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古人对海洋潮汐的研究


【资料图】

海洋上的潮汐现象主要是因为月亮和太阳对地球的引力引起的,在垂直上表现为上升和下降,水平上表现为涨潮和退潮。在我国多数海区,海水涨落周期大多为半日潮(海水在白天一涨一落,夜间一涨一落);少数地区为全日潮(一个昼夜一涨一落)。正是因为我们国家海区多为比较规律的半日潮,潮差较大,所以比较容易认识和观察潮汐的变化规律。

潮汐两字连用最早出现于《管子》一书,“朝(潮)夕(汐)迎之,则遂行而上”,论述了航海和潮汐的关系,后来逐渐把白天海水涨落叫潮,夜间的海水涨落叫汐,合称潮汐。在遥远的古代,我国先民发现,大海上的潮汐涨落与月亮有着某种神秘的关系。

现见中国古籍最早对海洋潮汐现象做出科学解释的,是东汉著名学者王充的《论衡·书虚》。书中提出“涛之起也,随月盛衰”,指出潮汐的涨落是随着月亮的运动而发生的。

公元8世纪中后期,唐朝科学家窦叔蒙著《海涛志》,是我国最早的潮汐学专著,对潮汐的成因进行了细致的论述和研究。窦叔蒙指出了潮汐的产生是由月亮运行所致,每天的涨落时间是不同的,每月的潮汐是相同的,有一定的规律,为一天的高低潮时推算,建立了科学的图表法。

他对潮汐运动进行了定量计算,算出的高潮至下一次高潮时的平均时间间隔为12小时25分钟14.02秒,后一天的高潮约平均推迟50分钟28.04秒。这两个数字与现在的12小时25分钟和50分钟是一致的。窦氏提出的朔望月的图表法是目前收集到的世界上最早的潮汐预报方法,它比大英博物馆收藏的欧洲最早的伦敦桥涨潮时间表(公元1213年)还要早大约450年。

对潮汐的研究,我国在宋代达到高峰,宋朝天文学家余靖曾亲自到通州海门和广州武山观测海水进退与月球运动的关系,根据实测形成了“月亮起潮论”,并将之写入《海潮图序》。“潮之涨退,海非增减,盖月之所临,则水往从之。”余靖认为潮汐的涨退并不是因为海水有所增减,而是因为月亮的位置变化,影响了水的流向。

《海潮图序》成为中国科技史上一篇极为重要的文献。英国科技史家李约瑟指出:“在十一世纪中,即在文艺复兴时期以前,他们(指中国)在潮汐理论方面一直比欧洲人先进得多。”

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