潮汐的成因是什么？

　　相信大家都知道＂潮汐是因为靠近月球一边的海水受月球的重力影响强过另一边，因此两边的海水就会【凸起】，由细地球每天自转一次所以每天有两次潮汐。对吧？
　　相信差不多每个人都听说过。因为这很合理，曾经或仍然相信这个解释。并在其他人问起的时候相信也这样回答过。其实，这.解.释.是.错.的！
　　老师们不用道歉或对＂教错＂学生有任何内疚。在科学中有很多这类例子，非常符合科学原理的＂常识＂，原来是错的！有时，甚至是科学家也会误以为正确。在我们潮汐的这个例子，即使是天文学家和天体物理学家也曾出错。
　　这是更新知识的过程，也是科学存在的意义。
　　图一：月球施加在A、B、C三点上的重力不同
　　那么，究竟潮汐的真正成因是什么？毫无疑问，必定与月球（以及太阳）的施加在地球上的重力有关。但其实主因是由重力形成的横向压力。
　　想像一滴靠近月球的水（图一）。因为比地球中心更接近月球，它感受到的月球重力，比地球感受到的月球重力更强。因此，比起地球本身，它应该会感受到一个更快向月球加速的加速度，这就是所谓的潮汐加速度（tidal acceleration）。顺带一提，因此而造成的潮汐力（tidal force）与离心力一样是惯性力，并非真实存在的力，而是选择了非惯性参考系的结果。
　　哇，这么恐怖的事，幸好不会发生。事实上，月球引起的潮汐力比地球重力弱了一千万倍，而由太阳引起的潮汐力更只有月球的三分之一。
　　总而言之，这个潮汐力在地球角度看，应该会使海水升起吧？理论上是会的，但这与潮汐却没有关系。牛顿力学告诉我们，一个物体被重力所加速，与物体本身的质量无关。如果海水能被潮汐力拉向月球的话，那么河流、湖泊，甚至桌面上的一杯水，都应该会每天潮汐两次，而且一切并非固定在地壳上的物件，包括沙石、动植物，以及你和我，都应该会每天两次＂被升起＂啊！
　　图二：黑色箭咀显示潮汐力的方向
　　我们应考虑的不是在地月联机之上的水，反而是在与地月联机成90度的位置的水。在图二里标示了月球施加在地球上不同位置的水的潮汐力方向。在地月联机以外的水的受力的方向大多是沿地球圆周切线方向的，这就会对海洋造成一个向着地月联机推挤的压力，因而令靠近月球和远离月球这两侧的海洋向上＂拱起＂，这才是潮汐的真正成因。
　　这也解释了为什么我们只会在海洋里观察到潮汐，在河川湖泊里则不然，因为只有海洋这么大面积的压力叠加起来才足以造成明显的潮汐效应。
　　太好了，咖啡也不会因此而满泻。
　　那么为何较大质量的物体不会以更大的加速度加速，所以只有海洋如此大质量的水才会发生潮汐？
　　答案是重力加速度与受力物体的质量无关。利用微扰法可由重力加速度得出潮汐力加速度，同样与受力物体的质量无关。因此，较大质量的物体会感受到较大的潮汐力、较小质量的物体会感受到较小的潮汐力，然而两者加速度皆相同。所以，质量不同并非潮汐形成的原因。