潮汐动力之源

潮汐动力之源

胡恩厚

提要:据传统潮汐理论,自300年前,牛顿以数学形式诠释以来,科学界毫无怀疑地定为科学真理,将月球对地球海洋水吸力作为潮汐动力之源。本文作者自20世纪60年代已发现牛顿传统潮汐理论存在严重缺陷,并提出潮汐惯性运动论,以自然事实验证其正确性。但从事件中验证在遥远月球上牛顿传统潮汐理论之错误,尚难找到确凿证据。科学技术的发展,宇宙飞船载人登上月球后,才有了推翻牛顿传统潮汐理论的科学机遇。

关键词:牛顿传统潮汐理论 潮汐惯性运动论 潮汐动力之源

引言

潮汐自然现象发生的原因,自古均围绕月亮作论说,但月亮怎能掀起潮汐却又无法解释。科学家们在推测中各立其说。国外在奥古斯特时代的希腊作家克累奥梅德说:“月亮产生潮汐”。普莱恩和普里塔克也说过同样的话。中国历史记载亦言潮汐大小与月亮圆缺有关。近代开普勒提出月亮有摄引力使地球海水发生潮汐。但伽利略却嘲笑他对月亮支配水以及神秘的特性,又独自提出地球海洋潮汐可说明地球在运动,以证明伽利略至死都坚持地球运动说的正确性。这也是有关地球潮汐与地球运动有关系的第一人。可又没能进一步作出解释。

牛顿发现万有引力定律,将其该定律引用到潮汐发声原理,并以潮汐作为证明万有引力定律的天文实例,用数学形式论证其科学性,自比潮汐传统理论创立下来,300年来人皆默认无可怀疑的科学真理。但日月距地球遥远,也无法验证其真伪。后有德国弗·恩格斯曾指出:“牛顿的引力和离心力—形而上学的例子,问题没有解决,而只是提出来了。并且被当做是解决了。”英国亚·沃尔夫更明确地说:“牛顿还进一步解释了更为习见的潮汐现象,但恰当地处理这个问题超出了牛顿力所能及的范围”。直到20世纪后期,美国阿波罗号宇宙飞船登陆月球,才初步提供了验证牛顿传统潮汐理论的科学性。却是证明该理论可能是完全错误的。由此引发对牛顿传统潮汐理论重新研讨的必要性并有新的潮汐理论容允创建探索了。

1. 牛顿传统潮汐理论存在的问题

牛顿提出引发潮汐,乃日、月对地球的万有引力,主要是月球对地球海水的引力。引潮力大小与其天体质量成正比,与天体间距离的立方成反比。引潮力主要由月球对地球的引力与地球离心力的合力组成。日、月、地三者运动位置在一条直线上,即朔、望日,合力最大,则引潮力最大,形成大潮,三者位置在90度直角时,合力最小,形成小潮。

1.1 潮汐理论计算数值

引潮力可看做垂直引潮力(垂直地球表面)和水平引潮力(平行地球表面),因垂直引潮力方向与地心引力(重力)方向相同或相反,但月球最大引潮力仅为地球引力的900万分之一,最小垂直引力只有1800万分之一,所以垂直引潮力对地球引力而言可忽略不计。水平引潮力最大值只及垂直引潮力最大值的四分之三,但因没有地心引力的对抗,因此能引发潮汐。牛顿传统潮汐理论计算,月球最大引潮力可使水面升高0.563米。太阳最大引潮力可使水面升高0.246米,两者合力引发潮汐涨落约80厘米。

1.2 牛顿传统潮汐理论之错误

牛顿传统潮汐理论只提到引潮力的垂直分力被地心引力抵消,而水平分力是不受地心引力的作用。但实际上地心对海洋水的引力也可分解为垂直引力和水平引力,尤其是当海洋水被外力(如日、月引力)吸引运动时更有如此反应了。地心的水平引力便吸引阻滞海洋水水平方向运动。同时地心引力的垂直分力大于月球和太阳对海洋水的垂直引力,而地心引力的垂直分力大于月球和太阳对海洋水的垂直引力,而地心引力的垂直分力大于月球和太阳对海水的水平分力。由此可断定日月引力不可能引发地球海洋水的潮汐的产生。

牛顿传统潮汐理论还不能完满解释因地球在全球各地地形不同产生的潮汐规律差异;潮汐理论计算不符合潮差,赤道潮汐周日不等;潮汐迟到现象,朔、望日,日、月对地球引力

方向相反,而有相同大潮;陆地潮汐及江河潮汐现象;潮汐摩擦作用等问题。

1.3 当代潮汐理论之错误

牛顿传统潮汐理论之错误早已发觉,但无新的理论产生,理论界只能在其原理理论基础上自圆其说。一种是将地球潮汐分两个部分,用两种理论对应两半球海洋水阐述但不能对应互换论证。其说将地球海洋水面对月球的地球。半球海洋水潮汐用月球直接吸力解释;另一半球海洋水则“因月球对地球本身的引力牵引作用大于对水体的作用”,“即因为月亮对地球的引力牵引作用大于月亮对海水的引力,所以地球受到较大吸引力,它有后退的倾向”使其海水便升涨起来,达到“取得平衡”,故有潮汐发生。因此,该理论称:“我们可以证明,使潮汐发生的原因并不是太阳和月亮的绝对吸引力,而是海洋上的A 、B 两点和同体的地球,所受引力的差异,用数学的语言来说,这是一种微效应。在和距离平方成反比的力情形下,微分效应便和距离的立方成反比,但仍然和吸引力物体的质量成正比,”这样自相矛盾的论证当然是互相否定的,也证明是不科学的。

另一种新说是“因体水流”潮汐论:“单个的分子由于没有其他力的作用,是容易被太阳和地球之间的平行面等值的力平衡掉的。如果有其他的扰动因素,使用于从多的海水分子,情况就不一样了,部分海水分子形成一个“团体水流趋势”。假若所有的外力都同时作用这个团体水流的话,就会形成一个通天水柱。这个分析告诉我们,要形成一个具有明显效应的团龄体水流,水面必须要宽,蓄水必须足够的多。这就可以解释,为什么海潮是发生在宽广的海面而不能发生在狭小的海面,想黑海和里海那样小的海面是不形成海潮汐的。”(4)这一新说仅其结论就可证明是错误的。我国青海湖就有潮汐规律发生,该湖的面积并不算大的。我国神农架地处大山地下深处的山洞里流出一条暗河:“每天日出日落,中午十二点涨潮、落潮各一次,每次持30分钟,故叫潮水河。涨潮时河水流量是原来的两倍。水清如故,平时不论天旱雨涝,水位均无甚变化。”(5)由此可证上述理论是错误的。

前述两种新说是建立在牛顿传统潮汐理论之上的,下面是我们验证牛顿传统潮汐理论是错误的,那么建立在该理论的新说也就不须验证即是不科学的了。

1. 4 验证牛顿传统潮汐理论错误之证据

美国阿波罗号宇航员在月球上试以调匙喝水时,水即散去,将盛水调匙反转朝月面,水在调匙上如冰果而不附落,要想喝上需用注水器与呼出气体分隔开来。月球表面是弱重力场,与太空船内微重力引力状态相似。月球引力仅为地球引力的六分之一。阿波罗11号登月飞船在选择降落地点原是静海,但在飞船距其1600米上空,发现遍地悬浮着汽车般大的岩石,不得不另选死海登陆。(6)如此看来,月球对其表面上小到一滴水,大到汽车大的岩石,都不能吸落,对远距38万多公里地球上的海洋水是不可能吸动的,即使将月球放置在地球海洋水面上,地球吸力也不会让月球吸去地球上巨重的海洋水了。

2. 潮汐惯性运动论,或潮汐惯性论。该论依据牛顿万有引力定律,使地球在日、月等

星球作用下运转,但地球的公转和自转的速度受宇宙天体主要是日、月运动位置变化的影响并非均速运动,又产生摄动。地球运转时快时慢,覆盖地球表面的海洋水与地球表壳有了相对位移运动,形成震荡状态,距地心海底越远的海水相对位移越大。地球运转速度变化越大,惯性运动越大,海洋水的位移也越大的,潮汐也就有一定规律。

2.1 潮汐大潮验证

潮汐在朔望日而为大潮:

朔日,按太阳—月球—地球次序位置排列在一条直线上,日、月对地球引力方向相同,合力最大,阻滞地球运动引力最大,与地面相对位移也最大,与地球表面相对位移也最大,故发生大潮。


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