尽管太阳的引潮力很小,但依然会使江海荡起“涟漪”。如果真的没有了月球,我们势必会失去钱塘江大潮这样的天下奇观。但这并不是说没有了月球就没有了潮汐,只是没有了大的潮汐而已,大海依然会有“浪”,只是“浪”会小一些。
(羽惊林摘自北京日报出版社《我就纳闷了:那些稀奇古怪的冷知识》)